Determinación de la masa molar de los asfaltenos utilizando su fracción plegable A2

Abstract

Las investigaciones en torno a los asfáltenos se han visto incrementadas en los últimos años por los inconvenientes que causan a la industria petrolera. En este ámbito el cómo determinar la masa molar de los asfáltenos es una de las grandes dificultades que se presenta hoy en día. Esto se atribuye a la capacidad que tienen los asfáltenos para agregarse, debido a que los agregados en este estado de asociación, las moléculas que se forman poseen un valor de la masa molar por encima de su valor real. Por lo antes expuesto, este trabajo se basa en la hipótesis que la fracción A2 de los asfáltenos tiene una menor tendencia a la agregación que la fracción A1 debido a la capacidad que posee su estructura de plegarse y desplegarse en sí misma; por lo tanto puede ser utilizada para determinar la masa molecular sin el riesgo de monitorear agregados de mayor tamaño. Cálculos sencillos de mecánica molecular demuestran que los confórmeros plegados son mucho más estables en comparación con los desplegados (12); cuando los confórmeros plegados se aproximan entre sí, el número de átomos que interactúan entre las moléculas es menor que el máximo posible, y esto lleva a una interacción débil tipo van der Waals débil, por lo tanto en las moléculas de la fracción A2 no se espera agregación de este tipo. Por el contrario para la fracción A1 se espera una alta tendencia a la agregación debido a que esta no posee capacidad de plegamiento, es decir, que cuando se aproxima una molécula de un modelo A1 a otra del mismo tipo, existe una fuerte interacción de van der Waals (la llamada interacción co-facial). Por lo tanto en esta fracción si se espera agregación Para iniciar el estudio, fue necesario llevar a cabo el fraccionamiento de los asfáltenos mediante el método p-nitrofenol (PNF)(3), obteniéndose de esta manera las dos fracciones A1 y A2 (insoluble y soluble en tolueno respectivamente). Adicionalmente, se determinó la masa molecular promedio en número de los asfáltenos provenientes del crudo Carabobo y sus respectivas fracciones A1 y A2 a tres diferentes temperaturas (80, 100 y 125°C) usando la técnica de Osmometría de Presión de Vapor (VPO). Los valores arrojados para los asfáltenos a las tres temperaturas fue de (1580 ± 150) gmol-1; (1450 ± 200) gmol-1 y (1540 ± 340) gmol-1 respectivamente. Mientras que para el caso de la fracción A1 a 80°C se obtuvo una masa molar de (3190 ± 540) gmol-1; a 100°C (2970 ± 570) gmol-1 y a 125°C el valor obtenido fue de (2600 ± 520) gmol-1. Finalmente para la fracción A2 a 80°C arrojo un valor de (1020 ± 55) gmol- 1; a 100°C (1200 ± 190) gmol-1 y por último a 125°C (1060 ± 140) gmol-1. Siendo la fracción A2 quien presentó el menor valor en la determinación de la masa molar y manteniendo un valor relativamente constante al variar la temperatura y la concentración, se demuestra que la fracción A2 tiene una menor tendencia a la agregación que la fracción A1, que por el contrario dicha fracción al disminuir la temperatura aumenta el valor de la masa molar lo que nos indica su agregación. En el caso de los asfáltenos al variar la temperatura no presenta variación con la temperatura, esto se atribuye a que los asfáltenos son una mezcla de la fracción A1 y la fracción A2 en un estado de agregación desconocido y muy difícil de anticipar, como también es desconocido su comportamiento al variar la temperatura.