Estudio de especiación de vanadio en asfaltenos extraídos de crudos argentinos

NICOLÁS GABRIEL ORSETTI; YANINA BELEN BAVA; MARIANA GERONÉS; MAURICIO FEDERICO ERBEN

San Miguel de Tucumán

Congreso; XXI Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2019

Asociación Argentina de Investigación en Fisicoquímica (AAIFQ)

Los asfaltenos son definidos como la fracción más pesada y compleja del petróleo crudo. Los asfaltenos son una mezcla muy compleja de hidrocarburos, conteniendo en su estructura anillos aromáticos fusionados sustituidos por cadenas alifáticas y nafténicas. Esta fracción se caracteriza por tener un alto contenido de heteroátomos, como S, N y O y trazas de metales pesados, entre los que se encuentra en mayor proporción el vanadio seguido por níquel. Los asfaltenos presentan los mayores porcentajes de estos metales, los cuales generalmente se encuentran como compuestos porfirínicos y no-porfirínicos. Estos metales, aun en cantidades trazas, causan problemas significativos durante los procesos catalíticos de craqueo, hidrogenación y desulfuración. A su vez, durante la combustión de las fracciones residuales pesadas de petróleo, la formación de óxidos de vanadio impacta negativamente sobre el ambiente, acarrea potenciales riesgos toxicológicos y ocasiona la corrosión de calderas, turbinas y hornosindustriales.Se extrajeron muestras de asfaltenos de tres crudos de origen argentino mediante la precipitación con n-pentano y n-heptano empleando el método IP-143 modificado. Dichas fracciones fueron caracterizadas por análisis elemental, análisis termogravimétrico y espectroscopía vibracional FTIR y Raman. Las muestras de asfaltenos extraídas con n-heptano mostraron tanto mayor grado de aromaticidad (H/C), como contenido de heteroatomos, que los asfaltenos precipitados con n- pentano. Mediante las técnicas espectroscópicas de IR y Raman se determinaron parámetros estructurales promedio, tales como longitud de las cadenas alifáticas (entre 5 y 6 átomos de C) y número de anillos aromáticos fusionados (entre 4 y 5). Posterior a la clasificación general de los asfaltenos, se cuantificó el vanadio presente en los mismos mediante las técnicas de ICP-OES y Fluorescencia de rayos X. Se determinaron valores de concentración similares por ambas técnicas que varían entre 20-700 ppm para las muestras analizadas.Finalmente se estudió la especiación del mismo empleando la espectroscopía de absorción UV-Visible. En los espectros se detectó la banda Soret a 410 nm característica de porfirinas de vanadio, a través de la cual se realizó la cuantificación, obteniéndose la proporción de vanadio porfírinico presente en los asfaltenos.