[pt] A alta viscosidade dos óleos pesados e o elevado teor de asfaltenos contribuem para
a formação de emulsões água-em-óleo (A/O) altamente estáveis, dificultando a separação
óleo/água e aumentando os custos de produção e transporte. Para reduzir a viscosidade,
técnicas de diluição são comuns com solventes simples. Portanto, pouca pesquisa foi
realizada sobre o impacto dos compostos aromáticos nas propriedades interfaciais e na
estabilidade das emulsões, de solventes complexos, como o querosene. Neste estudo,
investigou-se o efeito da segregação dos compostos aromáticos do querosene nas
propriedades bulk e interfaciais e na estabilidade dos asfaltenos e das emulsões A/O. Além
disso, foram analisadas as correlações desses efeitos com a desemulsificação química.
Inicialmente, foram avaliadas as propriedades interfaciais de frações de surfactantes
naturais, extraídas de um óleo pesado brasileiro, em relação à sua capacidade de estabilizar
emulsões água-querosene. Os resultados indicaram que a estabilidade dessas emulsões
decorre do efeito sinérgico entre as resinas e os asfaltenos, resultando na formação de
filmes interfaciais mais flexíveis, que evitam ou retardam a coalescência das gotas.
Entretanto, quando o querosene foi utilizado como diluente do óleo pesado (HO) na fase
oleosa, observou-se a floculação e precipitação dos asfaltenos. Esses resultados foram
correlacionados com a composição química de dois tipos de querosene: um composto
apenas por saturados (KeS) e outro contendo 30 por cento massa de compostos aromáticos (KeSA).
Verificou-se que a composição química dos querosenes afeta a estabilidade coloidal dos
asfaltenos, a estabilidade da emulsão e as propriedades interfaciais. KeSA apresentou maior
solubilização e dispersão dos asfaltenos em comparação ao KeS. Além disso, a
viscoelasticidade interfacial diminuiu quando o teor de querosene foi maior ou igual a 30 por cento massa,
indicando a formação de filmes interfaciais menos rígidos. Porém, o módulo de
elasticidade nos sistemas contendo KeSA aumentou gradualmente com o tempo, sugerindo
uma melhor solubilidade dos asfaltenos e uma adsorção controlada pela difusão facilitada
na interface. A concentração de aromáticos do solvente (KeSA) mantém a estabilidade do
filme interfacial durante a diluição de HO, compensando assim a perda de asfaltenos com
o aumento do teor de querosene na fase óleo. Os resultados também destacaram o papel
crucial da aromaticidade do querosene na quebra das emulsões A/O contendo 20 por cento massa
de Ke na fase oleosa. Diferentes desemulsificantes químicos, comumente utilizados como
bases para desemulsificantes comerciais, bem como compostos modelo, foram testados.
KeSA apresentou maior robustez e resistência à quebra das emulsões. Esse efeito decorre
da segregação interfacial dos compostos aromáticos do querosene. Esses resultados
enfatizam a importância da composição química do querosene quando é usado na diluição
de óleos pesados, o qual tem efeito significativo na estabilidade e quebra das emulsões
A/O. / [en] The high viscosity of heavy oils and the high content of asphaltenes contribute to the
formation of highly stable water-in-heavy oil (W/O) emulsions, making oil/water
separation difficult and increasing production and transportation costs. To reduce viscosity,
dilution techniques with simple solvents are common. Therefore, slight research has been
conducted on the impact of aromatic compounds on interfacial properties and emulsion
stability from complex solvents, such as kerosene. In this study, we investigated the effect
of segregation of aromatic compounds in kerosene on the bulk and interfacial properties
and stability of asphaltenes and W/O emulsions. Furthermore, we analyzed the correlations
of these effects with chemical demulsification. Initially, we evaluated the interfacial
properties of natural surfactants fractions extracted from Brazilian heavy oil regarding their
ability to stabilize water-kerosene emulsions. The results indicated that the stability of
these emulsions was related to the synergistic effect between resins and asphaltenes,
resulting in the formation of more flexible interfacial films that prevent or delay the
coalescence of the droplets. However, when kerosene was used as diluent of heavy oil
(HO) in the oil phase, flocculation and precipitation of asphaltenes were observed. These
results were correlated with the chemical composition of two kerosene types: one
composed only of saturates (KeS) and another containing saturates and 30 percent wt. of aromatic
compounds (KeSA). It was found that the chemical composition of the kerosene affects the
colloidal asphaltenes stability, emulsion stability, and interfacial properties. KeSA showed
greater solubilization and dispersion of asphaltenes compared to KeS. Additionally,
interfacial viscoelasticity decreased when the kerosene content was bigger or equal 30 wt. percent, indicating
the formation of less rigid interfacial films. However, the interfacial elastic modulus in
systems containing KeSA gradually increased over time, suggesting better solubility of
asphaltenes and diffusion-controlled adsorption at the interface. The concentration of
solvent aromatics (KeSA) maintains interfacial film stability during HO dilution, thus
compensating for the loss of asphaltenes with increasing kerosene content in the oil phase.
The results also revealed the crucial role of kerosene s aromaticity in the breaking of W/O
emulsions containing 20 wt. percent of kerosene in the oil phase. Various chemical demulsifiers
commonly used as bases for commercial demulsifiers, as well as model compounds, were
tested. The presence of KeSA exhibited greater robustness and resistance to emulsion
breaking. This effect was attributed to interfacial segregation of aromatic compounds from
kerosene. These results emphasize the importance of kerosene s chemical composition
when used for diluting heavy oils, as it has a significant effect on the stability and breaking
of W/O emulsions, particularly in the case of the Brazilian heavy oil used in this study.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:64186 |
| Date | 02 October 2023 |
| Creators | LINA MERCEDES DAZA BARRANCO |
| Contributors | AURORA PEREZ GRAMATGES, AURORA PEREZ GRAMATGES |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | TEXTO |
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