Adsorption-desorption of n-c7 asphaltenes over micro- and nanoparticles of silica and its impact on wettability alteration

Abstract

espanolResumen En este trabajo, se desarrollo un estudio de la adsorcion/desorcion de asfaltenos a bajas y altas concentraciones (100 - 30000 mg/L) incluyendo el efecto del tamano de particula del adsorbente (nano y microsilice), efecto de la presion, de la temperatura y el tipo de solvente. Las pruebas de adsorcion/desorcion en las diferentes superficies de silice se realizaron mediante pruebas por lotes usando espectrofotometria UV-vis y analisis termogravimetricos. Debido a sus especiales caracteristicas de alta area superficial y dispersabilidad, las nanoparticulas de silice adsorben una mayor cantidad de asfaltenos que la silice microparticulada. Ademas, se observo que la desorcion de los asfaltenos de las nanoparticulas de silice fue significativa, mientras que para el sistema microparticulado fue insignificante, sugiriendo un mayor potencial de adsorcion para la silice microparticulada. La cantidad de asfaltenos adsorbidos aumento al incrementar la presion, al mismo tiempo que disminuye al aumentar la temperatura del sistema. Tambien, los resultados obtenidos demuestran que el tipo de solvente juega un papel importante en el proceso de desorcion de los asfaltenos. Adicionalmente, se realizaron pruebas de humectabilidad para las nanoparticulas de silice en presencia y en ausencia de asfaltenos adsorbidos y se evidencio que incluso a altas cantidades adsorbidas, las nanoparticulas mantienen su condicion humectable al agua. EnglishAbstract In this work, a study of the adsorption/desorption of n-C7 asphaltenes at low and high concentrations (100 - 30000 mg/L) was performed for which the effects of adsorbent particle size (nano and microsilica), pressure, solvent, and temperature were evaluated. Adsorption/desorption tests on different silica surfaces were performed in batch-mode using UV-vis spectrophotometry and thermogravimetric analyses. Owing to its high surface area and dispersibility, nanosilica adsorbed higher quantities of n-C7 asphaltenes than microsilica. Asphaltene desorption from nanosilica surface was significant, while the desorption from microsilica surfaces was insignificant, suggesting a higher adsorption potential for the latter. Asphaltene adsorption increased with pressure and decreased with temperature. Type of solvent plays a significant role on the asphaltene desorption. The wettability tests for virgin nanosilica and nanosilica contained adsorbed asphaltenes showed that even at high asphaltene loading, the nanoparticles maintained its water-wet nature. portuguesResumo Neste trabalho foi realizado um estudo sobre a adsorcao/dessorcao de asfaltenos n-C7 em concentracoes altas e baixas (100 - 30000 mg/L) no intuito de avaliar os efeitos do tamanho da particula adsorvente (nano e microsilica), pressao, solvente e temperatura. Testes de adsorcao/dessorcao em diferentes superficies de silica foram realizados em serie utilizando analises termogravimetricos e de espectrofotometria UV-vis. Vista sua grande area de superficie e capacidade de dispersao, a nanosilica adsorveu maiores quantidades de asfaltenos n-C7 do que a microsilica. A dessorcao de asfalteno da superficie da microsilica foi insignificante, isso sugere a existencia de um maior potencial de adsorcao para a microsilica. A adsorcao de asfalteno aumentou com a pressao e diminui com a temperatura. O tipo de solvente tem um papel preponderante na dessorcao de asfalteno. Os testes de molhabilidade para nanosilica virgem e asfaltenos adsorvidos com conteudo de nanosilica mostraram que mesmo durante uma carga alta de asfaltenos, as nanoparticulas preservaram sua natureza de humidade-agua.