Nuevos surfactantes basados en nanocelulosa
Durante los procesos de obtención de crudos, es común que se formen emulsiones de agua en aceite (W/O), las cuales traen inconvenientes en los sistemas de transporte, entre ellas: corrosión, depósito de sales en tuberías y viscosidades altas. Por ello en la industria petrolera es necesario disminuir...
- Autores:
-
González Bernal, María Mercedes
- Tipo de recurso:
- Doctoral thesis
- Fecha de publicación:
- 2020
- Institución:
- Universidad Industrial de Santander
- Repositorio:
- Repositorio UIS
- Idioma:
- eng
- OAI Identifier:
- oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/9630
- Palabra clave:
- Nanocelulosa
Inhibición
Emulsiones W/O
Materiales funcionales
Nanocellulose
Inhibition
W/O Emulsion
Functional Materials
- Rights
- openAccess
- License
- Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
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González Bernal, María Mercedes |
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Sierra Ávila, César Augusto Castillo Monroy, Édgar Fernando Martínez Rey, Ramiro Martínez Ortega, Fernando Mejía Ospino, Enrique |
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Nanocelulosa Inhibición Emulsiones W/O Materiales funcionales Nanocellulose Inhibition W/O Emulsion Functional Materials |
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Nanocellulose Inhibition W/O Emulsion Functional Materials |
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Durante los procesos de obtención de crudos, es común que se formen emulsiones de agua en aceite (W/O), las cuales traen inconvenientes en los sistemas de transporte, entre ellas: corrosión, depósito de sales en tuberías y viscosidades altas. Por ello en la industria petrolera es necesario disminuir la cantidad de agua presente en las emulsiones hasta un 0,5%, para lograrlo se utilizan surfactantes, generalmente sintéticos. En nuestro trabajo nos enfocamos en el diseño y creación de surfactantes ambientalmente amigables para aplicarlos en la solución del problema de las emulsiones W/O. Para ello realizamos dos enfoques diferentes, inicialmente, obtuvimos nanofibrillas y nanocristales de celulosa y usamos suspensiones acuosas de estas nanopartículas para inhibir la formación de las emulsiones. Encontramos que la aplicación de estas suspensiones acuosas de nanocelulosas puras permte disminuir la cantidad de agua emulsionada, inhibiendo la formación de emulsiones agua en aceite hasta en un 75%. Por otro lado, realizamos tres modificaciones superficiales a los nanocristales de celulosa con el fin de modular su hidrofobicidad y permitir su dispersión en solventes orgánicos, lo cual nos realizar pruebas de estas nanopartículas como rompedores de emulsiones, obteniendo una recuperación del 70 % del agua presente. Se realizaron tres procesos de funcionalización: transesterificación en fase sólida, amidación con aminas de 12 y 18 carbonos y esterificación con fosfonato de palmitoilo. Las nanopartículas de celulosa fueron caracterizadas antes y después de la funcionalización, mediante FTIR, NMR, difracción de rayos X (XRD), microscopía electrónica de barrido (SEM) y análisis termogravimétrico (TGA). |
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Por ello en la industria petrolera es necesario disminuir la cantidad de agua presente en las emulsiones hasta un 0,5%, para lograrlo se utilizan surfactantes, generalmente sintéticos. En nuestro trabajo nos enfocamos en el diseño y creación de surfactantes ambientalmente amigables para aplicarlos en la solución del problema de las emulsiones W/O. Para ello realizamos dos enfoques diferentes, inicialmente, obtuvimos nanofibrillas y nanocristales de celulosa y usamos suspensiones acuosas de estas nanopartículas para inhibir la formación de las emulsiones. Encontramos que la aplicación de estas suspensiones acuosas de nanocelulosas puras permte disminuir la cantidad de agua emulsionada, inhibiendo la formación de emulsiones agua en aceite hasta en un 75%. Por otro lado, realizamos tres modificaciones superficiales a los nanocristales de celulosa con el fin de modular su hidrofobicidad y permitir su dispersión en solventes orgánicos, lo cual nos realizar pruebas de estas nanopartículas como rompedores de emulsiones, obteniendo una recuperación del 70 % del agua presente. Se realizaron tres procesos de funcionalización: transesterificación en fase sólida, amidación con aminas de 12 y 18 carbonos y esterificación con fosfonato de