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Usuario:DrRafaelMtzPalou/Taller

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Líquidos iónicos en la Industria Petrolera

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Los líquidos iónicos son compuestos orgánicos iónicos que tienen puntos de fusión muy bajos respecto a las sales inorgánicas. Algunos de ellos son líquidos a temperatura ambiente o cerca a esta. El catión invariablemente es de tipo orgánico y el anión puede ser orgánico o inorgánico (Figura 1).[1]​

Figura 1. Algunas estructuras de cationes y aniones que conforman los líquidos iónicos.






Entre las propiedades que los caracterizan y que han atraído la atención de los investigadores en los últimos años están:

  •         Nula o prácticamente nula presión de vapor.
  •         No son inflamables.
  •        Tienen buenas propiedades como catalizadores.
  •         Presentan una elevada conductividad iónica.
  •         Presentan una amplia ventana de potencial electroquímico.
  •         En general presentan una elevada estabilidad térmica.
  •        Gran capacidad disolvente de compuestos orgánicos e inorgánicos y alta polaridad.



En la Industria Petrolera, los líquidos iónicos han demostrado gran potencialidad para una amplia variedad de aplicaciones como la remoción de contaminantes (compuestos azufrados y nitrogenados, aromáticos, nafténicos y CO2),[2]​ como desemulsificantes para la ruptura de emulsiones de agua-en-petróleo,[3]​ como inhibidores de corrosión,[4]​ membranas de separación de gases,[5]​ como inhibidores de la formación de hidratos de metano en aguas profundas,[6]​ y en la recuperación mejorada de hidrocarburos,[7]​ y en la extracción de bitúmenes de arenas bituminosas.[8]​

Se ha demostrado que los líquidos iónicos resultan catalizadores muy eficientes para la reacción de alquilación entre isobutano/buteno con la que es posible obtener una gasolina sintética (gasolina de alquilación) muy apreciada por su elevado octanaje y por no contener contaminantes, tales como los compuestos azufrados, nitrogenados y aromáticos (Figura 2).[9]​

Figura 2. Reacción de alquilación entre isobutano y buteno





Actualmente existen procesos comerciales de alquilación con líquidos iónicos a gran escala en Estados Unidos y China, que han demostrado la efectividad de líquidos iónicos con aniones ácidos de Lewis. Con estos procesos puede obtenerse alto rendimiento del alquilado, empleando un catalizador reutilizable de menor toxicidad y volatilidad respecto a los procesos de alquilación típicos que emplean catalizadores muy tóxicos, corrosivos y peligrosos como el HF y H2SO4.[10]​

Actualmente existen procesos comerciales de alquilación con líquidos iónicos a gran escala en Estados Unidos y China, que han demostrado la efectividad de líquidos iónicos con aniones ácidos de Lewis. Con estos procesos puede obtenerse alto rendimiento del alquilado, empleando un catalizador reutilizable de menor toxicidad y volatilidad respecto a los procesos de alquilación típicos que emplean catalizadores muy tóxicos, corrosivos y peligrosos como el HF y H2SO4.[11]​

También se ha demostrado la actividad catalítica de los líquidos iónicos en la polimerización de butenos,[12]​ y en la obtención de alquilbencenos.[13]​

