Evaluación del comportamiento del vapor con nafta y catalizadores para el mejoramiento de un crudo pesado colombiano

Abstract

La aplicación de Acuatermólisis Catalítica con nafta como solvente para el mejoramiento de las propiedades y reducción de la viscosidad, no ha sido suficientemente investigada en el contexto del crudo pesado colombiano. Por lo tanto, en el presente trabajo se evaluó el comportamiento del vapor saturado con nafta y catalizadores para el mejoramiento de un crudo pesado colombiano, mediante pruebas de interacción fluido-fluido en condiciones estáticas en un reactor Batch a escala laboratorio. Se usaron dos catalizadores liposolubles: naftenato de hierro NFe (100 ppm de hierro) y naftenato de níquel NNi (100 ppm de níquel). Las condiciones de temperatura y presión (270 C, 450 psi) y el tiempo de reacción (48 horas) fueron seleccionadas según una revisión de estudios previos. Seguido a esto se caracterizó el crudo mediante pruebas de viscosidad, densidad, y Espectroscopía de infrarrojo FTIR (técnica analítica). Se encontró que la adición de nafta (3%) en las pruebas con vapor saturado, vapor saturado con naftenato de hierro y vapor saturado con naftenato de níquel logra reducciones de viscosidad alrededor de 49.3, 60.4 y 43.5 %. Estos resultados confirman que la combinación de vapor, nafta y catalizadores liposolubles con hierro son una alternativa viable para mejorar las propiedades fisicoquímicas del crudo. La variación de los valores de los parámetros moleculares promedio de aromaticidad, oxidación y sulfuración, obtenidos por espectroscopia de infrarrojo FTIR-ATR confirmaron que los crudos mejorados presentan variaciones en sus grupos funcionales, lo cual es posible indicar que los crudos mejorados presentan diferente composición química debido a las reacciones que conforman el proceso. Para comparar el cambio en las propiedades del crudo pesado se realizó un análisis estadístico de varianza ANOVA y se desarrollaron modelos multivariados por mínimos cuadrados parciales, PLS. Los parámetros estadísticos y el diagrama de Pareto lograron evidenciar que la nafta es la principal variable, seguida de la naturaleza del catalizador para mejorar las propiedades fisicoquímicas de los crudos obtenidos después de las pruebas de reacción. Así mismo, se determinó que existe interacción entre las variables nafta y catalizador. Los modelos por mínimos cuadrados parciales PLS mostraron coeficientes de correlación R2 superiores a 0.95, lo cual permite corroborar que en cada prueba se obtienen crudos con diferentes propiedades fisicoquímicas que están asociadas a la variante composición química.