[pt] O aumento da concentração de dióxido de carbono na atmosfera vem sendo apontado como um possível causador das mudanças climáticas, o que tem incentivado o crescimento do número de estudos sobre formas de redução dos níveis deste gás na atmosfera. O objetivo deste trabalho é desenvolver materiais nanoestruturados que possam ser utilizados como adsorventes de CO2 em condições brandas de operação. A partir da avaliação de alguns processos pré-selecionados, foram sintetizados e caracterizados materiais que têm afinidade com este gás, apresentando alta área superficial e sítios básicos. Assim, foram produzidos óxidos de cálcio e magnésio, utilizando nitratos como precursores em uma técnica de precipitação em solução aquosa e calcinação. Estes óxidos foram analisados com o auxílio das técnicas de DRX e MEV/EDS, definindo a composição química elementar e a morfologia das superfícies. As áreas superficiais foram definidas por meio do método de BET, sendo 34 m2/g para o MgO, 19 m2/g para o CaO e 26 m2/g para a mistura MgO/CaO, e estimados os diâmetros de partícula, caracterizando-se os materiais como nanométricos. Os valores foram 49 nm para o MgO, 94 nm para o CaO e 67 nm para a mistura MgO/CaO. Finalmente, foram feitos testes de TPD, avaliando-se a capacidade de adsorção dos materiais sintetizados em condições prédeterminadas e a viabilidade de uso na adsorção do dióxido de carbono. Os resultados obtidos foram 103 micromol/g para o MgO, 126 micromol/g para o CaO e 319 micromol/g para a mistura MgO/CaO, sendo possível concluir que o processo proposto é viável tecnicamente, comparando-se esses resultados obtidos com os encontrados nos trabalhos previamente analisados. / [en] The increasing concentration of carbon dioxide in the atmosphere has been pointed out as one possible causer of climate changes, what has been encouraging the rising number of studies about means to reduce the level of this gas in the atmosphere. The purpose of this work is to develop nanosized materials that can be used as CO2 sorbents in mild operational conditions. Starting with the assessment of some preselected capture processes, materials that have affinity with this gas were synthesized and characterized, presenting high surface area and basic sites. Thus, calcium and magnesium oxides were produced using nitrates as precursors in a technique of precipitation in aqueous solution and calcination. These oxides were analyzed using DRX and MEV/EDS techniques, defining the elementary chemical composition and the morphology of their surfaces. Surface areas were defined by BET method, as 34 m2/g for MgO, 19 m2/g for CaO and 26 m2/g for the mixed oxides MgO/CaO, and the particle diameters were estimated, characterizing them as nanosized materials. Finally, TPD tests were made, evaluating the sorption capacity of the synthesized materials in preselected conditions and their viability in the adsorption of carbon dioxide. The results obtained were 103 micromol/g for MgO, 126 micromol/g for CaO and 319 micromol/g for the mixed oxides MgO/CaO, being possible to conclude that the proposed process is technically viable, comparing these results with the ones found in the previously analyzed works.

[pt] O presente trabalho apresenta uma análise termodinâmica dos processos de captura e reinjeção de CO2, que se tornaram indispensáveis à produção de óleo e gás nas instalações de petróleo offshore no Brasil desde o início do desenvolvimento dos campos do pré-sal. O petróleo dos reservatórios da camada pré-sal da Bacia de Santos apresenta uma particularidade importante, quando comparado com o petróleo dos campos pós-sal do Brasil. A composição do gás natural do pré-sal apresenta grande teor de CO2, podendo ultrapassar 15 por cento, enquanto que a composição típica do gás natural dos campos pós-sal apresenta teor de CO2 abaixo de 1 por cento. Isto exige que equipamentos e operações de processamento do petróleo sejam mais complexos, pois devem ser capazes de: (i) separar o CO2 do gás produzido, (ii) comprimir as correntes de CO2 e de gás natural com baixo teor de CO2 e enviá-las para seus diversos destinos (reinjeção, gas lift, exportação etc.). Consequentemente, com a introdução destes novos processos para captura e injeção do CO2, houve aumento da demanda energética nestas unidades. Este trabalho visa estudar os processos envolvidos na captura e reinjeção de CO2, uma vez que utilizam novas técnicas e tecnologias pouco divulgadas na literatura acadêmica. Busca, também, contribuir para o cálculo do consumo adicional energético nas plataformas de produção de petróleo offshore, tipo FPSO, devido à inclusão da captura e reinjeção de CO2. E, por último, apresenta uma breve análise do impacto ambiental que tais processos podem causar, considerando a emissão de poluentes atmosféricos, como CO2 e CH4, principalmente. / [en] This work presents a thermodynamic analysis of carbon dioxide (CO2) capture and reinjection processes, which have become indispensable for oil and gas production, particularly in the Brazilian offshore pre-salt fields. In comparison to the Brazilian post-salt reservoir, the petroleum from the Santos Basin pre-salt reservoir has a much larger CO2 content, which can exceed 15 percent, as opposed to less than 1 percent in the post-salt case. This peculiarity demands more complex operational equipment and processes that: (i) separate the CO2 from the produced gas; (ii) compress both the CO2 and low content CO2 natural gas streams and (iii) direct them to their subsequent destinations (reinjection, gas lift, exportation etc.). Consequently, these new capture and injection processes increase the energy demand on these production units. The present study aims to describe the processes involved in the CO2 capture and reinjection, since there is a lack of references in the literature about these new techniques and technology. Furthermore, it contributes to the evaluation of the additional energy consumption of an offshore Floating, Production, Storage and Offloading unit (FPSO), due to the inclusion of processes related to the capture and reinjection of CO2. Finally, a brief analysis is made on the environmental impact from these processes, considering the additional emission of atmospheric pollutants such as CO2 and CH4.