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Universidade Federal da Bahia |
Repositório Institucional da UFBA
Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/38756
Tipo: Tese
Título: Estudo do processo de micelização de líquido iônicos próticos para aplicação em recuperação avançada de petróleo
Título(s) alternativo(s): Study of the micellization process of protic ionic liquids for application in advanced oil recovery
Autor(es): Ferreira, Gabriela Fontes Deiró
Primeiro Orientador: Lobato, Ana Katerine de Carvalho Lima
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Santos, Luiz Carlos Lobato dos
metadata.dc.contributor.advisor-co2: Silva, Silvana Mattedi e
metadata.dc.contributor.referee1: Lobato, Ana Katerine de Carvalho Lima
metadata.dc.contributor.referee2: dos Santos, Luiz Carlos Lobato
metadata.dc.contributor.referee3: Silva, Silvana Mattedi e
metadata.dc.contributor.referee4: Filho, Osvaldo Chiavone
metadata.dc.contributor.referee5: Rodrigues, Pamela Dias
Resumo: O fenômeno de micelização tem sido amplamente estudado nos últimos anos devido às diversas aplicações de sistemas micelares em áreas como química, petroquímica, farmacêutica e ambiental. As micelas são formadas por substâncias anfifílicas, geralmente conhecidas como surfactantes ou tensoativos. Contudo, uma evolução notável nesse campo é a crescente utilização de líquidos iônicos (LI's) como alternativa aos surfactantes comerciais na recuperação avançada de petróleo. Os líquidos iônicos são sais orgânicos que exibem propriedades surfactantes, o que lhes permite serem aplicados na formação de micelas, tornando-os uma opção promissora em processos de recuperação avançada de petróleo. Devido à essas características, muitos estudos têm se dedicado a avaliar o processo de formação de micelas utilizando líquidos iônicos, embora a maioria deles tenha se concentrado nos líquidos iônicos apróticos, havendo uma lacuna de informações sobre os líquidos iônicos próticos. Os líquidos iônicos são capazes de diminuir a tensão interfacial e superficial, mostrando potencial para recuperação de petróleo. Em vista disso, este trabalho propõe estudar seis líquidos iônicos a base de ácido hexanóico como ânion, e cátions com diferentes estruturas. Para síntese desses líquidos utilizou-se como base (cátion) substâncias com grupos nitrogenados e hidrogenados com intuito de avaliar sua influência na formação de micelas. Através de um planejamento estatístico de experimentos, do tipo Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) foi possível determinar a influência da concentração de líquido iônico e de NaCl na tensão interfacial de uma solução de líquido iônico e óleo, uma vez que esse parâmetro está diretamente relacionado a tendência de micelização. Os resultados mostraram que à medida que aumenta a sua concentração, os líquidos iônicos diminuem a tensão interfacial até determinado ponto onde começa a aumentar novamente. Esse efeito é amenizado pela adição de NaCl, que faz com que a tensão interfacial diminua mesmo em concentrações mais elevadas de líquido iônico. Uma abordagem termodinâmica foi utilizada para descrever/prever as condições de formação de micelas a partir de soluções de LI’s próticos estudadas neste trabalho, através da minimização da energia livre de Gibbs. A partir disso, obteve-se a concentração micelar crítica que foi comparada com os valores experimentais para validação do modelo. A modelagem termodinâmica proposta apresentou boa concordância com os dados experimentais para o primeiro valor de concentração micelar crítica, descrevendo uma geometria esférica para as micelas.
Abstract: The micelle formation has been studied in recent years due to the various applications of micellar systems in areas such as chemistry, petrochemistry, pharmaceuticals, and the environment. Micelles are formed by amphiphilic substances, denominated as surfactants. However, a notable evolution in this field is the increasing use of ionic liquids (ILs) as an alternative to commercial surfactants in enhanced oil recovery. Ionic liquids (ILs) are organic salts that have surfactant properties, which gives them several applications in the form of micelle, making them a promising option in enhanced oil recovery processes. Due to these characteristics, many studies have been dedicated to evaluating the micelle formation process using ionic liquids. However, most published works explore aprotic ionic liquids, and more published data on protic ionic liquids needs to be published. Ionic liquids can decrease interfacial and surface tension, showing potential for oil recovery. Therefore, this work proposes to study six ionic liquids based on hexanoic acid as anion and cations with different structures. To synthesize these liquids, substances with nitrogenous and hydrogenated groups were used as a base (cation) to evaluate their influence on the formation of micelles. Through a statistical design of experiments of the Rotational Central Composite Design (RCCD) type, it was possible to determine the influence of the concentration of ionic liquid and NaCl on the interfacial tension of a solution of ionic liquid and oil since this parameter is directly related to the tendency of micellization. The results showed that as their concentration increases, ionic liquids decrease the interfacial tension to a point where it increases again. This effect is mitigated by adding salt, which causes the interfacial tension to decrease even at higher ionic liquid concentrations. A thermodynamic approach was used to describe and predict the conditions for micelle formation from solutions of protic ILs studied in this work by minimizing the Gibbs free energy. The critical micellar concentration was obtained from this approach, which was compared with the experimental values for model validation. The proposed thermodynamic modeling agreed with the experimental data for the first critical micellar concentration value, describing a spherical geometry for the micelles.
Palavras-chave: Surfactantes
Tensão Interfacial
Tensão Superficial
Energia Livre de Gibbs
Líquido iônico
Petróleo
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS ORGANICOS
Idioma: por
País: Brasil
Editora / Evento / Instituição: Universidade Federal da Bahia
Sigla da Instituição: UFBA
metadata.dc.publisher.department: Escola Politécnica
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Quimica (PPEQ) 
Citação: Ferreira, Gabriela Fontes Deiró. Estudo do processo de micelização de líquido iônicos próticos para aplicação em recuperação avançada de petróleo. Tese (Doutorado) - Escola Politécnica, Universidade Federal da Bahia. Salvador, p.120. 2023.
Tipo de Acesso: Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/38756
Data do documento: 31-Out-2023
Aparece nas coleções:Tese (PPEQ)

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