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Microscopía in situ aplicada al estudio de la formación de coque durante el procesamiento del petróleo pesado 13 Tabla 3. Propiedades de la carga de alimentación (c). Aceite de Cenizas Insolubles Contenido Insolubles alquitrán (% peso) en pentano de alquitrán en tolueno (% peso) (% peso) (% peso) Muestra 1 0.800 18.40 58.20 0.63 Muestra 2 0.075 27.00 82.05 0.02 Muestra 3 0.030 16.80 98.28 0.01 Muestra 4 0.035 17.80 98.66 0.04 Muestra 5 0.040 20.20 98.78 0.70 Muestra 6 0.020 13.40 94.38 0.79 Muestra 7 0.050 5.30 36.80 0.14 Muestra 8 0.026 15.80 99.36 0.14 Muestra 9 1.900 32.70 92.70 2.60 Muestra 10 1.240 26.10 87.60 1.25 Muestra 11 0.140 34.10 86.75 0.22 quema es aconsejable cuando se desconoce por completo el TFM. Para estudios posteriores o más detallados se deberá modificar dicha programación. La tabla 4 muestra las cargas de alimentación utilizadas, el tiempo de formación de mesofase y el tipo de textura óptica final. En la mayoría de los casos se obtuvieron TOF de diferentes tamaños, así como una cantidad sustancial de material isotrópico. La nomenclatura para identificarlos es la siguiente: I (material isotrópico, sin actividad óptica), GF (mosaico de grano fino, contiene estructuras anisotrópicas de menos de 5 µm), FA (mosaico de flujo áspero, contiene estructuras anisotrópicas de hasta 50 µm), FD (flujo de dominio, contiene estructuras anisotrópicas que pueden extenderse hasta 300 µm) y FDF (flujo de dominio fluido, donde la estructura anisotrópica incluye no solamente la superficie sino el seno másico mismo y la anisotropía es visible en todo lugar). La mayoría de las muestras correlacionaron adecuadamente la formación de estructuras anisotrópicas con los parámetros que afectan su formación anteriormente mencionados [22]. Se puede observar que mientras mayor sea el contenido de alquitrán en la muestra, mayor tiende a ser la estructura anisotrópica (FD y FDF). Igualmente que la cantidad de elementos insolubles en pentano, el por ciento de azufre y posiblemente la aromaticidad de la muestra podrían afectar la formación de mesofase, a menor cantidad, mayor la estructura anisotrópica, como se puede inferir de la muestra 7; sin embargo, se requerirían más experimentos en este sentido para una verificación de la tendencia. Otros factores como el contenido de cenizas, compuestos insolubles en tolueno, por ciento de nitrógeno, relación H/C y gravedad API no parecen ser de gran influencia, además de no variar sensiblemente de una muestra a otra. La muestra 9 fue la única en comportarse en forma inusual, ya que no correlacionó la formación de mesofase con los parámetros indicados que influencían su formación. De acuerdo con información obtenida al caracterizar dicha muestra en planta piloto, se indica que esta carga en particular fue difícil de tratar, lo cual explica la incongruencia de sus resultados. Al analizar varias muestras de petróleo pesado por ISM se comprueba la correlación de formación de mesofase y estructuras anisotrópicas con el contenido de alquitrán y en menor medida con los demás parámetros, sin embargo, una combinación alta de sustancias insolubles en tolueno, cenizas y baja gravedad API pueden influir para que el factor de contenido de alquitrán no sea el más importante en la formación de mesofase. Se requiere llevar a cabo un mayor número de experimentos con bitúmenes cuyas gravedades API sean menores que 2, ya que generalmente son las que contienen mayor cantidad de alquitranes. Conclusiones Los factores que en mayor medida influyen en la formación de estructuras anisotrópicas son el contenido