A KINETIC STUDY OF ESTERIFICATION OF NAPHTHENIC ACIDS FROM A COLOMBIAN HEAVY CRUDE OIL

This article presents the kinetic study of the esterification reaction of naphthenic acids from a Colombian heavy crude oil, with a Total Acid Number (TAN) of 7,33 mgKOH/g, in a batch type reactor. Temperature was changed between 150 - 250°C while the ratio moles of methanol per mole of carboxylic groups, remained constant in 20:1. The reaction time was varied from 0 - 600 minutes. Reduction in the concentration of naphthenic acids in the reactor is determined by the measurement of Number Total Acid (TAN), ASTM D 664. Naphthenic acids were extracted from the crude and structurally characterized by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Nuclear Magnetic Resonance (NMR) and Gel Permeation Chromatography (GPC). The esterified oil was analyzed by FTIR, to identify the variation of the main functional groups. After determining the activation energy, frequency factor and, reaction order, a kinetic law was proposed for the esterification of naphthenic acids in Colombian heavy oil. Finally, it was evaluated the effect of esterification of naphthenic acids on the corrosion of steel ASTM A106 Gr.B. The corrosion of steel was reduced from 34,16 to 3,08 mils per year, (mpy), after esterification of naphthenic acids. En este artículo se presenta el estudio cinético de la reacción de esterificación de los ácidos nafténicos de un crudo pesado colombiano, con un Número Total ácido (TAN) de 7,33 mgKOH/g, en un reactor de mezcla completa en operación por lotes. La temperatura de reacción se varió entre 150 - 250°C, y el tiempo entre 0 - 600 minutos. La reacción se llevó a cabo con un exceso molar de metanol de 20 moles por cada mol del grupo carboxílico. Los ácidos nafténicos fueron extraídos del crudo de alta acidez y caracterizados estructuralmente mediante Espectroscopia de Infrarrojo con Transformada de Fourier (FTIR), Resonancia Magnética Nuclear (RMN) y Cromatografía de Permeación en Gel (GPC). Se evaluó la reducción de la acidez del crudo esterificado por titulación potenciométrica siguiendo la norma ASTM D 664. El crudo esterificado fue analizado con FTIR, con el fin de identificar la variación de los principales grupos funcionales. A partir de la determinación de la energía de activación, el factor de frecuencia y el orden de la reacción, se propuso la ley de velocidad para la esterificación de ácidos nafténicos de un crudo pesado colombiano, en un reactor de mezcla completa en operación por lotes. La cinética de esterificación se ajustó a una ley de velocidad de segundo orden con respecto a la concentración de ácidos nafténicos. La energía de activación