PRODUCCION IIPRODUCCION II

TRATAMIENTO DE CRUDOSTRATAMIENTO DE CRUDOS

Deshidratación y DesalaciónDeshidratación y Desalación

Ing. Mario SánchezIng. Mario Sánchez

PRODUCCION IIPRODUCCION II UNIDAD 7: Tratamiento de fluidosUNIDAD 7: Tratamiento de fluidos

Tratamiento de fluidos. Emulsiones. Formación y ruptura de Tratamiento de fluidos. Emulsiones. Formación y ruptura de emulsiones. Condiciones del crudo terminado. Tanque emulsiones. Condiciones del crudo terminado. Tanque cortador. Deshidratación. Decantación y Ley de Stokes. Otros cortador. Deshidratación. Decantación y Ley de Stokes. Otros métodos. Aplicación de estos en campo. Tratadores térmicos y métodos. Aplicación de estos en campo. Tratadores térmicos y eléctricos.eléctricos.

UNIDAD 8: Tratamiento químico de deshidrataciónUNIDAD 8: Tratamiento químico de deshidrataciónTratamiento químico de deshidratación. Análisis del crudo . Tratamiento químico de deshidratación. Análisis del crudo . Selección del producto en laboratorio y su aplicación en Selección del producto en laboratorio y su aplicación en campo. Optimización. Combinación de métodoscampo. Optimización. Combinación de métodos. .

UNIDAD 9: Desalación de crudosUNIDAD 9: Desalación de crudosDesalación de crudos. Tanque lavador. Teoría del lavado. Desalación de crudos. Tanque lavador. Teoría del lavado. Fórmulas de dilución. Aplicación práctica. Métodos de lavado. Fórmulas de dilución. Aplicación práctica. Métodos de lavado. Optimización. Tratamiento de crudos fuera de Optimización. Tratamiento de crudos fuera de especificaciones. Circuitos deshidratadores y desaladores. especificaciones. Circuitos deshidratadores y desaladores. Optimización Optimización

EMULSIONEMULSION DEFINICIONDEFINICION“ “ Es una sistema heterogéneo formado por Es una sistema heterogéneo formado por

dos líquidos inmiscibles, uno de los cuales dos líquidos inmiscibles, uno de los cuales se encuentra disperso en otro en forma de se encuentra disperso en otro en forma de pequeñas gotas, cuyos diámetros pequeñas gotas, cuyos diámetros exceden de 0,1exceden de 0,1μμm., estabilizadas por m., estabilizadas por cargas eléctricas y agentes emulsificantes cargas eléctricas y agentes emulsificantes como productos tensoactivos, sólidos como productos tensoactivos, sólidos finamente divididos; etc.”finamente divididos; etc.”

EMULSIONES EN LA INDUSTRIA EMULSIONES EN LA INDUSTRIA PETROLERA PETROLERA

El agua salada se encuentra asociada al petróleo en la fm. El agua salada se encuentra asociada al petróleo en la fm. geológica de donde es extraído. El agua producida varía en la geológica de donde es extraído. El agua producida varía en la cantidad de sales que contienen en solución, algunas tienen cantidad de sales que contienen en solución, algunas tienen densidades mayores de 1,20 gr./cmdensidades mayores de 1,20 gr./cm33 y los iones que usualmente y los iones que usualmente poseen en su composición son :poseen en su composición son :

NaNa++, Ca, Ca++++, Mg , Mg ++++, Cl, Cl--, HCO, HCO33--, SO, SO44

——

La coproducción de agua y petróleo por algún proceso de recuperación puede La coproducción de agua y petróleo por algún proceso de recuperación puede formar mezclas o emulsiones las cuales son difíciles de separar.formar mezclas o emulsiones las cuales son difíciles de separar.

Se necesitan dos requerimientos principales para que las mezclas de crudo-Se necesitan dos requerimientos principales para que las mezclas de crudo-agua puedan formarse con algún tipo de estabilidad:agua puedan formarse con algún tipo de estabilidad:

1)1) Energía para el mezclado.Energía para el mezclado.2)2) Agentes emulsificantes o surfactantes para prevenir la coalescencia de Agentes emulsificantes o surfactantes para prevenir la coalescencia de

las gotas dispersadas. las gotas dispersadas. El petróleo tiene agentes emulsionantes naturales como: Asfáltenos, Resinas, El petróleo tiene agentes emulsionantes naturales como: Asfáltenos, Resinas,

Parafinas, compuestos nafténicos, porfirinas y sólidos finamente Parafinas, compuestos nafténicos, porfirinas y sólidos finamente dispersados como arcillas, sedimientos, incrustaciones, productos de dispersados como arcillas, sedimientos, incrustaciones, productos de corrosión, etc.corrosión, etc.

CLASIFICACION DE LAS CLASIFICACION DE LAS EMULSIONESEMULSIONESSe clasifican en base a :Se clasifican en base a :

1- La naturaleza de la fase externa.1- La naturaleza de la fase externa.2- Según el tamaño de las partículas dispersadas.2- Según el tamaño de las partículas dispersadas.1.SEGÚN LA NATURALEZA DE LA FASE EXTERNA1.SEGÚN LA NATURALEZA DE LA FASE EXTERNA EMULSIONES DE AGUA EN PETRÓLEO (W-O)EMULSIONES DE AGUA EN PETRÓLEO (W-O)