de alquitrán y el porcentaje de compuestos insolubles en pentano. Factores como la aromaticidad y el contenido de azufre podrían influir en menor escala. Sin embargo, la complejidad de las mezclas de propiedades y parámetros analizados logra que en algunos casos la combinación de varios de estos sea de mayor importancia como factor determinante en la formación de mesofase. La importancia de la ISM se entiende mejor al usarse en combinación con resultados obtenidos en planta piloto [22], técnicas espectroscópicas [3-7, 11] y algunos otros análisis. El uso de técnicas cinematográficas para el estudio de reacciones químicas que tienen características visuales, nos da la oportunidad de “recrear” el experimento las veces que sea necesario para su análisis. La ISM es un medio poco explotado que ayuda a entender mejor el proceso de coquización en el mejo- Tabla 4. Parámetros de formación de mesofase de algunos alquitranes. Aceite de TFM (min:s) TOF alquitrán Muestra 1 8:23 GF Muestra 2 18:00 GF Muestra 3 15:40 FDF, FD, GF Muestra 4 17:00 FD, FDF Muestra 5 27:10 FA, GF, FD Muestra 6 10:40 FD, FA Muestra 7 11:30 FD, FDF Muestra 8 — GF Muestra 9 14:30 FD Muestra 10 9:00 GF, FA Muestra 11 — FA
14 Rev. Soc. Quím. Méx. Vol. 43, Núm. 1 (1999) Rafael Díaz Real ramiento de petróleo pesado, así como a explorar nuevas posibilidades en la formación de carbonos de alto valor agregado, como aquellos requeridos en varios procesos electroquímicos, carbonos grafíticos anisotrópicos. Bibliografía 1. Marsh H.; Menéndez, R. Introduction to Carbon Science, (H. Marsh, Ed.), Butterworths Pub. Co., 1989, pp. 38-139. 2. Marsh, H.; Mochida, I.; Macefiled, I.; Scott, E. Fuel, 1980, 59, 514. 3. Rodríguez, J.; Tierney, J. W.; Wender, I. Proc. 202nd ACS National Meeting, Vol. 36, No. 3, p. 1295, New York (1991). 4. Rodríguez J.; Tierney, J. W.; Wender, I. Ext. Abstr. Prog. 20th Bienn. Conf. Carbon, p. 122 (1991). 5. Rodríguez J.; Tierney, J. W.; Wender, I. Ext. Abstr. Prog. 20th Bienn. Conf. Carbon, p. 176 (1991). 6. Rodríguez J.; Tierney, J. W.; Wender, I. Ext. Abstr. Prog. 20th Bienn. Conf. Carbon, p. 190 (1991). 7. Taylor, G.H., Fuel, 1961, 40, 465-472. 8. Brooks, J.D.; Taylor, G.H. Carbon, 1965, 3, 185. 9. Brooks, J.D.; Taylor, G.H. Chemistry of Physics and Carbon, Vol. 4, M. Dekker Pub. Co., 1968, pp. 243-250. 10. Lewis, I.C.; Jackson, B.W. Ext. Abstr. Prog. 12th Bienn. Conf. Carbon, p. 267 (1975). 11. Rodríguez, J.; Tierney, J. W.; Wender, I. Proc. 202nd ACS National Meeting, Vol. 36, No. 3, p. 1081, New York (1991). 12. Uemura, S.; Tanso (Carbon), 1986, 126, 13. 13. Lambert, J.M.; Walker Jr., P.L.; Perrota, A.J.; McCullough, J.P.; Beuther, H. Fuel, 1983, 62, 1474. 14. Uemura, S.; Hirose, T.; Takashima, H.; Kato, O.; Harakawa, M. Ext. Abstr. Prog. 16th Bienn. Conf. Carbon, p. 78 (1983). 15. Lewis, R.T. Ext. Abstr. Prog. 12th Bienn. Conf. Carbon, p. 215 (1975). 16. Perrota, A.J.; McCullough, J.P.; Larson, O.A.; Gray, R.J. Int. J. Coal Geo., 1984, 4, 235. 17. Inagaki, M.; Kuroda, K.; Inoue, N.; Sakai, M. Carbon, 1984, 22, 617. 18. Perrota, A.J.; McCullough, J.P.; Beuther, H. Ext. Abstr. Prog. 16th Bienn. Conf. Carbon, p. 76 (1983). 19. Hoover, D.S.; Davis, A.; Perrota, A.J.; Spackman, W. Ext. Abstr. Prog. 14th Bienn. Conf. Carbon, p. 393 (1979). 20. Díaz, R.; deBruijn, T. Ext. Abstr. Prog. 43rd Can. Chem. Eng. Conf., p. 192, Ottawa (1993). 21. Koury, F.; Gasparoux, H.; Delhaes, P.; Albuques, F.; Gremie, Y. Ext. Abstr. Prog. 16th Bienn. Conf. Carbon, p. 80 (1983). 22. Castellanos, E.; Díaz, R.; Neumann, H. Fuel Sci. Tech. Intl. 1994, 12, 543.
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