Líquidos iónicos: propiedades fisicoquímicas y aplicación potencial en el mejoramiento de crudos pesados

Resumen En este trabajo se presenta una revisión de recientes avances en el campo de los líquidos iónicos como nuevas alternativas de aplicación en catálisis homogénea con especial atención en reacciones catalizadas por metales de transición y en el mejoramiento de la calidad de los crudos pesados. Esto se realiza mediante una introducción hacia el mundo de los líquidos iónicos exhibiendo su historia, síntesis, propiedades físicas y químicas y aplicaciones. La revisión selecciona y analiza algunos ejemplos de las diferentes maneras en que los líquidos iónicos han sido aplicados en catálisis homogénea, es decir, como solvente, como catalizador y como co-catalizador. Adicionalmente se presenta una discusión acerca del posible potencial de los líquidos iónicos como agentes que mejoran la calidad de los crudos pesados a través de un análisis de diversos estudios de investigación reportados en la literatura. Palabras clave: líquidos iónicos, catálisis bifásica, hidrogenación, oxidación, mejoramiento de crudo pesado. Ionic liquids: physicochemical properties and potential application in upgrading of heavy crude oils Abstract This paper presents a review of recent advances in the field of ionic liquids as alternative reaction media in homogeneous catalysis with emphasis on transition metal catalyzed reactions and upgrading of heavy oils. This is done through an introduction to ionic liquids exhibiting their history, synthesis, physical and chemical properties and applications. This review selects and discusses examples of the different ways in which ionic liquids have been applied in homogeneous catalysis, i.e. as solvent, catalyst and and co-catalyst. In addition, we present an analysis of research studies reported in the literature to discuss the potential of ionic liquids in heavy oils upgrading. Keywords:ionic liquids, biphasic catalysis, hydrogenation, oxidation, heavy oil upgrading

Líquidos iónicos: propiedades fisicoquímicas y aplicación potencial en el mejoramiento de crudos pesados

Resumen En este trabajo se presenta una revisión de recientes avances en el campo de los líquidos iónicos como nuevas alternativas de aplicación en catálisis homogénea con especial atención en reacciones catalizadas por metales de transición y en el mejoramiento de la calidad de los crudos pesados. Esto se realiza mediante una introducción hacia el mundo de los líquidos iónicos exhibiendo su historia, síntesis, propiedades físicas y químicas y aplicaciones. La revisión selecciona y analiza algunos ejemplos de las diferentes maneras en que los líquidos iónicos han sido aplicados en catálisis homogénea, es decir, como solvente, como catalizador y como co-catalizador. Adicionalmente se presenta una discusión acerca del posible potencial de los líquidos iónicos como agentes que mejoran la calidad de los crudos pesados a través de un análisis de diversos estudios de investigación reportados en la literatura. Palabras clave: líquidos iónicos, catálisis bifásica, hidrogenación, oxidación, mejoramiento de crudo pesado. Ionic liquids: physicochemical properties and potential application in upgrading of heavy crude oils Abstract This paper presents a review of recent advances in the field of ionic liquids as alternative reaction media in homogeneous catalysis with emphasis on transition metal catalyzed reactions and upgrading of heavy oils. This is done through an introduction to ionic liquids exhibiting their history, synthesis, physical and chemical properties and applications. This review selects and discusses examples of the different ways in which ionic liquids have been applied in homogeneous catalysis, i.e. as solvent, catalyst and and co-catalyst. In addition, we present an analysis of research studies reported in the literature to discuss the potential of ionic liquids in heavy oils upgrading. Keywords:ionic liquids, biphasic catalysis, hydrogenation, oxidation, heavy oil upgrading

Estudio experimental sobre la eficiencia de un tratamiento de ultrasonido en un sistema de flujo continuo para la reducción de viscosidad de crudo pesado

