Obteniendo una relación entre la composición y el carácter emulsionante de asfaltenos a partir de FTICR-MS

Resumen

En el presente trabajo, las fracciones iiinsolubles en n-heptano (asfaltenos) de seis crudos fueron analizadas por espectrometría de masas de resonancia Ion-Ciclotrón con transformada de Fourier (FT-ICR MS) utilizando ionización de presión atmosférica en modo positivo (+) APPI e ionización electro-spray en modo negativo, con el fin de comprender a nivel molecular su capacidad de estabilización de emulsiones agua-aceite. A través de (+) APPI, fue posible obtener una visión general de la composición de las muestras. Al ordenar los compuestos como azufrados-nitrogenados, y oxigenados fue posible distinguir composicionalmente los asfaltenos. A través de (-) ESI también se observaron varias diferencias, al agrupar los compuestos detectados como los que contienen oxígeno (N_xO_y + N_xO_yS_z + O_y + O_yS_z) y los que no contienen oxígeno (N_x + N_xS_z). Las interacciones de estos dos grupos de compuestos deben considerarse para comprender la estabilidad de la emulsión agua-aceite. Esto implica que los núcleos donde el nitrógeno y el azufre son parte pueden interactuar mediante apilamiento n-n, mientras que los compuestos que contienen oxígeno pueden interactuar mediante enlaces de hidrógeno o mediante fuerzas dipolo con los agregados aromáticos (altamente polarizables) formando agregados superficialmente activos. Es decir, la relación entre estas dos familias de compuestos puede determinar el carácter tensioactivo de los asfaltenos en la interfaz agua-aceite. Teniendo esto en cuenta, se propuso un coeficiente de estabilidad de emulsiones basado en las abundancias relativas de algunas familias de compuestos detectadas por (-) ESI-FT-ICR.MS que permita luego explicar la tendencia de los aceites crudos a formar emulsiones.