Referencias

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  1. ↑ Kokorin, Alexander (2011). Ionic Liquids Theory, Properties, New Approaches. InTech. ISBN 978-953-307-349-1. OCLC 1235832347. Consultado el 8 de abril de 2022. 
  2. ↑ Martínez-Palou, Rafael; Luque, Rafael (2014). «Applications of ionic liquids in the removal of contaminants from refinery feedstocks: an industrial perspective». Energy Environ. Sci. (en inglés) 7 (8): 2414-2447. ISSN 1754-5692. doi:10.1039/C3EE43837F. Consultado el 8 de abril de 2022. 
  3. ↑ Zolfaghari, Reza; Fakhru’l-Razi, Ahmadun; Abdullah, Luqman C.; Elnashaie, Said S.E.H.; Pendashteh, Alireza (2016-10). «Demulsification techniques of water-in-oil and oil-in-water emulsions in petroleum industry». Separation and Purification Technology (en inglés) 170: 377-407. doi:10.1016/j.seppur.2016.06.026. Consultado el 8 de abril de 2022. 
  4. ↑ Quraishi, M.A.; Chauhan, Dheeraj Singh; Ansari, Farhat A. (2021-05). «Development of environmentally benign corrosion inhibitors for organic acid environments for oil-gas industry». Journal of Molecular Liquids (en inglés) 329: 115514. doi:10.1016/j.molliq.2021.115514. Consultado el 8 de abril de 2022. 
  5. ↑ Martínez-Palou, Rafael; Likhanova, Natalya V.; Olivares-Xometl, Octavio (2014-12). «Supported ionic liquid membranes for separations of gases and liquids: an overview». Petroleum Chemistry (en inglés) 54 (8): 595-607. ISSN 0965-5441. doi:10.1134/S0965544114080106. Consultado el 8 de abril de 2022. 
  6. ↑ Kelland, Malcolm A. (20 de diciembre de 2018). «A Review of Kinetic Hydrate Inhibitors from an Environmental Perspective». Energy & Fuels (en inglés) 32 (12): 12001-12012. ISSN 0887-0624. doi:10.1021/acs.energyfuels.8b03363. Consultado el 8 de abril de 2022. 
  7. ↑ Bera, Achinta; Belhaj, Hadi (2016-12). «Ionic liquids as alternatives of surfactants in enhanced oil recovery—A state-of-the-art review». Journal of Molecular Liquids (en inglés) 224: 177-188. doi:10.1016/j.molliq.2016.09.105. Consultado el 8 de abril de 2022. 
  8. ↑ Tourvieille, J.-N.; Larachi, F.; Duchesne, C.; Chen, J. (2017-01). «NIR hyperspectral investigation of extraction kinetics of ionic-liquid assisted bitumen extraction». Chemical Engineering Journal (en inglés) 308: 1185-1199. doi:10.1016/j.cej.2016.10.010. Consultado el 8 de abril de 2022. 
  9. ↑ Guzmán-Lucero, Diego; Guzmán-Pantoja, Javier; Velázquez, Heriberto Díaz; Likhanova, Natalya V.; Bazaldua-Domínguez, Mercedes; Vega-Paz, Araceli; Martínez-Palou, Rafael (2021-10). «Isobutane/butene alkylation reaction using ionic liquids as catalysts. Toward a sustainable industry». Molecular Catalysis (en inglés) 515: 111892. doi:10.1016/j.mcat.2021.111892. Consultado el 8 de abril de 2022. 
  10. ↑ Díaz Velázquez, Heriberto; Likhanova, Natalya; Aljammal, Noor; Verpoort, Francis; Martínez-Palou, Rafael (17 de diciembre de 2020). «New Insights into the Progress on the Isobutane/Butene Alkylation Reaction and Related Processes for High-Quality Fuel Production. A Critical Review». Energy & Fuels (en inglés) 34 (12): 15525-15556. ISSN 0887-0624. doi:10.1021/acs.energyfuels.0c02962. Consultado el 8 de abril de 2022. 
  11. ↑ Díaz Velázquez, Heriberto; Likhanova, Natalya; Aljammal, Noor; Verpoort, Francis; Martínez-Palou, Rafael (17 de diciembre de 2020). «New Insights into the Progress on the Isobutane/Butene Alkylation Reaction and Related Processes for High-Quality Fuel Production. A Critical Review». Energy & Fuels (en inglés) 34 (12): 15525-15556. ISSN 0887-0624. doi:10.1021/acs.energyfuels.0c02962. Consultado el 8 de abril de 2022. 
  12. ↑ Amarasekara, Ananda S. (25 de mayo de 2016). «Acidic Ionic Liquids». Chemical Reviews (en inglés) 116 (10): 6133-6183. ISSN 0009-2665. doi:10.1021/acs.chemrev.5b00763. Consultado el 8 de abril de 2022. 
  13. ↑ Plechkova, Natalia V.; Seddon, Kenneth R. (2008). «Applications of ionic liquids in the chemical industry». Chem. Soc. Rev. (en inglés) 37 (1): 123-150. ISSN 0306-0012. doi:10.1039/B006677J. Consultado el 8 de abril de 2022. 
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