ResumenEl transporte de crudos pesados a través de oleoductos es muy difícil debido a su alta viscosidad y baja movilidad. Actualmente, el ultrasonido de alta intensidad está siendo explorado como una nueva alternativa potencial para reducir la viscosidad de los crudos pesados y facilitar el transporte por tubería. En este trabajo se estudia los efectos de la energía ultrasónica sobre la viscosidad de un crudo pesado. Esto se realiza mediante un estudio experimental sistemático en un sistema de flujo continuo a escala piloto, en el cual se analiza la influencia de variables de proceso, como temperatura del tratamiento (308 y 319K), tiempo de exposición (5,66 y 16,98s) e intensidad sónica (170-250 y 400-680kW/m2) sobre la viscosidad. El estudio reveló que la temperatura del tratamiento en el intervalo estudiado no tiene un efecto significativo en el rendimiento de las vibraciones ultrasónicas para reducir la viscosidad del crudo pesado. Por otro lado, se encontró que el incremento del tiempo de exposición favorece la reducción de la viscosidad, y la intensidad sónica en los niveles establecidos tiene un efecto favorable o desfavorable dependiendo de la magnitud del tiempo de exposición.Esta investigación representa un avance importante en la aplicación industrial de la tecnología de ultrasonido que se encuentra en desarrollo, ya que se genera por primera vez información relevante acerca de la efectividad de un proceso continuo de tratamiento ultrasónico a escala piloto para reducir la viscosidad de un crudo pesado.Palabras clave: transporte crudos pesados, ultrasonido, cavitación acústica, mejoramiento de residuos de vacío.Experimental study on the efficiency of an ultrasound treatment in a continuous flow system for viscosity reduction of heavy crude oilAbstractThe transportation of heavy crude oils through pipelines is very hard due to their high viscosity and low mobility. Nowadays, high intensity ultrasound is being explored as a new potential alternative to reduce the viscosity of heavy crude oils and facilitate the transport by pipeline. This work studies the effects of ultrasonic energy on the viscosity of heavy crude oil. This is done through a systematic experimental study in a pilot scale continuous flow system, in which the influence of process variables such as treatment temperature (308 y 319K), exposure time (5.66 y 16.98s), and sonic intensity (170-250 y 400-680kW/m2) is analyzed. The study revealed that the treatment temperature in the proven range has not a significant effect in the efficiency of ultrasonic vibrations to reduce the heavy crude viscosity. On the other hand, it was found that the increase of exposure time favors the viscosity reduction. It also observed that sonic intensity in the established levels has an effect favorable or unfavorable depending of the exposure time magnitude. This investigation represents an important advance in the industrial application of ultrasound technology, since it is the first study that shows essential information about the effectiveness of a continuous ultrasonic treatment process to reduce the viscosity of heavy crude oil.Keywords: heavy crude oils transportation, ultrasound, acoustic cavitation, vacuum residue upgrading

Estudio experimental sobre la eficiencia de un tratamiento de ultrasonido en un sistema de flujo continuo para la reducción de viscosidad de crudo pesado

