Petroleomics of Colombian asphaltenes: high resolution mass spectrometry view of asphaltene adsorption, reactivity, occlusion and aggregation (2016)
Los asfaltenos son considerados los componentes de menor valor agregado del petróleo, debido a que son los responsables directos de una serie de problemas operacionales a lo largo de toda la cadena de producción del crudo. Cambios mínimos en la composición química de la matriz petroquímica, así como cambios en condiciones de presión y temperatura, promueven la agregación de asfaltenos, lo cual resulta en la formación de depósitos, daño a la formación, obstrucción de sistemas de transporte y envenenamiento de catalizadores. En este sentido, la comprensión de la naturaleza molecular de los asfaltenos es fundamental para mejorar la producción y el procesamiento de petróleo pesado. Tres muestras de asfaltenos (ASTM D6560-12) fueron purificados por medio de cuatro ciclos de maceración-extracción Soxhlet con heptano, con el objetivo de extraer los compuestos malténicos ocluidos. Las muestras purificadas fueron fraccionadas de acuerdo al grado de adsorción en partículas de sílica, por medio de una elución secuencial con hexano, tolueno y diclorometanometanol. La caracterización molecular de las muestras de asfaltenos fue realizada en un espectrómetro de masas de resonancia ciclotrónica de iones por transformada de Fourier, acoplado con fotoionización a presión atmosférica. Los estudios de agregación se realizaron con la herramienta Turbiscan Lab. El fraccionamiento de las muestras de asfaltenos produjo tres fracciones distintivas, caracterizadas por su grado de adsorción sobre las partículas de sílica. Se observaron fuertes correlaciones entre el nivel de adsorción en SiO2 y características moleculares como aromaticidad, impedimento estérico, contenido de N y O. En este documento se presenta evidencia que sugiere que las mismas características moleculares, y por consiguiente interacciones intermoleculares, que gobiernan los procesos de adsorción de asfaltenos en minerales, juegan papeles importantes en procesos de agregación en solución. Estos resultados sugieren sinergia de interacciones polares e interacciones tipo pi, en la formación de agregados de asfaltenos.