Adsorción de asfaltos en medios porosos bajo condiciones de flujo

ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO DEL ECUADOR

ADSORCIÓN DE ASFALTOS EN MEDIOS POROSOS BAJO CONDICIONES DE FLUJO

INTRODUCCIÓN

El flujo y distribución de fluidos en medios porosos están controlados por la interacción entre fluido-fluido y fluido-sólidos como los son las rocas o superficies de minerales. Uno de los resultado de estas interacciones es la alteración de superficies mineralesante el contacto con asfáltenos de petróleo, alterando la humectabilidad de su núcleo, prolongándose en el aumento de dichas condiciones de interacción. Recientes estudios revelan una mayor alteración de la humectabilidad de núcleos de minerales en condiciones de flujo.[1]

Existen muchos estudios de la adsorción de asfáltenos de petróleo en varias rocas minerales incluyendo arcilla. Muchos deestos estudios están dirigidos a la medición y modelado de absorción isotérmica en minerales triturados en condiciones estáticas.[2] Recientemente se han realizado unos pocos estudios de la adsorción cinética de asfáltenos bajo condiciones estáticas tanto en condiciones reversibles como en condiciones irreversibles.[3] Acevedo[4] observó que por el incremento de concentración de asfáltenos la tasa deadsorción decrese y la capacidad de adsorción se incrementa. Lopez-Linares[5]asegura que la tasa de adsorción de asfáltenos en diferentes minerales incrementa con el aumento de aromáticos y nitrógeno conjuntamente con la disminución del tamaño molecular.

Muy pocos trabajos recientes de adsorción cinética de asfáltenos bajo condiciones de flujo se han realizado y uno de ellos fue realizadousando con una microbalanza de cristal de cuarzo (QCM-D)[6] mostrando que la solubilidad de asfáltenos en su fase liquida afecta a las propiedades químicas de la capa de adsorción y que la cantidad de asfáltenos absorbidos está directamente relacionado con el contenido de nitrógeno. La ventaja del QCM-D es la sensibilidad másica, sin embargo el tipo de recubrimiento de cristales minerales en QCM-D esgeneralmente muy limitado.

MATERIALES Y MÉTODOS

Aceites crudos de petróleo y asfáltenos.

Los aceites son centrifugadas en 3000 rpm para eliminar las impurezas, tales como minerales finos, y luego se filtra con un filtro metálico de 2 μm antes de la separación de asfáltenos. Los asfáltenos se precipitan a partir de aceites crudos con n-pentano (98% puro, EMD Chemicals, Inc.) de acuerdocon un procedimiento que se describe[7]. Los asfáltenos extraídos se almacenan en un desecador para la mayoría de menos 7 días antes de su uso. Soluciones de asfáltenos se prepara disolviendo asfáltenos en tolueno seco (grado HPLC, Fisher Scientific) y agitando la solución durante 60 minutos. Tolueno seco fue obtenido de la destilación de tolueno con un rotavapor para eliminar cualquier resto deagua. Las soluciones se almacenan por lo general por lo menos 12 horas para alcanzar el equilibrio. Algunas propiedades de los crudos y asfaltenos separadas se muestran en la Tabla 1. Las densidades se midien con un medidor de densidad DMA45 (Anton-Paar, Ashland, VA). El índice de acidez total (TAN) y el número de base total (TBN) de estos aceites se midieron al menos tres veces por un valoradorMinerales.

Las rocas son aplastadas en tres pasos en un laboratorio de roca triturado y a continuación tamizado. Las rocas aplastadas son lavadas con agua destilada para eliminar el polvo y se seca en un horno a 110 C. Los tamaños de las partículas de roca entre 74 y 150 Î ¼ m (100-200 mallas) son utilizados en todos los experimentos. Los métodos[8] Barret, Joyner, y Halenda (BJH) se aplicarona los minerales triturados para determinar sus propiedades físicas (ver Tabla 2). Una cantidad adecuada de minerales se saca en un horno a 110 ° C, un día antes de comenzar el experimento, y después se almacena en un desecador unas horas antes de su uso.

Instalación experimental y procedimiento. Experimentos de adsorción dinamica se realizaron con una configuración de inundaciones núcleo...