ResumenEl transporte de crudos pesados a través de oleoductos es muy difícil debido a su alta viscosidad y baja movilidad. Actualmente, el ultrasonido de alta intensidad está siendo explorado como una nueva alternativa potencial para reducir la viscosidad de los crudos pesados y facilitar el transporte por tubería. En este trabajo se estudia los efectos de la energía ultrasónica sobre la viscosidad de un crudo pesado. Esto se realiza mediante un estudio experimental sistemático en un sistema de flujo continuo a escala piloto, en el cual se analiza la influencia de variables de proceso, como temperatura del tratamiento (308 y 319K), tiempo de exposición (5,66 y 16,98s) e intensidad sónica (170-250 y 400-680kW/m2) sobre la viscosidad. El estudio reveló que la temperatura del tratamiento en el intervalo estudiado no tiene un efecto significativo en el rendimiento de las vibraciones ultrasónicas para reducir la viscosidad del crudo pesado. Por otro lado, se encontró que el incremento del tiempo de exposición favorece la reducción de la viscosidad, y la intensidad sónica en los niveles establecidos tiene un efecto favorable o desfavorable dependiendo de la magnitud del tiempo de exposición.Esta investigación representa un avance importante en la aplicación industrial de la tecnología de ultrasonido que se encuentra en desarrollo, ya que se genera por primera vez información relevante acerca de la efectividad de un proceso continuo de tratamiento ultrasónico a escala piloto para reducir la viscosidad de un crudo pesado.Palabras clave: transporte crudos pesados, ultrasonido, cavitación acústica, mejoramiento de residuos de vacío.Experimental study on the efficiency of an ultrasound treatment in a continuous flow system for viscosity reduction of heavy crude oilAbstractThe transportation of heavy crude oils through pipelines is very hard due to their high viscosity and low mobility. Nowadays, high intensity ultrasound is being explored as a new potential alternative to reduce the viscosity of heavy crude oils and facilitate the transport by pipeline. This work studies the effects of ultrasonic energy on the viscosity of heavy crude oil. This is done through a systematic experimental study in a pilot scale continuous flow system, in which the influence of process variables such as treatment temperature (308 y 319K), exposure time (5.66 y 16.98s), and sonic intensity (170-250 y 400-680kW/m2) is analyzed. The study revealed that the treatment temperature in the proven range has not a significant effect in the efficiency of ultrasonic vibrations to reduce the heavy crude viscosity. On the other hand, it was found that the increase of exposure time favors the viscosity reduction. It also observed that sonic intensity in the established levels has an effect favorable or unfavorable depending of the exposure time magnitude. This investigation represents an important advance in the industrial application of ultrasound technology, since it is the first study that shows essential information about the effectiveness of a continuous ultrasonic treatment process to reduce the viscosity of heavy crude oil.Keywords: heavy crude oils transportation, ultrasound, acoustic cavitation, vacuum residue upgrading

LÍQUIDOS IÓNICOS: APLICACIÓN POTENCIAL PARA EL MEJORAMIENTO CATALÍTICO IN-SITU DE CRUDO PESADO

RESUMENLas tecnologías de reducción de viscosidad de los crudos pesados se han convertido en un asunto clave para mejorar la movilidad y las propiedades del crudo. Sin embargo, la fuidez de los crudos está fuertemente infuenciada por la presencia de asfaltenos, resinas, metales y azufre, los cuales causan serios problemas operacionales en la producción. En los últimos años, han surgido nuevos avances en las técnicas de recuperación de crudo pesado, y entre ellas se encuentra el mejoramiento catalítico in-situ. Debido a sus posibles aplicaciones como un solvente activo catalíticamente y ambientalmente amigable, los líquidos iónicos han sido aplicados gradualmente en el mejoramiento de crudos pesados. Por tal razón, esta revisión selecciona y analiza algunos estudios de investigación que han sido reportados en la literatura para comprender los fenómenos físicos y químicos involucrados en el mejoramiento de crudos pesados mediante el uso de líquidos iónicos. Además, se presenta una discusión acerca de las variables más importantes en el proceso para proporcionar una comprensión signifcativa de la capacidad de los líquidos iónicos para reducir la viscosidad de los crudos pesados.Palabras Clave: Mejoramiento de crudo pesado, Métodos de recobro mejorado de petróleo, líquidos iónicos. ABSTRACTThe viscosity reduction technologies have become a key issue to improve mobility and properties of heavy oils. However, the presence of asphaltenes, resins, metals and sulfur in heavy oil strongly infuence the mobility of heavy oil causing serious operational problems in heavy oil production. In the recent years, there have been new developments in heavy oil recovery techniques and one new method is by in-situ catalytic upgrading of heavy oils. Because of their potential applications as an environmentally friendly and catalytically active solvent, ionic liquids have been gradually applied in upgrading of heavy oils. Therefore, this review selects and analyzes some research studies that have been reported in the literature to understand the physical and chemical phenomena involved in heavy oil upgrading by using ionic liquids. Moreover, we present a discussion about the most important variables in the process to provide a signifcant understanding of the ability of ionic liquids to reduce the viscosity.Keywords: Heavy oils upgrading, Enhanced oil recovery methods, Ionic liquids