[pt] A adsorção de moléculas de asfalteno na interface óleo-água induz a
formação de uma microestrutura complexa, que estabiliza as emulsões e
prejudica a eficiência dos processes de refino de petróleo. Neste trabalho,
desenvolvemos um conjunto de novos protocolos de reologia de cisalhamento
para avaliar o efeito de solventes polares e apolares na adsorção de genuínos
asfaltenos brasileiros. Além disso, a morfologia do asfalteno, após a adição
de solventes com aromaticidades distintas, é investigada por microscopia de
varredura (MEV). Os resultados indicam que os asfaltenos estão organizados
em uma estrutura do tipo ilha com unidades aromáticas e policondensadas,
que formam filmes interfaciais reversíveis com a adição de solventes polares.
O estudo interfacial também revela que solventes apolares podem "prender"
os nanoagregados de asfalteno na mistura. Esses agregados, na presença
de solventes fracamente polares, podem se consolidar em um padrão mais
compactado, sugerindo que o crescimento do filme e o autoarranjo do
asfalteno estão diretamente relacionados ao conteúdo aromático. Explora-se
as diferenças na estruturação do asfalteno e como afetam a extensão da
emulsificação espontânea. É proposto que a taxa de emulsificação está
diretamente relacionada à configuração química dos asfaltenos. Finalmente,
estuda-se a adição de ácido esteárico (AE) a soluções de asfalteno em
conteúdo de água deionizada (AD) e água sintética (AS) para melhor
compreender como as propriedades reológicas e superficiais são afetadas pela
competição das coespécies. Verifica-se que interfaces formadas puramente
por AEs originam filmes mais viscosos do que elásticos na interface ar-água.
A atividade interfacial dos asfaltenos brasileiros é evidente e significativa na
presença de eletrólitos e dependente da aromaticidade do solvente. / [en] Adsorption of asphaltene molecules at the oil-water interface induces
the formation of a complex microstructure, which stabilizes emulsions and
impairs the efficiency of crude oil refining. In this work, we design a set
of new shear rheology protocols to assess the effect of polar and non-polar
solvents on indigenous Brazilian (BR) asphaltene adsorption. Moreover, the
asphaltene morphology upon addition of solvents with distinct aromaticities
is investigated by SEM microscopy. Our findings indicate that asphaltenes
are a polycondensate aromatic island-type structure that forms reversible
films when polar solvents are placed on top of the adsorbed film. The
interfacial study also reveals that non-polar solvents may lock up asphaltene
nanoaggregates in mixture. These aggregates, upon the presence of weakly
polar solvents, can consolidate into a more close-packed pattern, suggesting
that network growth and asphaltene self-arrangement are directly related to
the aromatic content. We explore the differences in asphaltene structuring and how it affects the extent of spontaneous emulsification. We find that
the rate of emulsification is directly related to the chemical configuration
of asphaltenes. Finally, we study the addition of stearic acid (SA) to
asphaltene solutions in deionized water (DW) and synthetic water (SW)
to better understand how surface and rheological properties are affected
by competitive adsorption. We find that single SA are more prone to
form liquid-like rather than solid-like films at the air-water interface.
Furthermore, we show that the interfacial activity of our asphaltenes is
enhanced in the presence of electrolytes and is dependent of the solvent
aromaticity.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:57587 |
| Date | 07 March 2022 |
| Creators | ISABELA FERNANDES SOARES |
| Contributors | MONICA FEIJO NACCACHE |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | English |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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