Revista de Petróleo y Biotecnología Ambiental

Abstracto

Caracterización química del betún de gilsonita

Nader Nciri, Suil Song, Namho Kim y Namjun Cho*

Esta investigación aporta nuevos conocimientos sobre la composición química de la gilsonita, con el fin de determinar sus propiedades, que pueden ayudar en las rutas de refinación y procesamiento de este recurso natural. La gilsonita, un betún asfaltita natural, consiste en una mezcla compleja de compuestos orgánicos. Se recolectó en la cuenca de Uinta, cerca de la ciudad de Bonanza, Utah. El objetivo de este trabajo es obtener una imagen más completa de la estructura molecular de la gilsonita, muy importante en la industria de procesamiento de combustibles, combinando e interpretando los resultados de diferentes técnicas. La gilsonita se caracterizó mediante análisis elemental (EA) para determinar las concentraciones de C, H, N, S y O, mediante espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) para el análisis comparativo de las estructuras químicas, mediante espectroscopia de resonancia magnética nuclear de hidrógeno (1H NMR) para determinar las fracciones de hidrógeno alifático y aromático, y mediante cromatografía de capa fina-detección de ionización de llama (Iatroscan TLC-FID) para cuantificar los hidrocarburos saturados y aromáticos, y las fracciones de resina/asfalteno. Los resultados se evaluaron en combinación con los datos geológicos disponibles y con algunos betunes para evaluar, químicamente, los posibles mecanismos de formación de la gilsonita. La baja relación atómica de hidrógeno a carbono (1,44), el bajo contenido de azufre (0,27 % en peso) y el alto contenido de nitrógeno (3,25 % en peso) fueron las principales características de la gilsonita de la cuenca de Uinta. La FTIR reveló la presencia de alcanos, anillos aromáticos, anillos de fenilo, alcoholes, grupos carbonilo, sulfóxidos orgánicos y sales de sulfato, lo que confirma el hecho de que la gilsonita está compuesta de constituyentes policíclicos de alto peso molecular que comprenden heteroátomos de nitrógeno, azufre y oxígeno. Asimismo, la FTIR demostró que la gilsonita incluye huellas dactilares de minerales arcillosos. Los datos de Iatroscan mostraron de manera interesante que la gilsonita contiene una cantidad considerable de asfaltenos (79,7 % en peso) y una cantidad nula de aromáticos (0 % en peso). Mientras que los rendimientos de saturados y resinas representan solo el 1,6 % en peso y el 18,7 % en peso, respectivamente. Además, el método SARA estimó que la gilsonita es extremadamente inestable (índice de inestabilidad coloidal, CII = 4,34). Las mediciones de RMN de protones indicaron que la fracción de hidrógeno alifático es de aproximadamente el 95,38 % y la fracción de hidrógeno aromático es de aproximadamente el 4,62 %.