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DESHIDR T CIN Y DES L DO

DE CRUDOS

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Puntos a tratar: Emulsin.

Emulsionantes agua en crudo.

Agentes emulsionantes.

Estabilidad de la emulsin.

Introduccin al proceso de Deshidratacin y Desalado de Crudos. Deshidratacin de Crudos

Mtodos de Deshidratacin de Crudos. Tratamiento Qumico.

Tratamiento Elctrico.

Tratamiento Mecnico.

Tratamiento Trmico.

Desalado de Crudos. Proceso de Desalado de Crudos.

Importancia del Proceso.


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EMULSIN

Requisitos esenciales: Dos lquidos inmiscibles .

Agitacin suficiente para dispersar uno en el otro.

Agente emulsificante.

Proceso deExtraccin

Mezcla bifsica depetrleo y agua enel medio poroso

Dispersin deAgua en Petrleo

estabilizada

por especies deactividad interfacial

MACROEMULSIN W/OOPERADORES DE PRODUCCION - CUTRAL CO -

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EMULSIONES AGUA EN CRUDO

En la industria petrolera:

Emulsiones agua en aceite (W/O) Emulsiones directas

Emulsiones aceite en agua (O/W) Emulsiones inversas

Otras: o/W/O o w/O/W Emulsiones mltiples o complejas

Luego, Emulsiones Directas (A&S o A&SB)

Otra terminologa: Emulsiones duras Estable y difcil de romper

Emulsiones suaves Inestable y fcil de romper


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Cantidad de agua remanente emulsionada:

Vara entre 1 y 60% en volumen:Crudos medianos y livianos (> 20 API) 5 y 20% volumen de agua

Crudos pesados y extrapesados (

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AGENTES EMULSIONANTES

SURFACTANTES.

El comportamiento del surfactante en la interfase agua/aceitees el factor dominante en la estabilizacin de emulsiones.

Los agentes emulsionantes pueden ser clasificados como:

Compuestos surfactantes naturales Slidos finamente divididos

Qumicos de produccin aadidos

ParteHidrofbica

ParteHidroflica


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SURFACTANTES NATURALES

Macromolculas con actividad interfacial que tienen un alto contenido dearomticos y por lo tanto son relativamente planas con al menos un grupopolar y colas lipoflicas, con actividad interfacial.

Se forman de las fracciones cidas de

asfaltenos, resinas, cidos naftnicos

y materiales porfirnicos.

La emulsin debe tratarse lo ms pronto posible con diferentes agentestales como: qumica deshidratante, calor, sedimentacin por

centrifugacin o electrocoalescencia.OPERADORES DE PRODUCCION - CUTRAL CO -NEUQUEN 2010 JOSE EDUARDO MUOZSEGUEL

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ESTABILIDAD DE LA EMULSIN

Propiedades:

Tensin Interfacial

Viscosidad de la fase externa

Tamao de la gota

Relacin de Volumen de fases Temperatura

pH

Envejecimiento de la interfase

Salinidad de la Salmuera

Tipo de aceite Diferencia de densidad

Presencia de Cationes

Propiedades reolgicas interfaciales


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FUNCIN DE LOS PROCESOS

Deshidratacin

Desalado Evitar daos en equipos y

catalizadores

Evitar transportar agua sinvalor


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DESHIDRATACIN DE CRUDOS

El petrleo extrado de los pozos contiene normalmente cierta cantidad deagua emulsionada que origina un incremento en los costos de transporte y

refinacin. De all la necesidad de separar la emulsin en cada una de lasfases que la componen.

La Deshidratacin es el proceso mediante el cual se separa el agua asociadacon el crudo, ya sea en forma emulsionada o libre, hasta lograr reducir el

contenido de la misma a un porcentaje previamente especificado.


