Effect of imidazolium-based ionic liquids on the asphaltenes average size in crude oil and water-in-oil emulsions

• E.E. Banda-Cruz ^[1] ; A.R. Lara-Hernández ^[1] ; N.V. Gallardo-Rivas ^[1] ; U. Páramo-García ^[1] ; R.D. Martínez-Orozco ^[1]
  1. [1] Tecnológico Nacional de México

     Tecnológico Nacional de México

     México

     
• Localización: Afinidad: Revista de química teórica y aplicada, ISSN 0001-9704, Vol. 78, Nº. 594, 2021, págs. 219-226
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Efecto de los líquidos iónicos a base imidazol en el tamaño promedio de los agregados de asfaltenos en emulsiones de crudo y agua-crudo
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• Resumen
  • español

    Las emulsiones de agua-crudo están omnipresentes en la industria petrolera, debido a la presencia de com-puestos polares como asfaltenos y resinas que actúan como tensioactivos naturales. Un parámetro clave en las propiedades de flujo es la viscosidad, principalmente cuando su valor es alto, una solución práctica es utilizar reductores de viscosidad. En este trabajo, se utilizaron dos líquidos iónicos a base de imidazolio con largas cadenas de alquilo insertadas en su estructura para simular la interacción natural y evaluar el comporta-miento de agregación de los asfaltenos en emulsiones de agua en crudo (W/O). Los resultados de la dispersión dinámica de la luz (DLS) mostraron que tanto el líquido iónico, como la longitud de la cadena de alquilo de los cationes de imidazolio modificaron el tamaño medio de los asfaltenos. Estos cambios en el tamaño de los agregados producen cambios en la viscosidad, inducidos por la concentración de los líquidos iónicos. De acuerdo al estudio de potencial zeta, la longitud de la cadena de alquilo del catión imidazolio afectó la estabilidad y la carga superficial de los asfaltenos; aunque la prueba de carga superficial sugiere interacción entre asfalte-nos y líquidos iónicos, no es suficiente para lograr su completa dispersión y disminuye la viscosidad de las emulsiones W/O. En TEM se estudiaron los asfaltenos floculados de las soluciones de petróleo crudo. El resul-tado mostró que los asfaltenos están constituidos por nanopartículas. El comportamiento de agregación de los asfaltenos reveló la compleja estructura molecular y la interacción de los asfaltenos en solución.

  • English

    Water-in-oil emulsions are ubiquitous in the oil in-dustry due to the presence of polar compounds like asphaltenes and resins that act as natural surfactants. A key parameter in flow properties is viscosity, mainly when its value is high a practical solution use of vis-cosity reducers. In this work, two imidazolium-based ionic liquids with long alkyl chains inserted into their structures was used to simulate the natural interaction and to evaluate the aggregation behavior of asphaltenes in water-in-oil (W/O) emulsions. Dynamic light scat-tering (DLS) results showed that both the added ionic liquid and alkyl chain length of imidazolium cations modified the asphaltene average size. These changes in aggregates size was observing viscosity changes induced by concentration of ionic liquids According to zeta potential study, alkyl chain length of imidazo-lium cation affected the stability and surface charge of asphaltenes; although surface charge test suggest interaction between asphaltenes and ionic liquids, is not enough to achieve its complete dispersion and decreases viscosity of W/O emulsions. Flocculated asphaltenes from crude oil solutions was study by TEM. The result shows that the asphaltenes are constituted of nanoparticles. Aggregation behavior of asphaltenes revealed the complex molecular structure and interac-tion of asphaltenes in solution.