Thermogravimetric Investigation of the Influence of Colloidal Phase on the Processing Properties of Crude Oil Residues
Analyse thermogravimétrique de l'influence de la phase colloïdale sur les propriétés de traitement des résidus pétroliers
German Petroleum Institute
Corresponding author: postmaster@ife-clausthal. de
An atmospheric residue, a vacuum residue, a visbreaking residue, the maltene fractions of the residues, mixtures of the atmospheric residue with the vacuum residue and the residue from the supercritical extraction of the vacuum residue as well as residues mixed with dispersing agents were investigated by thermogravimetry at three different heating rates. From that, the activation energies of the weight loss were estimated. At temperatures up to about 400°C the activation energy corresponds to the evaporation enthalpy, above 400°C to the cracking energy. Comparing the results the strenght of the interactions between colloid disperse phase and the components of dispersion medium was evaluated. It was found that besides the content of colloid disperse phase its stability has a significant influence on the properties of the residues, especially on the evaporation enthalpy. The stability of residues was investigated by the flocculation point determination. The obtained dependencies of evaporation enthalpies are also reflected in the yields of distillates and in the thermogravimetric residues at 500°C. Thermogravimetry proves to be an effective method for the determination of important parameters of processing of crude oil residues considering the influence of the colloidal character of these complex mixtures.
Résumé
Un résidu pétrolier atmosphérique, un résidu de distillation sous vide, un résidu de viscoréduction, les fractions maltènes qui en sont séparées, des mélanges du résidu atmosphérique avec le résidu sous vide et un résidu de l'extraction surcritique du résidu sous vide, ainsi que des résidus mélangés avec des agents dispersants d'asphaltes ont été soumis à la thermogravimétrie, à trois vitesses de chauffage différentes. On en a déterminé les énergies d'activation pour la réaction de décomposition. L'énergie d'activation correspond à l'enthalpie de vaporisation, pour des températures inférieures ou égales à 400°C, et à l'enthalpie de séparation, pour des températures supérieures à 400°C. L'intensité des forces d'interaction, agissant entre la phase colloïdale dispersée et les composants du milieu de dispersion, en est déduite. On constate l'influence de la concentration de la phase dispersée ainsi que l'influence significative de la stabilité de celle-ci sur les résidus, et particulièrement sur l'enthalpie de vaporisation. Afin d'apprécier la stabilité des résidus, le point de floculation a été determiné. Les dépendances de l'enthalpie de vaporisation obtenues se reflètent dans les produits de distillation, surtout pour une température de 300 à 400°C. Elles s'expriment toutefois aussi dans le résidu ATG (analyse gravimétrique) à 500°C. Ainsi la thermogravimétrie s'avère-t-elle être une méthode efficace de détermination d'importants paramètres du traitement des résidus pétroliers, prenant en compte l'influence de la phase colloïdale dispersée de ces mélanges complexes.
© IFP, 2000