Estudio de la estructura de agregados de asfaltenos y el efecto de inhibidores

Abstract

Los asfaltenos son la fracción más polar y pesada del petróleo crudo, y han recibido especial atención en las últimas décadas debido a los múltiples problemas que ocasionan en la industria petrolera. Una vez que los asfaltenos se depositan, son muy difíciles y costosos de remediar. En la búsqueda de soluciones a tan grave problema, es necesario conocer más sobre la composición de la fracción más pesada y compleja del petróleo para encontrar métodos que permitan controlar estos depósitos.Para determinar la estructura y los mecanismos de formación de agregados de asfaltenos argentinos, se utilizó la técnica de Small-Angle X-ray Scattering (SAXS) con luz de sincrotrón como fuente de radiación. Se tomaron mediciones en la línea Cateretê en Sirius para cuantificar tamaños y determinar la estructura de los agregados de asfaltenos. Se prepararon soluciones modelo de asfaltenos de dos crudos argentinos (A1 y A2) en tolueno a diferentes concentraciones, y se registraron los patrones de dispersión. Se realizó el análisis de Guinier para determinar los valores de Rg de los agregados, y el análisis de Porod a gran escala para determinar los valores de P y Df; obteniendo así información sobre la estructura superficial e interna de los cúmulos de asfaltenos solubles.A continuación, se estudió la evolución temporal de los clústeres con la adición de diferentes proporciones de n-heptano (agente precipitante) y se eligió el que mostró un crecimiento inicial óptimo para detectar la cinética de crecimiento y transición de clústeres solubles a insolubles (56% y 82% v/v respectivamente para A1 y A2).Con esta información, se estudió el efecto de diferentes tipos de sustancias anfifílicas y surfactantes que podrían tener un efecto inhibitorio sobre la floculación de asfaltenos. Se estudiaron tres inhibidores comerciales utilizados en la industria (A, B y C), que se inyectan en yacimientos para reducir el efecto de la precipitación y deposición de asfaltenos; tres inhibidores modelo ampliamente utilizados en la literatura (nonilfenol, DBSA: ácido dodecilbencenosulfónico y SDS: dodecil sulfato de sodio); y tres inhibidores sintetizados en el laboratorio a partir de sustratos de diferentes longitudes de cadena (I4: N-octilbenzamida, I5: N-hexilbenzamida, I7: N-hexadecilbenzamida, I8: N-dodecilbenzamida).Se registraron los patrones de dispersión de cada mezcla a lo largo del tiempo (0-300 min), se realizó un análisis de Guinier y se determinaron los valores de Rg a lo largo del tiempo para los diferentes inhibidores. Se pudo observar que en ausencia de un inhibidor, el tamaño de los clústeres aumenta progresivamente con el tiempo, mientras que con el inhibidor comercial A y nonilfenol, hay un crecimiento inicial de los agregados seguido de una disminución en su tamaño, observándose un efecto mucho mayor con el inhibidor A.