Fase dispersa : Agua – Fase continua : OilFase dispersa : Agua – Fase continua : Oil Comprenden el 99% de las emulsiones presentes en el campo.Comprenden el 99% de las emulsiones presentes en el campo. El porcentaje de agua esta entre el 0 y el 80% y usualmente se encuentra entre 10 y 35%.El porcentaje de agua esta entre el 0 y el 80% y usualmente se encuentra entre 10 y 35%. Propiedades: conducen pobremente la electricidad , pueden se diluidas con solventes, contienen más crudo, resisten el Propiedades: conducen pobremente la electricidad , pueden se diluidas con solventes, contienen más crudo, resisten el

secado o pérdida de agua, difíciles de deshidratar, menos corrosivas.secado o pérdida de agua, difíciles de deshidratar, menos corrosivas. EMULSIONES DE PETRÓLEO EN AGUA (O-W)EMULSIONES DE PETRÓLEO EN AGUA (O-W) Fase dispersa: Oil - Fase continua : HFase dispersa: Oil - Fase continua : H22OO El 1% de las emulsiones de la industria petrolera.El 1% de las emulsiones de la industria petrolera. Propiedades: Conducen la electricidad; son diluidas con agua, contienen más agua, secan rápidamente, pueden ser Propiedades: Conducen la electricidad; son diluidas con agua, contienen más agua, secan rápidamente, pueden ser

deshidratas, son más corrosivas.deshidratas, son más corrosivas. EMULSIONES MÚLTIPLES (O – W-O)EMULSIONES MÚLTIPLES (O – W-O) Son muy complejas.Son muy complejas. Se encuentran en áreas de petróleo de alta viscosidad y gravedad específica o el agua es relativamente blanda.Se encuentran en áreas de petróleo de alta viscosidad y gravedad específica o el agua es relativamente blanda.

2.SEGÚN EL TAMAÑO DE LAS PARTICULAS DISPERSAS2.SEGÚN EL TAMAÑO DE LAS PARTICULAS DISPERSAS

MACROEMULSIONESMACROEMULSIONES 0,2 0,2 μμ< Tamaño de la partícula < 50< Tamaño de la partícula < 50μμ

MICROEMULSIONESMICROEMULSIONES0,010,01μμ< Tamaño de la partícula < 0,2 < Tamaño de la partícula < 0,2 μμ

TIPOS DE EMULSIONESTIPOS DE EMULSIONESNormal ( agua en petróleo )Normal ( agua en petróleo )

TIPOS DE EMULSIONESTIPOS DE EMULSIONESInversa( Petróleo en agua )Inversa( Petróleo en agua )

TIPOS DE EMULSIONESTIPOS DE EMULSIONESComplejasComplejas

TIPOS DE EMULSIONESTIPOS DE EMULSIONESComplejasComplejas

PROPIEDADES DE LAS PROPIEDADES DE LAS EMULSIONESEMULSIONES

Tamaño de la gota.Tamaño de la gota. Conductividad eléctrica.Conductividad eléctrica. InversiónInversión Viscosidad.Viscosidad. Estabilidad.Estabilidad. Tensión interfacial.Tensión interfacial. Tensión superficial.Tensión superficial.

AGENTES EMULSIONANTESAGENTES EMULSIONANTESSe dividen en tres clases principales:Se dividen en tres clases principales:

Productos Tensoactivos o Productos Tensoactivos o Surfactantes.Surfactantes.

Materiales que se presentan en la Materiales que se presentan en la naturaleza.naturaleza.

Sólidos finamente divididos.Sólidos finamente divididos.

SURFACTANTESSURFACTANTES DEFINICIÓNDEFINICIÓN: Agentes tensoactivos con capacidad para : Agentes tensoactivos con capacidad para

absorberse sobre la interfase del sistema muy bajas absorberse sobre la interfase del sistema muy bajas concentraciones, en forma de una capa monomolecular concentraciones, en forma de una capa monomolecular orientada o monocapa modificando así las tensiones orientada o monocapa modificando así las tensiones superficiales e interfaciales.superficiales e interfaciales.

Tiene estructura Polar (Hidrofílica) – Apolar Tiene estructura Polar (Hidrofílica) – Apolar ( Hidrofóbica)( Hidrofóbica)

CLASIFICACIÓN:CLASIFICACIÓN: Según el tipo Hidrofílico se clasifican Según el tipo Hidrofílico se clasifican en:en:

Tensoactivos iónicos:Tensoactivos iónicos: pueden ser Aniónicos o Catiónicos. pueden ser Aniónicos o Catiónicos. Tensoactivos no iónicos:Tensoactivos no iónicos: Surfactantes covalentes que no Surfactantes covalentes que no

se ionizan en agua.se ionizan en agua. Anfotéricos:Anfotéricos: el grupo hidrófilo puede cargarse + , - o el grupo hidrófilo puede cargarse + , - o

estar descargado.estar descargado.

MATERIALES QUE SE PRESENTAN MATERIALES QUE SE PRESENTAN EN LA NATURALEZAEN LA NATURALEZA

Este tipo de compuesto es obtenido casi sin alteración de las fuentes Este tipo de compuesto es obtenido casi sin alteración de las fuentes naturales.naturales.

Se denominan agentes emulsionantes auxiliares.Se denominan agentes emulsionantes auxiliares. Aumentan la viscosidad de formación de nata, son costosos, sujetos a Aumentan la viscosidad de formación de nata, son costosos, sujetos a

hidrólisis y sensibles a variación de PH.hidrólisis y sensibles a variación de PH. Lecitina, lanolina, goma arábiga, goma de guar, derivados de algas, Lecitina, lanolina, goma arábiga, goma de guar, derivados de algas,

derivados de celulosa, etc.derivados de celulosa, etc.

SÓLIDOS FINAMENTE DIVIDIDOSSÓLIDOS FINAMENTE DIVIDIDOS Son estabilizantes efectivos de emulsiones en varias aplicaciones.Son estabilizantes efectivos de emulsiones en varias aplicaciones. Sales básicas de los metales, negro humo, sílice en polvo y diferentes Sales básicas de los metales, negro humo, sílice en polvo y diferentes

arcillas ( bentonita).arcillas ( bentonita). Los barros utilizados en las tareas de explotación de pozos suministran Los barros utilizados en las tareas de explotación de pozos suministran

cantidades de estos sólidos a los pozos petrolíferos.cantidades de estos sólidos a los pozos petrolíferos.

