Revista de Petróleo e Biotecnologia Ambiental

Abstrato

Caracterização Química do Betume Gilsonita

Nader Nciri, Suil Song, Namho Kim e Namjun Cho*

Esta investigação fornece novos insights sobre a composição química da Gilsonita, de forma a verificar as suas propriedades que podem auxiliar nas rotas de refinação e processamento do recurso natural. A gilsonita, betume asfáltico de ocorrência natural, consiste numa mistura complexa de compostos orgânicos. Foi recolhido na Bacia de Uinta, perto da cidade de Bonanza, no Utah. O objectivo deste trabalho é obter um quadro mais completo da estrutura molecular da Gilsonita, muito importante na indústria de processamento de combustíveis, comparando e interpretando os resultados de diferentes técnicas. A Gilsonita foi caracterizada por análise elementar (EA) para determinação das concentrações de C, H, N, S e O, por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) para análise comparativa das estruturas químicas, por espectroscopia de ressonância magnética nuclear de hidrogénio ( 1H NMR) para determinar as frações de hidrogénio alifático e aromático, e por cromatografia em camada fina-deteção de ionização de chama (Iatroscan TLC-FID) para quantificar hidrocarbonetos saturados e aromáticos e frações de resina/asfalteno. Os resultados foram avaliados em combinação com os dados geológicos disponíveis e com alguns betumes para avaliar, quimicamente, possíveis mecanismos de formação de Gilsonita. A baixa proporção atómica de hidrogénio para carbono (1,44), o baixo teor de enxofre (0,27% em peso) e o elevado teor de azoto (3,25% em peso) foram as principais características da Gilsonita da Bacia de Uinta. O FTIR revelou a presença de alcanos, anéis aromáticos, anéis fenílicos, álcoois, grupos carbonílicos, sulfóxidos orgânicos e sais de sulfato, confirmando o facto de a Gilsonita ser composta por constituintes policíclicos de elevado peso molecular compostos por heteroátomos de azoto, enxofre e oxigénio. Da mesma forma, o FTIR provou que a Gilsonita inclui impressões digitais de minerais argilosos. Os dados do Iatroscan mostraram de forma interessante que a Gilsonite contém uma quantidade considerável de asfaltenos (79,7% em peso) e uma quantidade nula de aromáticos (0% em peso). Enquanto isso, os rendimentos de saturados e resinas representam apenas 1,6% em peso e 18,7% em peso, respetivamente. Além disso, o método SARA estimou que a Gilsonita é extremamente instável (índice de instabilidade coloidal, CII = 4,34). As medições de RMN de protões indicaram que a porção de hidrogénio alifático é de aproximadamente 95,38% e a fracção de hidrogénio aromático é de cerca de 4,62%.