palmitoilo. Las nanopartículas de celulosa fueron caracterizadas antes y después de la funcionalización, mediante FTIR, NMR, difracción de rayos X (XRD), microscopía electrónica de barrido (SEM) y análisis termogravimétrico (TGA).DoctoradoDoctor en Ingeniería QuímicaDuring the processes of obtaining crude, it is common for water-in-oil (W / O) emulsions to be formed, which bring inconveniences in transport systems, including: corrosion, salt deposit in pipes and high viscosities. Therefore, in the oil industry it is necessary to reduce the amount of water present in emulsions up to 0.5%, to achieve this, surfactants, usually synthetic, are used. In our work we focus on the design and creation of environmentally friendly surfactants to apply them in solving the problem of W / O emulsions. To do this, we performed two different approaches, initially, we obtained nanofibrils and cellulose nanocrystals and used aqueous suspensions of these nanoparticles to inhibit the formation of emulsions. We found that the application of these aqueous suspensions of pure nanocelluloses allows to reduce the amount of emulsified water, inhibiting the formation of water-in-oil emulsions by up to 75%. On the other hand, we made three superficial modifications to the cellulose nanocrystals in order to modulate their hydrophobicity and allow their dispersion in organic solvents, which made us test these nanoparticles as emulsion breakers, obtaining a recovery of 70% of the water present. Three functionalization processes were performed: solid phase transesterification, amidation with 12 and 18 carbon amines and esterification with palmitoyl phosphonate. Cellulose nanoparticles were characterized before and after functionalization, by FTIR, NMR, X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and thermogravimetric analysis (TGA).https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0001591240application/pdfengUniversidad Industrial de SantanderFacultad de Ingeníerias FisicoquímicasDoctorado en Ingeniería QuímicaEscuela de Ingeniería QuímicaNanocelulosaInhibiciónEmulsiones W/OMateriales funcionalesNanocelluloseInhibitionW/O EmulsionFunctional MaterialsNuevos surfactantes basados en nanocelulosaNew surfactants based on nanocelluloseTesis/Trabajo de grado - Monografía - Doctoradohttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bccehttp://purl.org/coar/resource_type/c_db06ORIGINAL178636_licence.pdfapplication/pdf392175https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/50e460ae-4e45-4a74-8d8e-4a4ce60dc18b/download36456a6334da1ab85a6a25639de41281MD51178636_nota.pdfapplication/pdf681688https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/40b653df-b380-46a5-8b80-5e459d006203/download5d79bd60d26fe65742ce346b9b85ecd1MD52178636_trabajo.pdfapplication/pdf4150537https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/6f4f2e86-a1f8-4b00-b055-60f2c9036901/download0c5b4bb5c5ea1056699fda224594167dMD53TEXT178636_licence.pdf.txt178636_licence.pdf.txtExtracted texttext/plain131https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/056200a2-5a90-46d7-9d80-2c78937b064c/download8129769842f9b03e20996b724b709644MD54178636_nota.pdf.txt178636_nota.pdf.txtExtracted texttext/plain104https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/6d4188af-c689-422d-9076-266381f0576f/download785fedf30fda39e5a6ead987076afd7fMD56178636_trabajo.pdf.txt178636_trabajo.pdf.txtExtracted texttext/plain266094https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/d479d82f-8df7-4ff8-b5c6-93114ba75657/downloade8b19ea1b8910ce87661dd973554ff0cMD58THUMBNAIL178636_licence.pdf.jpg178636_licence.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg4897https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/5f332077-dc51-44dc-9e38-d1c9beadf152/download5b9f9e8678ae50b353964dca3efbd927MD55178636_nota.pdf.jpg178636_nota.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg5138https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/4464d360-916a-4160-b167-223e16a47b92/download6e47bed6ec01c1cca339859597cb56f9MD57178636_trabajo.pdf.jpg178636_trabajo.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg2828https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/2b2c28e0-6a37-48e7-9934-4a421544003b/download7fe02310a9b997453dbf4fba6be77841MD5920.500.14071/9630oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/96302022-08-11 15:28:06.228http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessrestrictedhttps://noesis.uis.edu.coDSpace at UISnoesis@uis.edu.co |