Factores Moleculares Y Coloidales De Los Asfaltenos. Su Estudio Mediante Parámetros De Solubilidad, Captura De Porfirinas Metálicas Y Punto De Fusión.

Abstract

El coloide asfalténico es un cuerpo multifuncional constituido por cuatro clases de subfracciones conocidas como A1, A2, resinas y compuestos atrapados (CA). La composición del cuerpo o partícula coloidal determina su solubilidad o parámetro de solubilidad, de tal forma, que la remoción de cualquiera de sus componentes cambia dicho parámetro y por ende la solubilidad del resto. El coloide, es así una disolución con valores de RED (Diferencia de Energía Relativa, por sus siglas en inglés) inferiores a 1 entre todos sus componentes por separado y con un parámetro de solubilidad global igual a la resultante de los parámetros de solubilidad de cada componente. Pueden distinguirse tres tipos de interacciones principales, que dan lugar a la formación del agregado las cuales son, dispersión, polar y puente de hidrógeno. Estas interacciones actúan en conjunto proporcionando energías libres de formación muy altas en valor absoluto, lo cual limita significativamente su capacidad de disociación por medios tales como temperatura y polaridad del disolvente; formando de esta manera, agregados en disolventes polares y no polares, incluso a temperaturas muy altas. Los CA son compuestos solubles en heptano, que sin ser asfaltenos o resinas quedan atrapados dentro del coloide, ellos están constituidos por muchas clases de compuestos con capacidad para asociarse a los asfaltenos de varias maneras, como enlaces de dispersión y de baja polaridad. Entre muchos otros compuestos, las petroporfirinas metálicas (PPM) de vanadilo y níquel forman parte de estos CA, ellas quedan ocluidas en el entramado molecular del agregado asfalténico. Su liberación depende de la disociación total o parcial del coloide la cual es obstaculizada por la alta constante de agregación. Además de su captura “mecánica” en el laberinto molecular del coloide, los CA se asocian en la periferia coloidal mediante enlaces relativamente débiles en comparación con aquellos que existen entre asfaltenos. Cuando por efecto de la temperatura u otro cambio fisicoquímico, los CA son removidos de la periferia del coloide, se promueve la asociación entre ellos dando lugar a conglomerados. La reducción tanto del parámetro de solubilidad, como del punto de fusión de los asfaltenos son los efectos primordiales de las resinas asociadas al coloide asfáltico; ambos contribuyen a incrementar su solubilidad en el crudo, pues facilitan la penetración del medio en la periferia coloidal. El objetivo principal de la tesis doctoral presentada, es aportar información innovadora que permita contribuir en el esclarecimiento del mecanismo mediante el cual ocurre el cambio de fase, a fin de optimizar los modelos de precipitación de asfaltenos propuestos para predecir el fenómeno con mucha mayor precisión de lo que se ha logrado hasta ahora The asphaltenic colloid is a multifunctional body comprising four subfractions classes known as A1, A2, resins and trapped compounds (CA). Body composition or colloidal particle determines its solubility or solubility parameter, so that the removal of any component changes the parameter and hence the solubility of the rest. The colloid, is a solution with valued RED (Relative Difference Energy, for its acronym in English) less than 1 between all components separately and overall solubility parameter equal to the resultant of the solubility parameters of each component.

One can distinguish three main types of interactions which result in the formation of which are added, dispersion, polar and hydrogen bonding. These interactions act together to provide free energies of formation very high in absolute value, which significantly limits their ability to dissociation by means such as temperature and solvent polarity; thereby forming, polar aggregates and nonpolar solvents, even at very high temperatures. The CA are soluble in heptane, without being asphaltene or resin is trapped within colloid, they are composed of many classes of compounds with the ability to associate with asphaltene in various ways, such as links of dispersion and low polarity. Among many other compounds, metal porphyrins (PPM) vanadyl and nickel form part of these CA, they are occluded in the molecular framework of asphaltenic added. His release depends on the total or partial decoupling of the colloid which is hampered by the high aggregation constant.

Besides capture "mechanical" in the molecular labyrinth colloid, the CA are associated in the colloidal periphery by relatively weak bonds compared to those that exist between asphaltenes. When the effect of temperature or other physicochemical change, the CA is removed from the periphery of the colloid, the association promotes among them to form clusters.

Reducing both the solubility parameter, as the melting point of the asphaltenes are primary effects associated with asphaltic resins colloid; both of which contribute to increase their solubility in the oil, thus facilitating the penetration of the medium in the colloidal periphery.

The main objective of the doctoral dissertation, is to provide innovative information that would assist in clarifying the mechanism by which the phase change occurs, in order to optimize the asphaltene models proposed to predict the phenomenon with far greater accuracy what has been achieved so far.