Influencia de los constituyentes coloidales del petróleo en el comportamiento térmico e hidrotérmico de los residuos de destilación

Abstract

Con ester etílico del ácido acético se pueden separar asfaltenos y resinas del petróleo y se pueden recuperar fracciones con puntos de ebullición ligeros con baja viscosidad y bajo contenido metálico y de azufre a partir de petróleos pesados y de residuos de destilación. En los últimos tiempos ha habido un creciente interés en el craqueo térmico en base a las mejoras en el diseño de reactores, mejores controles de proceso y costos más bajos. Como craqueo térmico se entiende la separación de destilados de petróleo de alto punto de ebullición y residuos de productos fluidos y ligeros por la aplicación de altas temperaturas. Con el hidrocraqueo térmico se buscan las ventajas del craqueo térmico y de hidrogenación pues este proceso no tiene el problema del envenenamiento catalítico. La presencia de hidrógeno frena las reacciones de condensación y demora la precipitación de asfaltenos. En este trabajo se investiga la influencia de los constituyentes coloidales en craqueo térmico e hidrotérmico de residuos de destilación de petróleo considerando la generación de gas, coque, asfaltenos, resinas, aromáticos e hidrocarburos saturados, así como el contenido en metales (Ni, V) y azufre. Por lo anterior se investigó especialmente un conocimiento sobre los productos y los petróleos tratados. Para esto se realizaron los siguientes análisis: destilación hasta 200 ºC, tamaño de masa relativa promedio, análisis elemental (C,H), análisis de gas, determinación gravimétrica del coque, termogravimetría, cromatografía de capa fina (Iatroscan TLC-FID), análisis ICP de Ni, V, S, viscosidad. El coque de algunos experimentos se caracterizó por espectroscopía infrarroja y mediciones NMR de estado sólido. Para los experimentos se utilizó un autoclave batch con 104 ml de volumen y enfriamiento, diseñado para 500 ºC y 500 bar, así como 1 Hz de agitación. Se investigó la influencia de la temperatura para los residuos de destilación de petróleo Kuwait y Laguna, así como para sus aceites desasfaltados. Se aplicaron tres temperaturas: 400, 425, 450 ºC, con tiempos de residencia de 0, 20, 40, 80, 120 min. Las mismas condiciones y 68 bar (en frío) de presión de hidrógeno se aplicó para el craqueo hidrotérmico. Los cálculos cinéticos indican un craqueo más rápido de los aceites desasfaltados. Se encontró que el hidrógeno se incorpora mejor en ausencia de los constituyentes coloidales del petróleo.