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Previous issue date: 2009-09-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Air pollution is of great concern to all of us, and among the
main causes are the gases emitted from fossil fuels burning.
Therefore, the search for clean technologies is of prime importance
nowadays. Thus, in the present work the reaction mechanism for the
hydrodesulfurization is investigated. Such reaction is widely used in
oil refinery, where new materials, with lowest cost and greater range
of application, are searched for. This reaction causes the reduction of
hydrocarbons containing sulfur-based functional groups, such as
thiols, sulfides and thiophenes, releases hydrogen sulfide, and is
catalyzed by molybdenum sulfides or oxides. Since the absorption of
SOx compounds is harmful to health and environment, the levels of
these types of compounds should be considerably reduced, according
to the Kyoto Protocol and the current legislation. In the present
study, the hydrodesulfurization reaction involving thiophene is
investigated through the use of Quantum Chemical Methods. A
mechanism is proposed, using the MoO3, NiMoO4 and CrMoO4
compounds as catalysts. Besides, the effects of Mo6+, Ni2+ and Cr2+
ions are analyzed and also, a mechanism is proposed, considering
Thermodynamic and Kinetic Chemistry aspects, once they are not
completely established in literature. Geometry optimization and
harmonic frequency calculations are performed using the PM6
method, implemented in MOPAC2007. The catalysts structures are
built from experimental data provided by the Inorganic Crystal
Structure Database. Reaction enthalpies, entropies, Gibbs free
energies, as well as activation and reaction energies are computed.
Some results of this work comprehend values referring to absortion
energies for the catalysts MoO3, MoO3:Ni e MoO3:Cr, corresponding to
-117.23, -115.26 and -407.14 kJ mol-1, respectively, originating the
following stability order: Cr > Mo > Ni. / A atmosfera sofre graves efeitos oriundos da poluição gerada,
principalmente, pelos gases procedentes dos combustíveis fósseis.
Por conseguinte, a busca por tecnologias limpas é de suma
importância na contemporaneidade. Pertinente a esse fato, o trabalho
em questão investiga o mecanismo para a reação de
hidrodessulfurização, que é empregada nas refinarias de petróleo,
onde são averiguados novos materiais, com custos menos onerosos e
de maior aplicabilidade. A partir dessa reação, reduzem-se
hidrocarbonetos que contêm grupos funcionais contendo enxofre,
como tióis, tiofenos e sulfetos, liberando gás sulfídrico, sendo
promovida por sulfetos ou óxidos de molibdênio. A absorção dos
compostos SOX causa efeitos prejudiciais à saúde e ao meio
ambiente, de modo que os níveis desses compostos devem ser
reduzidos consideravelmente, conforme o Protocolo de Kyoto e a
legislação vigente. Neste estudo teórico, a reação de
hidrodessulfurização envolve o tiofeno, empregando os catalisadores
MoO3, MoO3:Ni e MoO3:Cr, a fim de avaliar o efeito dos íons Mo6+,
Ni2+ e Cr2+, além de propor o mecanismo para a mesma,
considerando os aspectos da Termodinâmica e da Cinética Química,
visto que o mesmo não é estabelecido completamente pela literatura.
Para otimização de geometria e cálculos das frequências harmônicas,
utilizou-se o método PM6, incorporado ao MOPAC2007. Os
catalisadores foram construídos a partir de dados experimentais
oriundos do Inorganic Crystal Structure Database, tornando a
estrutura de cada catalisador inédita para este tipo de investigação.
Resultados como entalpia, entropia, energia livre de Gibbs, energia
de ativação e de reação foram averiguados. Alguns resultados deste
trabalho, englobam os valores referentes às energias de adsorção
para os catalisadores MoO3, MoO3:Ni e MoO3:Cr, que corresponderam
a -117,23, -115,26 e -407,14 kJ mol-1, respectivamente, originando a
seguinte ordem de estabilidade: Cr > Mo > Ni.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.biblioteca.ufpb.br:tede/7183 |
| Date | 25 September 2009 |
| Creators | Silva, Liana de Sousa |
| Contributors | Araújo, Regiane de Cássia Maritan Ugulino de, Santana, Sidney Ramos de |
| Publisher | Universidade Federal da Paraíba, Programa de Pós-Graduação em Química, UFPB, BR, Química |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB, instname:Universidade Federal da Paraíba, instacron:UFPB |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 1435648362225100898, 600, 600, 600, 600, 9054006085480167889, 1571700325303117195, 2075167498588264571 |
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