Predicción de energías de adsorción del DBT y sus derivados alquilados en polímeros modificados conteniendo grupos hidroxilo y amino

Abstract

One of the main sources of sulfur in the Mexican petroleum is dibenzothiophene and its derivatives. To remove these compounds commonly hydrodesulfurization processes (HDS) and dehidrodesulfuración (DDS) as hydrotreating catalyst at high pressures and temperatures are used. Alkyl derivatives of DBT are very difficult to remove by HDS and DDS. Thus the adsorption of these compounds on polymeric materials containing functional groups which retain the dibenzothiophene and its alkyl derivatives as an alternative or complementary to the HDS processes and DDS proposed process. adsorption energy of DBT and its alkyl derivatives was studied as 4-methyl dibenzothiophene (4-MDBT) and 4,6-dimethyl dibenzothiophene (4,6-DMDBT) monomers of 2-methyl-2,4- oxiranyl ester Diamino-6-hidroximetilpteridina (M) using ab initio calculations by the Hartree-Fock (HF) methods and Density functional theory (DFT). M contains a hydroxyl group and various amino groups, which commonly form hydrogen bonds with sulfur. The complex structures were optimized using HF with a base set 3-21G (d) while energy was calculated using PDT with 6-31G basis (d, p) set. Derivatives were studied to make it more accessible M interaction of hydroxyl group with sulfur atom of the DBT and its alkyl derivatives above. These monomers are constructed by replacing the hydroxyl group of M groups alcohol such as methanol, ethanol, propanol, butanol and pentanol. Found that while DBT molecule or alkylated derivative is adsorbed by M-hydroxyl sulfur, M interaction some derivatives adsorbed by other interaction. Some of these interactions were found between the amino groups and derivatives M hydrogens of organosulfur compounds.

Una de las principales fuentes de azufre en el petróleo mexicano es el dibenzotiofeno y sus derivados. Para eliminar estos compuestos comúnmente se utilizan procesos de hidrodesulfuración (HDS) y dehidrodesulfuración (DDS) como hidrotratamientos catalíticos a altas presiones y temperaturas. Los derivados alquílicos de DBT son muy difíciles de eliminar mediante HDS y DDS. Por tanto se propone la adsorción de estos compuestos en materiales poliméricos que contengan grupos funcionales que retengan al dibenzotiofeno y sus derivados alquilados como un proceso alternativo o complementario a los procesos HDS y DDS. Se estudió la energía de adsorción de DBT y sus derivados alquílicos como el 4-metil dibenzotiofeno (4-MDBT) y 4,6-dimetil dibenzotiofeno (4,6-DMDBT) en monómeros de 2-metil-oxiranil éster 2,4-Diamino-6-hidroximetilpteridina (M) usando cálculos ab initio mediante los métodos Hartree-Fock (HF) y la Teoría del Funcional de la Densidad (TFD). M contiene un grupo hidroxilo y varios grupos amino, los cuales comúnmente forman puentes de hidrogeno con el azufre. Las estructuras de los complejos fueron optimizadas utilizando HF con un conjunto base 3-21G(d) mientras que la energía fue calculada usando TFD con un conjunto base 6-31G(d,p). Se estudiaron derivados de M que hacen más accesible la interacción del grupo hidroxilo con el átomo de azufre del DBT y sus derivados alquilados antes mencionados. Estos monómeros se construyeron sustituyendo el grupo hidroxilo de M por grupos alcohol del tipo metanol, etanol, propanol, butanol y pentanol. Se encontró que mientras una molécula de DBT o su derivado alquilado es adsorbida en M mediante la interacción azufre-hidroxilo, algunos derivados de M se adsorbieron mediante otro tipo de interacción. Algunas de estas interacciones fueron encontradas entre los grupos amino de los derivados de M y los hidrógenos de los compuestos organosulfurados.