DESHIDRATACIÓN DEL DESHIDRATACIÓN DEL PETROLEOPETROLEO

DEFINICIÓNDEFINICIÓNProceso mediante el cual se separa el agua emulsionada presente en el Proceso mediante el cual se separa el agua emulsionada presente en el

petróleo, convirtiéndolo a éste en un producto comercial, es decir, con petróleo, convirtiéndolo a éste en un producto comercial, es decir, con niveles de agua inferiores al 1%.niveles de agua inferiores al 1%.

EMULSION EMULSION → → PETROLEO LIMPIO→ → PETROLEO LIMPIO (CRUDO +AGUA) (AGUA) (1% DE AGUA)(CRUDO +AGUA) (AGUA) (1% DE AGUA)

VENTAJASVENTAJAS El agua causa corrosión de deposición de coque en la refinería, así como El agua causa corrosión de deposición de coque en la refinería, así como

aumentos anormales de la temperatura de operación al ser evaporada.aumentos anormales de la temperatura de operación al ser evaporada. Aumento en el costo de transporte de petróleo y corrosión de tanques y Aumento en el costo de transporte de petróleo y corrosión de tanques y

oleoductos.oleoductos. Mayor gasto del equipo debido a la mayor viscosidad de los crudos Mayor gasto del equipo debido a la mayor viscosidad de los crudos

emulsionados y a los mayores volúmenes manejados , tanto en oleoductos emulsionados y a los mayores volúmenes manejados , tanto en oleoductos como en tanques.como en tanques.

SEPARADOR

TEORÍA BÁSICA DE LA TEORÍA BÁSICA DE LA SEPARACIÓN DE EMULSIONESSEPARACIÓN DE EMULSIONES

La separación de las emulsiones W-O ó O-W se debe a La separación de las emulsiones W-O ó O-W se debe a fenómenos de :fenómenos de :

Coalescencia de las gotas en la interfase.Coalescencia de las gotas en la interfase. Sedimentación de las mismas desde la fase contínua.Sedimentación de las mismas desde la fase contínua.

COALESCENCIACOALESCENCIAEste proceso se lleva a cabo en cinco etapas:Este proceso se lleva a cabo en cinco etapas:1.1. Aproximación de las gotitas en la interfase y contacto con deformación Aproximación de las gotitas en la interfase y contacto con deformación

de las gotitas en las misma.de las gotitas en las misma.2.2. Oscilación de las gotitas en la interfase.Oscilación de las gotitas en la interfase.3.3. Formación de una película de la fase contínua entre la gota y la Formación de una película de la fase contínua entre la gota y la

interfase.interfase.4.4. Ruptura y desaparición de la película seguida por la coalescencia real de Ruptura y desaparición de la película seguida por la coalescencia real de

las gotas.las gotas.5.5. Transporte parcial o completo del contenido de la gota a la fase Transporte parcial o completo del contenido de la gota a la fase

discontinua.discontinua.

El tiempo necesario para que esto suceda es el tiempo de coalescencia. El tiempo necesario para que esto suceda es el tiempo de coalescencia. Tiempo necesario para destruir y remover la película interfacial Tiempo necesario para destruir y remover la película interfacial alrededor de las gotas.alrededor de las gotas.

Este tiempo se ve afectado por la viscosidad de la fase continúa, la Este tiempo se ve afectado por la viscosidad de la fase continúa, la tensión tensión

superficial de las gotas y la temperatura.superficial de las gotas y la temperatura.

↑ ↑ μμ Fase Contínua → ↑ Tiempo de coalescencia. Fase Contínua → ↑ Tiempo de coalescencia.

↑ ↑ Tensión Superficial → ↓ Tiempo de coalescencia.Tensión Superficial → ↓ Tiempo de coalescencia.

↑ ↑ Temperatura → ↓ Tensión Interfacial → ↓Temperatura → ↓ Tensión Interfacial → ↓μμ → ↓ Tiempo de → ↓ Tiempo de coalescencia.coalescencia.

SEDIMENTACIONSEDIMENTACIONLa sedimentación de las gotas desde la fase La sedimentación de las gotas desde la fase

contínua obedece a las leyes de Newton y de contínua obedece a las leyes de Newton y de Stokes.Stokes.

LEY DE NEWTON LEY DE NEWTON :está basada en la suposición de que las partículas :está basada en la suposición de que las partículas son completamente esféricas y de diámetros uniformes, no siendo son completamente esféricas y de diámetros uniformes, no siendo el caso de las gotas de agua en emulsiones W-O.el caso de las gotas de agua en emulsiones W-O.

LEY DE STOKESLEY DE STOKES: sobre una partícula que se mueve en el seno de un : sobre una partícula que se mueve en el seno de un fluido actúan tres fuerzas:fluido actúan tres fuerzas:

Fuerza Externa (gravedad ó centrífuga) FFuerza Externa (gravedad ó centrífuga) FEE Fuerza de Flotación opuesta a la Fuerza Externa ( Arquímedes) FFuerza de Flotación opuesta a la Fuerza Externa ( Arquímedes) FBB Fuerza de Arrastre opuesta al movimiento (Movimiento entre la Fuerza de Arrastre opuesta al movimiento (Movimiento entre la

partícula y fluido) Fpartícula y fluido) FDD

FUERZAS EN JUEGOFUERZAS EN JUEGOLey de Newton:Ley de Newton:

F = m* aF = m* a

Ley de StokeLey de StokeVs = Cte* Vs = Cte* ( da-( da-

do)*dp2do)*dp2 visc. fcvisc. fc

La La μμ es el parámetro que mayor influencia ejerce sobre la sedimentación es el parámetro que mayor influencia ejerce sobre la sedimentación debido a su marcada sensibilidad con la Tºdebido a su marcada sensibilidad con la TºEs condición necesaria para que ocurra el proceso de deshidratación que se Es condición necesaria para que ocurra el proceso de deshidratación que se cumplacumpla

Caudal de la fase continua Vel. De separación Caudal de la fase continua Vel. De separación de la gota dispersade la gota dispersa

Área de la interfase suponiéndola Área de la interfase suponiéndola planaplana

FFDD Aumenta con la velocidad y F Aumenta con la velocidad y FEE= cte.= cte.→→ā partícula tiende a cero y la V = cte.ā partícula tiende a cero y la V = cte. dicha V es la velocidad de sedimentación o de Asentamiento.dicha V es la velocidad de sedimentación o de Asentamiento.

