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Análisis del Estado del Arte de las Tecnologías de

Deshidratado de Aceites Crudos

INSTITUTO MEXICANO DEL PETROLEO 

Estudiante

Ing. Ricardo Antonio Lara Orozco

Director de tesis

Dra. Verónica Uribe Vargas

Septiembre 2012

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Contenido

• Introducción

• Situación Actual en México

• Tecnologías de Deshidratado

• Conclusiones

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 Análisis del Estado del Arte de las Tecnologías de Deshidratado de Aceites Crudos

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 Análisis del Estado del Arte de las Tecnologías de Deshidratado de Aceites Crudos

Introducción

Definición de Emulsión

“Es una mezcla de dos líquidos inmiscibles, uno de ellos disperso

en forma de gotas en el otro, estabilizado por un agente

emulsificante” 

A

B

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 Análisis del Estado del Arte de las Tecnologías de Deshidratado de Aceites Crudos

Introducción

Mecanismos de Ruptura

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 Análisis del Estado del Arte de las Tecnologías de Deshidratado de Aceites Crudos

Situación Actual en México

Campo 1  Campo 2  Campo 3 

Densidad (ºAPI) 

12.8 

17 

21 

Corte de agua de

formación (%) 

Mínimo: 1-5

Máximo: 15-25 

Mínimo: 1-2

Máximo: 5-10 

Mínimo: 1-2

Máximo: 15-25 

Corte de agua

después deldeshidratado (%) 

0.28 

2.73 

1.65 

Fuente: Instituto Mexicano del Petróleo. «F.30786 Documentación de Estrategias para la Deshidratación yDesalado de Crudos y Tratamientos de las Aguas Producidas en el AIKMZ.» Reporte Técnico, 2009.

Datos del deshidratado de crudos pesados en tres campos de la región marina

noreste.

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Situación Actual en México

 Análisis del Estado del Arte de las Tecnologías de Deshidratado de Aceites Crudos

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BajaEficiencia de

Deshidración

Alta Viscosidad•Disminuye la tasa

de floculación

•Disminuye la tasade sedimentación

Baja Diferencia deDensidades

•Disminuye la tasa desedimentaciòn

Alto Contenidode Asfaltenos

•Disminuye la tasade coalescencia.

Crudos Pesados

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 Análisis del Estado del Arte de las Tecnologías de Deshidratado de Aceites Crudos

Tecnologías de Deshidratado de Emulsiones

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Tecnologías de Deshidratado de Emulsiones

 Análisis del Estado del Arte de las Tecnologías de Deshidratado de Aceites Crudos

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Emulsión original Después del congelado Después del descongelado

Fuente: C. Lin, G. He, X. Li, L. Peng, C. Dong, S. Gu y G. Xiao, «Freeze/thaw induced demulsification of

water-in-oil emulsions with loosely packed droplets,» Separation and Purification Technology, vol. 56, nº 2,

pp. 175-183, 2007

Congelado/Descongelado

Beneficios

• Desestabiliza la película

interfacial.

Inconvenientes

• Altos costos energéticos.

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Tecnologías de Deshidratado de Emulsiones

 Análisis del Estado del Arte de las Tecnologías de Deshidratado de Aceites Crudos

13/09/2012 10Fuente: K. W. Warren, «Emulsion Treating,» de Petroleum Engineering Handbook , Richardson, TX, Society

of Petroleum Engineers, 2007, pp. 65-77

Separación gravitacional

Beneficios

• No tiene partes móviles.

• Bajos costos operativos.

Inconvenientes

• Gran tamaño.

• Solo es eficiente para emulsiones poco

estables.

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Tecnologías de Deshidratado de Emulsiones

 Análisis del Estado del Arte de las Tecnologías de Deshidratado de Aceites Crudos

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Fuente: J. Agrell y M. Faucher, «Heavy oil and bitumen dehydration - A comparision between disc-stack

centrifuges and conventional separation technology,» SPE Production & Operations, vol. 22, nº 2, pp. 156-160, 2007

Separación centrifuga

Beneficios

• Aumenta la separación de las gotas

de agua.• Ocupa poco espacio.

Inconvenientes

• Baja capacidad.

• Tendencia a obstruirse.

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Tecnologías de Deshidratado de Emulsiones

 Análisis del Estado del Arte de las Tecnologías de Deshidratado de Aceites Crudos

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Fuente: K. W. Warren, «Emulsion Treating,» de Petroleum Engineering Handbook , Richardson, TX, Society

of Petroleum Engineers, 2007, pp. 65-77

Calentamiento

Beneficios

• Disminuye la viscosidad de la fase continua.

