Asfaltenos: Compuestos químicos del petróleo
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| Asfaltenos y sus efectos en la producción de Petróleo |
Los asfaltenos son básicamente compuestos aromatizados y los nafténicos de gran peso molecular en un rango de mil a cincuenta kg/kgmol, que se hallan en esparcimiento disuelto en ciertos crudos. Se puede definir como pequeñas fracciones que se hallan en el crudo, son solubles en sustancias aromatizadas como el tolueno, xileno y benceno, pero son insolubles en (n) alcanos de cadena corta es decir de poco peso molecular.
Los asfaltenos son sólidas partículas semicristalinas en tonos café o bien negro que poseen anillos espesos de hidrocarburos aromatizados. Los asfaltenos no se tratan de una especie química, se trata de un conjunto de compuestos que tienen solo un comportamiento global propio. Se identifican por ser de estructura informe, de fórmula experimental promedio y de tipo polar.
Bajo el término “asfaltenos” se reúnen ciertos componentes que llegan a ser como fracciones insolubles después de haber sido tratada una mezcla en ciertas condiciones (soluciones, temperaturas, etcétera).
La estructura de estas fracciones insolubles cambian de petróleo en petróleo y además la característica común, lo que los hace muy esenciales al momento de estudiar la producción de petróleo y los yacimientos, ya que acostumbran a producir precipitados al agruparse por padecer perturbación en su entorno, perjudicando el medio poroso o bien bloqueando las cañerías de producción, eludiendo de este modo el flujo de los hidrocarburos en los pozos petroleros.
En el petróleo la cantidad de asfaltenos cambia en dependencia de la gravedad API del crudo, contenido de azufre, profundidad y fuente
Los Asfaltenos y su estructura
Estructuralmente se ha estado probando que los asfaltenos son una parte de compuestos que existen de manera natural en el crudo como un agregado de núcleos aromatizados condensados, reemplazados por conjuntos nafténicos y alifáticos, los que tienen heteroátomos (oxígeno, azufre y nitrogeno) encontrados en las estructuras con diversas formas, en especial las heterocíclicas.
Asimismo se ha descubierto la presencia de algunos metales como el vanadio, el níquel y el hierro, donde son concentrados en estructuras de anillos muy grandes que se producen en los organismos vivientes llamadas porfirinas.
Por su parte, el veinte por ciento del contenido de los metales existentes en los crudos se puede hallar en estas estructuras, mientras que el resto se descubren en estructuras no porfirínicas muy asociadas al nitrógeno, oxígeno y azufre en la fracción asfáltica.
Se recomienda que los asfaltenos en su estado natural, existen como una especie de estructura compleja, lo que deja que los agregados de alguna forma puedan llegar a encontrarse dispersos en todo el crudo y estos puedan llegar a moverse en el pozo o bien el yacimiento. Otras de las observaciones apuntan que con el acreciento del peso molecular de la fracción de los asfaltenos, se acrecienta la proporción y la aromaticidad de heteroátomos.
El agregado de los asfaltenos posee dimensiones coloidales y también precipitaría del crudo, si no fuera por la presencia de un tipo de capa estabilizadora de resinas que rodea a estos. El sistema de los asfaltenos, unidos a las resinas, forma una partícula coloidal llamada micela, conforme con la procesos de la química de surfactantes.
Los Asfaltenos y su solubilidad
Los asfaltenos se hallan entre las fracciones pesadas y también polares del petróleo, donde de esta definición surge que estos representan un género de solubilidad, esto quiere decir que son solubles en sustancias aromatizadas y también suelen ser insolubles en algunas parafinas lineales, siendo vistos como precipitantes. Desde esta perspectiva, es muy probable delimitar los asfaltenos en forma diferente, en dependencia de la parafina que se use para poder precipitarlos del crudo con que se tiene: asfaltenos al hexano, asfaltenos al pentano, al heptano entre otros.
Estudios efectuados probaron que la cantidad de precipitado es mayor conforme reduce el número de los carbonos de los agentes precipitantes y asimismo que desde el (n) heptano, la cantidad precipitada presenta pequeñas diferencias respecto a los (n) alcanos más pesados, señalando esto que solo los componentes mucho mas polares, por tanto, son más insolubles, y se precipitan con (n) heptano.
En conclusión, a fin de que un pozo genere con alto contenido de los llamados asfaltenos, sin dejar de depositar los mismos en el yacimiento o bien en la vecindad del pozo, es necesario que la presión de fondo fluyente sea mayor que la presión crítica de floculación. No obstante, esto produce depósitos de estos asfaltenos en las tuberías o en las comodidades de superficie.