Simulación molecular de la elución de asfaltenos depositados en sílice (2016)
Este trabajo de investigación tiene como objetivo generar un modelo de adsorción y elución de asfaltenos en superficies de sílice utilizando simulación en dinámica molecular. Para el estudio de adsorción, se generaron superficies de óxido de silicio, SiO2, con grupos superficiales siloxano y grupos silanol de tipo vecinal y geminal. Se calculó la energía de adsorción de una serie de moléculas modelo, propuestas para representar asfaltenos provenientes de un crudo extra pesado colombiano. Esta energía de adsorción se calculó para monómeros y agregados de diferentes tamaños. El estudio de elución se realizó mediante la adsorción previa de trímeros de moléculas modelo de asfalteno sobre una superficie de sílice con grupos silanol vecinales y el cálculo de la movilidad, del desplazamiento de los centros de masa y la energía de interacción de los asfaltenos y la superficie fue realizada en presencia de tolueno y diclorometano. Los resultados muestran que la adsorción de asfaltenos se da en superficies de sílice con grupos superficiales del tipo silanol. En general los grupos siloxano debido a su configuración electrónica no presentan adsorción de asfaltenos. En la superficie con grupos silanol del tipo geminal, el aporte de las interacciones electrostáticas a la energía total de adsorción, resultó siempre mayor que el aporte de las interacciones del tipo Van der Waals. Sobre la superficie con silanoles vecinales, el aporte de las contribuciones electrostáticas a la energía total de adsorción aumenta a medida que aumenta el tamaño de los agregados debido al rompimiento de puentes de hidrógeno entre los grupos vecinales de la superficie. La presencia de más de un heteroátomo en la estructura de los asfaltenos incrementa la energía de adsorción total. Sin embargo, esta diferencia energética se da principalmente por el aporte de las fuerzas electrostáticas. Finalmente, se puede concluir que en diclorometano los agregados de asfalteno estudiados presentan mayor movilidad que en tolueno pero con poca variación en la estructura interna del agregado.