• Aumenta la diferencia de densidades.

• Aumenta el movimiento de las pequeñasgotas de agua.

• Desestabiliza la película interfacial

Inconvenientes

• Puedo igualar las diferencias de densidades.

• Perdida de hidrocarburos ligeros.

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Tecnologías de Deshidratado de Emulsiones

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Fuente: K. W. Warren, «Emulsion Treating,» de Petroleum Engineering Handbook , Richardson, TX, Society

of Petroleum Engineers, 2007, pp. 65-77

Barreras mecánicas

Beneficios

• Promueve la floculación.

• Baja costo energético

Inconvenientes

• Tendencia a obstruirse.

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Tecnologías de Deshidratado de Emulsiones

 Análisis del Estado del Arte de las Tecnologías de Deshidratado de Aceites Crudos

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Químico

Beneficios

•

Desestabiliza la películainterfacial.

Inconvenientes

• Sensible a los cambios de la

corriente de crudo.

Fuente: K. W. Warren, «Emulsion Treating,» de Petroleum Engineering Handbook , Richardson, TX, Society

of Petroleum Engineers, 2007, pp. 65-77

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Tecnologías de deshidratación de emulsiones

 Análisis del Estado del Arte de las Tecnologías de Deshidratado de Aceites Crudos

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FuenteJ. S. Eow, M. Ghadiri, A. O. Sharif y T. J. Williams, «Electrostatic enhancement of coalescence of

water droplets in oil: a review of the current understanding,» Chemical Engineering Journal, vol. 84, nº 3,pp. 173-192, 2001

Electroestática

Beneficios

• Polariza las agotas aumentando la

floculación.• Desestabiliza la película interfacial.

Inconvenientes

• Limitado a bajos cortes de agua.

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Tecnologías de Deshidratado de Emulsiones

Ultrasonido

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Beneficios

•

Efecto de desplazamiento• Calentamiento.

Inconvenientes

• Puede crear emulsión mas

estable.

Fuente: Yu, Jian-Ye, Ping Yuan, y Chun-Guang Gu. «A laboratory study on dehydration of crude oil byultrasonic radiation demulsification.» Oilfield Chemistry 19 (2002): 141-143

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 Análisis del Estado del Arte de las Tecnologías de Deshidratado de Aceites Crudos

Conclusiones

• Los tratamientos químicos y térmicos son indispensables en

cualquier sistema de deshidratado.

•

La separación centrifuga y el tratamiento electrostáticofueron utilizadas para deshidratar eficientemente crudos

pesados.

•

Es necesario conocer las propiedades físicas y de transportede los crudos pesados mexicanos, así como un mayor

entendimiento de los mecanismos de ruptura de emulsiones,

para poder optimizar el proceso de deshidratación.

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Bibliografía

 Análisis del Estado del Arte de las Tecnologías de Deshidratado de Aceites Crudos

13/09/2012 19

S. Kokal, «Crude oil emulsions: A state-of-the-art review,» de SPE Anunal

Technical Conference and Exhibition, San Antonio, Texas, 2002.

L. L. Schramm, Emulsions, foams, and suspensions: fundamentals and

applications, Wiley-VCH, 2005.

F. Leal-Calderon, V. Schmitt y J. Bibette, Emulsion science: basic principles,

Springer, 2007.

B. P. Binks, Modern aspects of emulsion science, Cambridge, UK: Royal Society

of Chemistry, 1998.

C. Lin, G. He, X. Li, L. Peng, C. Dong, S. Gu y G. Xiao, «Freeze/thaw induceddemulsification of water-in-oil emulsions with loosely packed droplets,»

Separation and Purification Technology, vol. 56, nº 2, pp. 175-183, 2007.

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Bibliografía

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13/09/2012 20

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Richardson, TX, Society of Petroleum Engineers, 2007, pp. 65-77.

J. Agrell y M. Faucher, «Heavy oil and bitumen dehydration - A comparision

between disc-stack centrifuges and conventional separation technology,» SPE

Production & Operations, vol. 22, nº 2, pp. 156-160, 2007.

Yu, Jian-Ye, Ping Yuan, y Chun-Guang Gu. «A laboratory study on dehydration of

crude oil by ultrasonic radiation demulsification.» Oilfield Chemistry 19 (2002):

141-143.

Instituto Mexicano del Petróleo. «F.30786 Documentación de Estrategias parala Deshidratación y Desalado de Crudos y Tratamientos de las Aguas Producidas

en el AIKMZ.» Reporte Técnico, 2009.