FFDD = f (CD) CD: coeficiente de arrastre. = f (CD) CD: coeficiente de arrastre.

NNRR: número de Reynolds N: número de Reynolds NRR=f (tipo de =f (tipo de flujo)flujo)

nR

D NbC

tc v

AQ

TRATAMIENTO DE LAS TRATAMIENTO DE LAS EMULSIONESEMULSIONES

Son los procesos para romper emulsiones y separa el petróleo limpio Son los procesos para romper emulsiones y separa el petróleo limpio del agua, la arena, los sólidos y otros sedimentos producidos con estedel agua, la arena, los sólidos y otros sedimentos producidos con este

FUNCIONES QUE DEBEN DESEMPEÑAR LOS FUNCIONES QUE DEBEN DESEMPEÑAR LOS PROCESOS DE SEPARACIONPROCESOS DE SEPARACION

Desestabilización y rompimiento de las emulsiones de Desestabilización y rompimiento de las emulsiones de petróleo tan pronto como sea posible después de que petróleo tan pronto como sea posible después de que ha sido formada y producidaha sido formada y producida

Separación del gas presente en la emulsión producidaSeparación del gas presente en la emulsión producida Promoción de la coalescencia de las gotas de agua Promoción de la coalescencia de las gotas de agua

para formar gotas mas grandes, las cuales para formar gotas mas grandes, las cuales precipitaran mas rápidamenteprecipitaran mas rápidamente

Disminución de la viscosidad de la fase petróleo para Disminución de la viscosidad de la fase petróleo para acelerar la separación del agua desde la fase petróleoacelerar la separación del agua desde la fase petróleo

Permitir suficiente tiempo para que ocurra una Permitir suficiente tiempo para que ocurra una completa separación del aguacompleta separación del agua

METODOS DE METODOS DE TRATAMIENTOTRATAMIENTO

La deshidratación de petróleo-crudo puede La deshidratación de petróleo-crudo puede llevarse a cabo mediante distintos métodos:llevarse a cabo mediante distintos métodos:

Sedimentación: Natural. Responde a las Sedimentación: Natural. Responde a las leyes de Newton y de Stokeleyes de Newton y de Stoke

M. Térmico M. Térmico M. EléctricoM. Eléctrico M. QuímicoM. Químico Centrifugación Centrifugación FiltraciónFiltración

SEDIMENTACIONSEDIMENTACION Consiste en la utilización de la fuerza de Consiste en la utilización de la fuerza de

gravedad para hacer su papel de gravedad para hacer su papel de sedimentación de las gotas.sedimentación de las gotas.

Esta en función del tiempo y es Esta en función del tiempo y es dependiente del grado de estabilidad de la dependiente del grado de estabilidad de la emulsión.emulsión.

Se utiliza principalmente para separar el Se utiliza principalmente para separar el agua libre producida en el oil.agua libre producida en el oil.

SEDIMENTACION Y SEDIMENTACION Y DESHIDRATACIÓN ESTÁTICADESHIDRATACIÓN ESTÁTICA

Comprende el método de tratamiento gravitacional o de asentamiento, Comprende el método de tratamiento gravitacional o de asentamiento, acompañado en muchos casos de tratamiento químico y calentamiento.acompañado en muchos casos de tratamiento químico y calentamiento.

Es conocido como el método de Llenado – Sedimentación – Drenaje y Es conocido como el método de Llenado – Sedimentación – Drenaje y Bombeo.Bombeo.

El petróleo después de que se ha llenado el tanque es dejado estático El petróleo después de que se ha llenado el tanque es dejado estático para que sedimente el agua contenida en él.para que sedimente el agua contenida en él.

SEDIMENTACION Y SEDIMENTACION Y DESHIDRATACION ESTATICADESHIDRATACION ESTATICA

Es el método más simple y el menos estudiado.Es el método más simple y el menos estudiado. Involucra el uso de deflectores arreglados e instalados dentro Involucra el uso de deflectores arreglados e instalados dentro

de los tanques de tratamiento tal que permitan la de los tanques de tratamiento tal que permitan la desgasificación del fluido entrante, control de la dirección del desgasificación del fluido entrante, control de la dirección del flujo de fluido, control y límite de las corrientes térmicas y flujo de fluido, control y límite de las corrientes térmicas y mejor promoción de la coalescencia de las gotas de la mejor promoción de la coalescencia de las gotas de la emulsión.emulsión.

METODO TERMICOMETODO TERMICOEl proceso involucra la aplicación de calor para romper las emulsiones W-O por El proceso involucra la aplicación de calor para romper las emulsiones W-O por

efecto de una reducción de la tensión superficial de la partícula interfacial efecto de una reducción de la tensión superficial de la partícula interfacial debido a que:debido a que:

Aumenta la solubilidad del petróleo en el agente emulsionante y aumenta Aumenta la solubilidad del petróleo en el agente emulsionante y aumenta la dispersión del agente en la fase petróleo.la dispersión del agente en la fase petróleo.

