PLS models for determination of SARA analysis of Colombian vacuum residues and molecular distillation fractions using MIR-ATR
Modelos PLS para determinación del Análisis SARA en residuos de vacío y fracciones de destilación molecular usando MIR-ATR
En este trabajo se obtuvieron modelos predictivos para la determinación de la fracción de saturados, aromáticos, resinas y asfáltenos (SARA) en fondos de vacío y sus fracciones, a partir del análisis de treinta siete muestras de dichos fondos. Se utilizó espectroscopia infrarroja en el modo de reflectancia total atenuada en combinación con regresión de mínimos cuadrados parciales para predecir de manera relativamente exacta el análisis SARA. Los coeficientes de regresión para la calibración fueron de 0,99, 0,96, 0,97 y 0,99 para los modelos predictivos de saturados, aromáticos, resinas y asfáltenos, respectivamente. El tiempo requerido para el análisis SARA por muestra fue de 10 minutos.
Introducción
Las reservas de petróleo pesado representan más de tres veces la cantidad de las reservas mundiales combinadas de petróleo y gas convencionales, y al mismo tiempo que crece la producción, también crecerá la cantidad de residuos (como los residuos de vacío) en las refinerías. El estudio molecular de los residuos de vacío ha sido muy importante en el campo de la Química del Petróleo, debido a que muchos procesos de refinado están estrechamente relacionados con su composición y estructura química.
La destilación molecular es un proceso que ha encontrado importantes aplicaciones en la purificación de materiales sensibles a la temperatura y en el fraccionamiento de residuos de vacío. Con la caracterización de estas fracciones a través de la viscosidad, la gravedad API y el análisis SARA, se puede extender la curva del punto de ebullición real (TBP). La extensión del TBP es muy importante en la toma de una decisión en refinería considerando que Colombia produce una gran variedad de crudos de diferentes yacimientos y un comportamiento variable en la destilación [8-10]. Además, el análisis estructural enfocado a la comprensión de la destilación molecular puede realizarse mediante otras técnicas espectroscópicas. Sin embargo, el análisis bruto del residuo de vacío y sus fracciones exigen más de 200 gramos por muestra y esta cantidad, dependiendo del residuo de vacío, no podría obtenerse fácilmente para algunas fracciones de la destilación molecular. Además, todos estos análisis llevan mucho tiempo, alrededor de 2 días por muestra, sin tener en cuenta el consumo de grandes cantidades de disolventes tóxicos. El desarrollo de métodos precisos y rápidos es una necesidad urgente para el control de calidad en los procesos en los que están implicados los residuos de refinado.
Este documento es un artículo preparado por Jorge A. Orrego-Ruiz, quien pertenece a ECOPETROL S.A. - Instituto Colombiano del Petróleo, Piedecuesta, Colombia y al Laboratorio de Espectroscopía Atómica y Molecular, Centro de Materiales y Nanociencias (CMN) de la Universidad Industrial de Santander (UIS), Rafael Cabanzo y Enrique Mejía-Ospino, quiénes pertenecen al Laboratorio de Espectroscopía Atómica y Molecular, Centro de Materiales y Nanociencias (CMN) de la Universidad Industrial de Santander (UIS), artículo publicado en la Revista ION, revista que publica artículos inéditos, originales y de revisión, resultado de actividades científicas y tecnológicas en los campos de la ciencia química e ingeniería, en español, inglés y portugués. Con interés particular en las áreas de: conversión y almacenamiento de energía, bioprocesos, diseño de procesos químicos, catálisis, electrocatálisis, tecnologías verdes, ciencia de la interfaz, ingeniería electroquímica y corrosión, entre otros. Correo de contacto: [email protected].
En: Revista ION.
Recursos
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Formatopdf
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Idioma:inglés
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