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MTODOS DE DESHIDRATACIN

Tratamiento QumicoQumica Deshidratante paraprevenir la formacin de la

emulsin

Calentadores y hornos parareducir la viscosidad del aceite

Equipos de separacin dinmicapara acelerar el proceso deseparacin gravitacional

Deshidratadores electrostticos para

orientar las cargas elctricas y hacer quelas gotas de agua coalescan

Tratamiento Trmico

Tratamiento Mecnico

Tratamiento ElctricoOPERADORES DE PRODUCCION - CUTRAL CO -NEUQUEN 2010 JOSE EDUARDO MUOZSEGUEL

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TRATAMIENTO QUMICO

Agentes deshidratantes

o desemulsionantes

Formulacin ptima

Tensin interfacial mnima o ultrabaja.

Cmo obtenerla?Se debe aadir un surfactante hidroflico de peso molecular promedio o bajo.

Formulacin ptimadel sistema(SAD = 0)

Equilibrio lipoflico/hidroflico

Lipoflico Hidroflico


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TRATAMIENTO QUMICO

Desemulsificantes comerciales.Son mezclas de varios componentes que tienen estructuras qumicas

diferentes y materiales polimricos, as como una amplia distribucin de pesomolecular.

Deben tener tres efectos fundamentales:

Inhibicin de la formacin de unapelcula rgida.

El debilitamiento de la pelculavolvindola compresible.

El cambio en la formulacin delsistema para alcanzar la condicinde SAD = 0.


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TRATAMIENTO ELCTRICO

Los altos potenciales D.C. retienen a lasgotas de agua hasta sean suficientementegrandes como para sedimentar.

Colisin de gotas de agua.

Voltajes D.C.


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TRATAMIENTO ELCTRICO

Otro ejemplo,

Perfil corriente-voltaje obtenido en la deshidratacin electrosttica de una emulsinagua en crudo aplicando un campo elctrico D.C. de 1.000 Voltios/cm y unadosificacin de 100 ppm de qumica deshidratante.

Esquema del proceso de electrocoalescenciaOPERADORES DE PRODUCCION - CUTRAL CO -NEUQUEN 2010 JOSE EDUARDO MUOZSEGUEL

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VENTAJAS DEL TRATAMIENTO ELECTROESTTICO

La emulsin puede ser rota a temperaturas muy por debajo que la querequieren los tratadores-calentadores.

Debido a que sus recipientes son mucho ms pequeos que loscalentadores, eliminadores de agua libre y gun-barrels, son ideales paraplataformas petroleras marinas.

Pueden remover mayor cantidad de agua que otros tratadores.

Las bajas temperaturas de tratamiento provocan menores problemas decorrosin e incrustacin.


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EQUIPOS PARA TRATAMIENTOELCTRICO

Calentadores Electrostticos.

La aplicacin del campo elctrico sobre la emulsin induce a la formacinde dipolos elctricos en las gotas de agua, lo que origina una atraccin entreellas, incrementando su contacto y su posterior coalescencia.

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VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOSDESHIDRATADORES ELCTRICOS

VENTAJAS

Menos afectados en su operacin por lascaractersticas del crudo, agua y agentesemulsionantes.

Tiempo de residencia asociadorelativamente corto.

Son de menor dimensin.

Mejor calidad del agua separada.

Mayor flexibilidad en cuanto a lasfluctuaciones o variaciones en losvolmenes de produccin.

DESVENTAJAS Requerimiento de supervisin constante en su

operacin.

Instalacin de sistemas de control mssofisticados.

Instalacin de sistemas de carga para un mayorcontrol de flujo al equipo.

Los dispositivos del equipo podran serafectados por los cambios en las propiedadesconductoras de los fluidos de alimentacin.

El nivel de agua libre es controlado por dosmedidores de nivel en paralelo y con diferentesprincipios de operacin.



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TRATAMIENTO MECNICO

SEPARADORES GAS-LQUIDO.Sirven para separar el gas asociado al crudo que proviene desde los pozos

de produccin.

Se identifican cuatro secciones de

separacin:

Separacin Primaria.

Separacin Secundaria.

Extraccin de neblina.

Acumulacin de lquido.

Promover la separacin gas-lquido mediante la reduccin develocidad y diferencia de densidadOBJETIVO



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TRATAMIENTO MECNICO

SEPARADORES GRAVITACIONALES.