Reduce la viscosidad del oil lo que promueve la separación por gravedad.Reduce la viscosidad del oil lo que promueve la separación por gravedad. Acelera la velocidad con que un compuesto químico demulsificador se Acelera la velocidad con que un compuesto químico demulsificador se

deposita en la interfase de las gotas de agua aumentando así la velocidad deposita en la interfase de las gotas de agua aumentando así la velocidad de acción del demulsificante.de acción del demulsificante.

La adición de Calor sobre el crudo aumenta la cantidad de energía en el La adición de Calor sobre el crudo aumenta la cantidad de energía en el sistema causando corrientes térmicas las cuales promueven el choque sistema causando corrientes térmicas las cuales promueven el choque entre las gotas de agua, lo que permite que rompan la película y coalescan.entre las gotas de agua, lo que permite que rompan la película y coalescan.

Expansión de las gotas de agua debido al gradiente de Temperatura y Expansión de las gotas de agua debido al gradiente de Temperatura y ruptura del agente emulsionanteruptura del agente emulsionante..

TRATAMIENTO ELÉCTRICOTRATAMIENTO ELÉCTRICO Involucra el uso de un Campo Eléctrico ó Electroestáticos Involucra el uso de un Campo Eléctrico ó Electroestáticos

con el propósito de causar que las pequeñas gotas con el propósito de causar que las pequeñas gotas dispersadas se muevan hacia los electrodos ,coalescan y dispersadas se muevan hacia los electrodos ,coalescan y caigan por gravedad.caigan por gravedad.

El fenómeno es producido debido que las partículas El fenómeno es producido debido que las partículas suspendidas en un medio con una constante dieléctrica suspendidas en un medio con una constante dieléctrica más baja (W-O) son atraídas entre sí, cuando se forma un más baja (W-O) son atraídas entre sí, cuando se forma un Campo Eléctrico de alto voltaje en el sistema.Campo Eléctrico de alto voltaje en el sistema.

Mientras mayor resistividad tenga el oil es mayor el Mientras mayor resistividad tenga el oil es mayor el esfuerzo eléctrico que puede sostener sin romperse y por esfuerzo eléctrico que puede sostener sin romperse y por lo tanto, las fuerzas que producen la coalescencia son lo tanto, las fuerzas que producen la coalescencia son mayores.mayores.

El segundo método es someter a la emulsión a un campo El segundo método es someter a la emulsión a un campo eléctrico alterno, vibrando las gotas a la frecuencia de la eléctrico alterno, vibrando las gotas a la frecuencia de la corriente, chocando , coalesciendo y cayendocorriente, chocando , coalesciendo y cayendo

La deshidratación eléctrica requiere mayor Temperatura La deshidratación eléctrica requiere mayor Temperatura que los procesos químicos y mayor presión.que los procesos químicos y mayor presión.

Tratamiento QuímicoTratamiento Químico Consiste en el agregado de productos Consiste en el agregado de productos

químicos deshidratantes que actúan químicos deshidratantes que actúan rompiendo las emulsiones .rompiendo las emulsiones .

Estos productos llamados Estos productos llamados desenmulsionantes actúan desenmulsionantes actúan favoreciendo la coalescencia de la favoreciendo la coalescencia de la fase dispersa y permitiendo su fase dispersa y permitiendo su decantación por gravedaddecantación por gravedad

Velocidad de DecantaciónVelocidad de Decantación

Planilla de EnsayosPlanilla de Ensayos

Hoja de SeguridadHoja de Seguridad1) IDENTIFICACIÓN DEL PRODUCTO

Nombre DBM - 3060Uso Desenmulsionante y DesalanteDescripción Química

2) COMPONENTES PELIGROSOS Y VALOR LIMITE DE TOLERANCIA (T.L.V)

Ectanol 200 ppm (piel)HC aromático pesado 100 ppm

3) INFORMACIÓN FÍSICA TÍPICA

Apariencia LíquidoDensidad a 20 ºC (gr/ml) 0,92 +/- 0,05Punto de escurrimiento (ºC) inferior a - 20Viscosidad a 20 ºC (Cst) inferior a 50Solubilidad soluble en petróleo

HOJA DE SEGURIDAD

Resinas de alquifenol-formaldehido modificadas con óxido de etileno y/o propileno y poliglicoles en una base de alcoholes y solventes aromáticos.

4) INFORMACIÓN SOBRE PELIGROS DE INCENDIO Y EXPLOSIONES

Punto de inflamación aproximadamente 10 ºC

Medios de extinción de incendios CO2, polvo seco o espuma

Inhalación

Contacto con piel y ojos irritación moderadaIngestión puede provocar severos trastornos gastrointestinales

Procedimentos especiales en caso de incendios

usar equipo autónomo con suministro de aire

5) INFORMACIÓN SOBRE RIESGOS PARA LA SALUD Y EFECTOS DE LA SOBRE EXPLOSION

la exposición prolongada puede causar náuseas, dolor de cabeza e irritación en las vías respiratorias

Hoja de Seguridad (cont.)Hoja de Seguridad (cont.)

6) PROCEDIMIENTOS DE EMERGENCIA Y PRIMEROS AUXILIOS

Si se ingiere, no inducir vómitos. Suministrar atención médica inmediata

7) INFORMACION SOBRE REACTIVIDAD

Estabilidad es estableIncompatibilidad con oxidantes fuertesPolimerización no ocurreProductos de descomposición no produce

Evitar el contacto con la piel. Lavarla con abundante agua y jabón . Lavar los ojos con abundante agua durante 15 minutos y pedir asistencia médica inmediata

Evitar aspirar los vapores. Trasladar al afectado al aire libre y suministrarle oxígeno si fuera necesario. Si la exposición fue seria o los síntomas persisten, pedir asistencia médica

Hoja de Seguridad (cont.)Hoja de Seguridad (cont.)

