Evaluación del tratamiento de la acuatermólisis catalítica sobre la estructura molecular de asfaltenos de crudos pesados colombianos
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Date
2025-05-26
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Universidad Industrial de Santander
Abstract
Se estudió el efecto de la acuatermólisis catalítica sobre la estructura química de los asfaltenos presentes en cuatro crudos pesados colombianos (C1- C4; grados API: 12.0, 14.9, 18.3 y 3.2, respectivamente) seleccionados por su relevancia en la industria petrolera nacional los cuales se caracterizan por su alta viscosidad y contenido de asfaltenos. La acuatermólisis catalítica en presencia de naftenato de hierro induce modificacionesconsiderables en la estructura molecular de los asfaltenos. Los análisis cuantitativos por RMN de 1H y 13C mostraron una disminución en los picos correspondientes a protones y carbonos aromáticos, sugiriendo la ruptura de enlaces y la formación de compuestos más ligeros y menos complejos. La relación hidrógeno-carbono (H/C) en los asfaltenos C1 y C2 aumentó de 1.58 a 1.65 y de 1.47 a 1.52, respectivamente, reflejando una menor aromaticidad y una posible transición hacia estructuras más saturadas y termodinámicamente estables. La espectrometría de masas (MALDI) corroboró reducciones significativas en el peso molecular; los espectros revelaron una notable disminución en el peso molecular promedio, particularmente en los crudos C2 y C3, el naftenato de hierro facilitó la ruptura de enlaces alifáticos y aromáticos en las macromoléculas de asfaltenos, promoviendo la formación de compuestos más pequeños y menos complejos. El análisis elemental confirmó reducciones significativas en el contenido de azufre y nitrógeno. Por ejemplo, el contenido de azufre en los asfaltenos del crudo C2 disminuyó de 4.18% a 3.79%, mientras que en el crudo C3 se redujo de 4.72% a 4.42%. Estas reducciones se atribuyen a la capacidad del naftenato de hierro para facilitar la ruptura de los enlaces C–S y C–N, liberando azufre y nitrógeno como compuestos gaseosos y purificando la fracción de asfaltenos. Finalmente, los asfaltenos estudiados mostraron comportamientos diversos frente a la acuatermólisis catalítica. Los crudos con mayor contenido de asfaltenos, como C2 y C3, experimentaron reducciones más significativas en azufre y nitrógeno, mientras que los crudos C1 y C4 presentaron menores cambios en su composición debido a su baja concentración inicial de asfaltenos. Esto resalta la necesidad de adaptar las condiciones del proceso a las propiedades específicas de cada crudo para maximizar su eficiencia.
Description
Keywords
Acuatermólisis, Acuatermólisis catalítica, Análisis fisicoquímicos, Asfaltenos, Parámetros moleculares