El agua es removida por la fuerza de gravedad y esta remocin provocaahorros en el uso de combustible de los calentadores.

El asentamiento gravitacional se lleva

a cabo en grandes recipientes llamados: Tanques,

Sedimentadores,

Tanques de lavado, Gun barrels

Eliminadores de agua libre

(EAL FreeWater KnockoutFWK).



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TRATAMIENTO TRMICO

Los tratadores-calentadores pueden ser de tipo directo e indirecto.

Calentadores de tipo directo.

El diseo normal de un calentador tipovertical cumple las siguientesfunciones:

1) Desgasificado de la emulsin de entrada;

2) Remocin de arenas, sedimentos y agua

libre previo al calentamiento;3) Lavado con agua y calentamiento de la

emulsin;

4) Coalescencia y asentamiento de las gotasde agua.

Calentador de crudo a fuego directoOPERADORES DE PRODUCCION - CUTRAL CO -


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TRATAMIENTO TRMICO

Calentadores de tipo indirecto.

El proceso de transferencia de calor se efecta mediante un bao de agua

caliente, en el cual se encuentra sumergida la tubera que transporta laemulsin.

Este tipo de calentadores disminuye el riesgo de explosin y son utilizados en

instalaciones donde es posible recuperar calor, tales como el gas caliente desalida de las turbinas.



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VENTAJAS Y DESVENTAJAS

DEL CALENTAMIENTOVENTAJAS

1. Reduce la viscosidad de la fase continua:un incremento en la temperatura de 10 Fbaja la viscosidad de la emulsin por un

factor de 2.2. Incrementa el movimiento browniano y la

colisin de las gotas de agua para sucoalescencia.

3. Incrementa la diferencia de densidadentre la salmuera y el crudo.

4. Promueve una mejor distribucin del

desemulsionante.5. Disuelve las parafinas cristalizadas que le

dan estabilidad a las emulsiones.

6. Debilita la pelcula de emulsionante querodea a las gotas de agua.

DESVENTAJAS

1. Provoca la migracin de los compuestosms voltiles del crudo hacia la fase gas.Esta prdida de livianos ocasiona una

disminucin de volumen del crudocalentado y una disminucin en sugravedad API.

2. Incrementa los costos de combustible.

3. Incrementa los riesgos en lasinstalaciones.

4. Requieren mayor instrumentacin ycontrol.

5. Causa depsitos de coke.



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ESTACIN DE FLUJO PARADESHIDRATAR CRUDO



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DESALADO DE CRUDOS

El desalado de crudos consiste en la remocin deimpurezas tales como sales, cristales de sal y xidos ensuspensin normalmente presentes en el crudo al

momento de su llegada a la refinera.

Etapas del proceso

Decantacinen tanques

Desalado Dosificacin dehidrxido de sodio



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IMPUREZAS

SALES

CRISTALES DESAL

XIDOS ENSUSPENSIN

NaCl

CaCl2

MgCl2



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DESALADOR



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PROCESO DE DESALADO

PrecalentamientoDisminuye la

viscosidad

Agua de lavado

Crudo

Agua residual

CrudoDesalado

Agua residual +

Impurezas

MezcladorEsttico

CampoElctrico

Soda Custica



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CONTROL DE CORROSIN

NaCl

CaCl2

MgCl2

+ HCl

+ H2O

2HCl

R-NH2

300CHidrxidode Sodio

NaOH

Aminas

HCl

+ H2O

R-NH3+CL-



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IMPORTANCIA DEL PROCESO

PRECIO

EQUIPOS

PROCESO

Se fija dependiendo del volumen de impurezaspresentes en el crudo

Hidrlisis cidos Corrosin

Transferencia de calor ineficiente

Menor capacidadde fraccionamiento

y transporte

Necesidad de limpieza ymantenimiento

frecuentesOPERADORES DE PRODUCCION - CUTRAL CO -

NEUQUEN 2010 JOSE EDUARDO MUOZ 3010/10/2010

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