Lugar de DosificaciónLugar de DosificaciónEl lugar de dosificación puede ser: 

1. En la línea de producción, por medio de bombas dosificadoras;

2. En el fondo del pozo, agregándolo por el espacio anular 

La proporción usada depende del tipo de desenmulsionante y de las características de la emulsión, pero se puede empezar con una dosificación 20 ppm y variándola en función de los resultados

Deshidratación Dinámica con Deshidratación Dinámica con Tanque Cortador-Sistemas Tanque Cortador-Sistemas

conbinadosconbinados Es un método continuo de tratamiento de petróleo.Es un método continuo de tratamiento de petróleo. También conocido como método Térmico químico.También conocido como método Térmico químico. Constantemente entra al tanque Cortador el petróleo emulsionado Constantemente entra al tanque Cortador el petróleo emulsionado

por el fondo y sale por el tope petróleo limpio con por el fondo y sale por el tope petróleo limpio con ≤ 1% de agua. El ≤ 1% de agua. El agua separada se purga por el fondo agua separada se purga por el fondo

VENTAJASVENTAJAS

Mejor separación.Mejor separación. Menor capacidad de almacenamiento.Menor capacidad de almacenamiento. Menos fuerza hombre y supervisión.Menos fuerza hombre y supervisión. Promueve la coalescencia de pequeñas gotas de agua → Mejor Promueve la coalescencia de pequeñas gotas de agua → Mejor

separación y menos consumo de química.separación y menos consumo de química. Agua drenada menos contaminada con emulsión.Agua drenada menos contaminada con emulsión. Menos equipo asociado para el tratamiento de la emulsión y el Menos equipo asociado para el tratamiento de la emulsión y el

efluente de agua.efluente de agua. El petróleo es desgasificado entrando a los tanques de El petróleo es desgasificado entrando a los tanques de

almacenamiento lo que contribuye a operaciones mas seguras en la almacenamiento lo que contribuye a operaciones mas seguras en la playa de los tanques.playa de los tanques.

PRINCIPIOS DEL PROCESO DE PRINCIPIOS DEL PROCESO DE TANQUE CORTADORTANQUE CORTADOR

Diseñados para promover la separación de Agua y Oil.Diseñados para promover la separación de Agua y Oil. Se diferencian tres zonas:Se diferencian tres zonas:

OilOil: petróleo que asciende con : petróleo que asciende con ≤ 1% de agua por gravedad.≤ 1% de agua por gravedad.InterfaseInterfase: Las gotas de agua una vez que coalescen, sedimentan : Las gotas de agua una vez que coalescen, sedimentan

desprendiéndose de la fase petróleo que asciende.desprendiéndose de la fase petróleo que asciende.Colchón de AguaColchón de Agua: Entra la emulsión O -W y es lavada promoviendo : Entra la emulsión O -W y es lavada promoviendo

la coalescencia de las gotas, separándose Agua libre.la coalescencia de las gotas, separándose Agua libre.

CONSIDERACIONES A TENER CONSIDERACIONES A TENER EN CUENTAEN CUENTA

La tasa de llenado del tanque (velocidad de ascenso del La tasa de llenado del tanque (velocidad de ascenso del fluído) fluído) < velocidad de sedimentación, para un cierto < velocidad de sedimentación, para un cierto tamaño de gota a fin de reducir el tiempo de tamaño de gota a fin de reducir el tiempo de sedimentación.( velc. asc. Oil < 1 mt.lineal/h )sedimentación.( velc. asc. Oil < 1 mt.lineal/h )

Durante el llenado se forma una capa interfacial cuyo Durante el llenado se forma una capa interfacial cuyo espesor está en función de la tasa de llenado del tanque espesor está en función de la tasa de llenado del tanque (Generalmente de 1 a 3 m.).-(Generalmente de 1 a 3 m.).-

La capa interfacial puede separarse completamente La capa interfacial puede separarse completamente diferenciándose una interfase entre el agua y el oil, la cual diferenciándose una interfase entre el agua y el oil, la cual puede ser drenada fuera del tanque con el agua, puede ser drenada fuera del tanque con el agua, produciendo una emulsión severa del fluído drenado.produciendo una emulsión severa del fluído drenado.

El líquido de entrada al tanque deber ser una emulsión El líquido de entrada al tanque deber ser una emulsión desestabilizada para evitar re - tratamientos costosos de la desestabilizada para evitar re - tratamientos costosos de la carga recibida.carga recibida.

El agua producida es corrosiva, lo que aumentará los costos El agua producida es corrosiva, lo que aumentará los costos de mantenimiento.de mantenimiento.

La capa interfacial se lleva a separador API o se conserva La capa interfacial se lleva a separador API o se conserva dentro del tanque para tratarla nuevamente.dentro del tanque para tratarla nuevamente.

INCONVENIENTES EN LA INCONVENIENTES EN LA SEPARACION EN TANQUESSEPARACION EN TANQUES

Presencia de gas.Presencia de gas. Altas velocidades del flujo a través de calentadores, líneas Altas velocidades del flujo a través de calentadores, líneas

de sistema de playa de tanques y entrada a los tanques.de sistema de playa de tanques y entrada a los tanques. Re – emulsificación debido a las caídas de presión Re – emulsificación debido a las caídas de presión

inesperadas en las instalaciones del proceso.inesperadas en las instalaciones del proceso. Perturbaciones en el proceso de sedimentación debido a las Perturbaciones en el proceso de sedimentación debido a las

corrientes por convección como resultado de los cambios corrientes por convección como resultado de los cambios de Temperatura Ambiente.de Temperatura Ambiente.

Diferencia por gravedad causados por cambios de Diferencia por gravedad causados por cambios de Temperatura del Fluído de entrada creada po la Temperatura del Fluído de entrada creada po la canalización en los tanques de lavado.canalización en los tanques de lavado.

Recirculación de emulsión drenada recuperada desde otras Recirculación de emulsión drenada recuperada desde otras instalaciones.instalaciones.

Flujos mas altos que los que fueron asumidos para el Flujos mas altos que los que fueron asumidos para el diseño de la instalación.-diseño de la instalación.-

PRINCIPIOS BASICOS PARA PRINCIPIOS BASICOS PARA LOGRAR UNA MEJOR EFICIENCIALOGRAR UNA MEJOR EFICIENCIA

1-EMULSIÓN DESESTABILIZADA W-O1-EMULSIÓN DESESTABILIZADA W-O La corriente de entrada debe estar La corriente de entrada debe estar

desestabilizada por lo cual es desestabilizada por lo cual es conveniente muestrear dicha corriente a conveniente muestrear dicha corriente a intervalos frecuentes y conseguir esta intervalos frecuentes y conseguir esta situación en el campo.situación en el campo.

Bombas dosificadoras deben ser Bombas dosificadoras deben ser instaladas cerca del tanque de lavado instaladas cerca del tanque de lavado para inyectar desemulsificante adicional.para inyectar desemulsificante adicional.

2 . FACILIDADES PARA 2 . FACILIDADES PARA DESGASIFICACIÓNDESGASIFICACIÓN

• El flujo de entrada de crudo frecuentemente está El flujo de entrada de crudo frecuentemente está cargado de gas libre debido al bombeo desde los cargado de gas libre debido al bombeo desde los separadores ( 6 – 0) en las estaciones de separadores ( 6 – 0) en las estaciones de producción. Este gas saldrá fuera de solución producción. Este gas saldrá fuera de solución cuando la presión del sistema cae. Si la corriente de cuando la presión del sistema cae. Si la corriente de oil es calentada en el tanque, derivados livianos son oil es calentada en el tanque, derivados livianos son vaporizados y más gas sale de solución.vaporizados y más gas sale de solución.

• De la eficiencia de separación del gas y el oil De la eficiencia de separación del gas y el oil depende la quietud del fluido en la sección de la depende la quietud del fluido en la sección de la sedimentación ( No debe haber escape de gas en sedimentación ( No debe haber escape de gas en esta zona para evitar turbulencia y movimientos).esta zona para evitar turbulencia y movimientos).

• Se adiciona un separador vertical fuera o dentro del Se adiciona un separador vertical fuera o dentro del tanque cuya entrada se encuentra por encima del tanque cuya entrada se encuentra por encima del nivel de líquido en el tanque.( Fuster = sep. Presión nivel de líquido en el tanque.( Fuster = sep. Presión atmosférica )atmosférica )

3.PERMITIR LA COALESCENCIA3.PERMITIR LA COALESCENCIA (CONTACTO Y TIEMPO)(CONTACTO Y TIEMPO)

La coalescencia comienza después de que el demulsificante ha sido La coalescencia comienza después de que el demulsificante ha sido inyectado y mezclado con el crudo emulsionado en la línea de inyectado y mezclado con el crudo emulsionado en la línea de transferencia de petróleo, donde a las gotas de agua se les da suficiente transferencia de petróleo, donde a las gotas de agua se les da suficiente oportunidad de colisionar y caer.oportunidad de colisionar y caer.

El flujo total de emulsión desestabilizada entrará en la sección de agua de El flujo total de emulsión desestabilizada entrará en la sección de agua de un tanque de lavado convencional en donde cada gota puede ser un tanque de lavado convencional en donde cada gota puede ser absorbida por contacto por un gran volumen del mismo tipo de agua.absorbida por contacto por un gran volumen del mismo tipo de agua.

El flujo ascendente de oil puede cargar pequeñas gotas de agua in – El flujo ascendente de oil puede cargar pequeñas gotas de agua in – coalescentes, las cuales tienen que sedimentar por gravedad en la zona de coalescentes, las cuales tienen que sedimentar por gravedad en la zona de sedimentación después de la zona de lavado.sedimentación después de la zona de lavado.

La coalescencia de las gotas y la separación del agua y petróleo toma La coalescencia de las gotas y la separación del agua y petróleo toma lugar a una cierta altura del tanque, la cual es conocida como capa lugar a una cierta altura del tanque, la cual es conocida como capa interfacial y la eficiencia de coalescencia depende de la distribución sobre interfacial y la eficiencia de coalescencia depende de la distribución sobre la mayor área posible y de la velocidad de ascenso de oil.la mayor área posible y de la velocidad de ascenso de oil.

Si : V ascenso Si : V ascenso > V sedimentación> V sedimentación ↓ ↓ No hay sedimentaciónNo hay sedimentación

ESPESOR DE LA CAPA ESPESOR DE LA CAPA INTERFACIALINTERFACIAL

Depende de :Depende de :

Gravedad del oil.Gravedad del oil. μμ de la emulsión. de la emulsión. Temperatura del tratamiento.Temperatura del tratamiento. Tamaño y distribución de las gotas de agua.Tamaño y distribución de las gotas de agua. Efectividad del desemulsificante.Efectividad del desemulsificante. Presencia de sólidos.Presencia de sólidos. Velocidad de ascenso de flujo.Velocidad de ascenso de flujo.

EL ESPESOR DE LA CAPA PUEDE VARIAR ENTRE 1 Y 3 m.-EL ESPESOR DE LA CAPA PUEDE VARIAR ENTRE 1 Y 3 m.-

DesalaciónDesalación Otro de los elementos indeseables del crudo para su

comercialización son las sales;

Se eliminan para evitar corrosión e incrustaciones en los circuitos por donde circula el petróleo;

El proceso se realiza por lavado del petróleo con agua dulce, ya sea inyectándola en los oleoductos o pasando el petróleo a través de un colchón lavador;

Normalmente se usan estos dos sistemas en serie;

El petróleo pasa a través de un colchón de agua dulce de un tercio de la altura del tanque;

Éste se renueva constantemente para evitar la saturación con sales, los colchones saturados no desalan;

El fundamento está en el intercambio iónico que se produce en el colchón, pasando las sales de las gotitas de agua del petróleo al agua del colchón y disminuyendo su concentración.

FundamentoFundamento

Para ello se deben cumplir una serie de normas como son:

• Temperatura para disminuir la viscosidad y favorecer el contacto de las gotas,

• Producto químico para disminuir la tensión interfacial,

• Renovación permanente del colchón con agua dulce,

• Tiempo de residencia del petróleo en el tanque suficiente como para que Vasc < 1 m/h.

• Buena difusión del petróleo en el colchón, para lo cual el tanque debe tener placas deflectoras,

Requisitos para el Requisitos para el intercambiointercambio

A veces se hace pasar el petróleo a través de varios colchones, lavado en cascada. Se ha demostrado que esta metodología es más efectiva.

Como norma se toma como valor máximo de salinidad del crudo para ser comercialmente apto no más de 100 grs/m3, expresado como cloruro de sodio (Cl Na).

Lavado en cascadaLavado en cascada

El fundamento matemático que vincula el lavado con los volúmenes de agua y las salinidades es como sigue:

1)  Para saber la salinidad de un petróleo tratado sin agua de lavado, utilizar cualquiera de las siguientes fórmulas:

a)   Si tomamos base petróleo:

cst agua %cst) (salinidad *ct) agua (%

ct sal de Contenido

Fundamento MatemáticoFundamento Matemático

Por ejemplo si tenemos un crudo con las sgtes. caract.:

-Salida del crudo del tanque lavador: 0,5 % de agua

-% de agua del crudo sin tratar: 61%

-Salinidad del agua asociada: 47.000 mg/lt

Usando la fórmula ant. tenemos: Cont. sal ct = 235 mg/lt

sin tratar crudo agua %100

agua) (Salinidad*cst) agua (% *ct) agua (%

ct sal de Contenido

Fundamento Matemático Fundamento Matemático (cont)(cont)

b) Si tomamos base agua:

2)      Por ello debemos efectuar un lavado con agua dulce, inyectándola en el colchón del tanque lavador.

ct) agua (%*.lavado) agua (%)sin tratar crudo agua (%

)100

lavado) (Sal.gua*lavado) agua (%100

agua) (Sal.*cst) agua (%( ct sal de Cont.

Para el ejemplo dado si:

- % de agua de lavado: 16%

- Salinidad del agua del lavado: 900 mg/lt

Reemplazando nos queda: 187 mg/lt , con una eficiencia del 80%, tenemos 224 mg/lt

Fundamento Matemático Fundamento Matemático (cont)(cont)

3)      Cambiando el punto de inyección antes del tanque lavador, tenemos la siguiente fórmula:

lavado de agua % sin tratar crudo agua %100

lavado) (Sal.agua*lavado) agua (%).( *ct) agua (%

ct sal de Contenido

cstsal

Reemplazando nos queda: 11 mg/lt , con una eficiencia del 80% logramos 14 mg/lt

Por lo tanto concluimos que conviene lavar inyectando agua antes del tanque lavador.

Fundamento Matemático Fundamento Matemático (cont)(cont)

T.CONTROL

40 m3

40 m3

300 m3

160 m3

160 m3

800 m3

800 m3

1500 m3

FWKO

T.ALMACENAJE

T.LAVADOR

T.ENTREGA

PILETA API

Trat. Termoquímico de Trat. Termoquímico de Deshidratación y Deshidratación y

DesalaciónDesalación

DOSIF. QUÍMICO

VAPOR DE AGUA

1. Tomar 125 cm3 de crudo con una Tº debidamente homogeneizada a 60 ºC y colocar en un balón decantador de 1000 cm3

2. Agregar 125 cm3 de solvente

3. Agregar 250 cm3 de agua destilada hirviendo (a la que previamente se le ha determinado su propia salinidad)

4. Agitar de 5 a 10 minutos (teniendo cuidado de ir desgasificando periódicamente)

Determinación de la Determinación de la salinidad de un crudosalinidad de un crudo

Determinación de la Determinación de la salinidad de un crudosalinidad de un crudo

(cont.)(cont.)5. Dejar decantar hasta que se separe el agua del petróleo (en

caso de que la separación no sea nítida, agregar unas gotas de químicos y agitar)

6. Filtrar 100 cm3 de agua separada y enfriar en un erlenmeyer de 250 cm3

7. Agregar unas gotas de cromato de potasio (CrO4 K) N/10 (de concentración 1/10 normal) como indicador y titular con nitrato de plata (NO3 Ag) N/10, hasta que se vire a rosa pálido.

Determinación de la Determinación de la salinidad de un crudosalinidad de un crudo

(cont.)(cont.)La reacción que se produce es la siguiente:

NO3 Ag + Cl Na = NO3 Na + Cl Ag

8. Cuando se acaba el Cl Na, sal que se desea determinar, una gota en exceso de NO3 Ag reacciona con el indicador CrO4 K dando un precipitado de CrO4 Ag (cromato de plata) de color rosado

CrO4 K + NO3 Ag = NO3 K + CrO4 Ag

Determinación de la Determinación de la salinidad de un crudosalinidad de un crudo

(cont.)(cont.)

9. Al gasto de NO3 Ag (cm3 consumidos) se lo multiplica por 117

10. El valor obtenido se expresa en grs/ m3 .

CONCLUSIONCONCLUSION

Para lograr el objetivo de un tratamiento de Para lograr el objetivo de un tratamiento de deshidratación y desalación exitoso, es deshidratación y desalación exitoso, es importante seleccionar el método adecuado importante seleccionar el método adecuado avalado por una buena experiencia de avalado por una buena experiencia de campo.campo.