Produccion 3 Clase 7

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TRATAMIENTO DE CRUDO PESADOS

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TRATAMIENTO DE CRUDO PESADOSPara elegir el mtodo de destruccin de las EMULSIONES, es necesario conocer las caractersticas que presentan los crudos al salir de los pozos, como son:Contenido de sales Contenido de azufre Contenido de BSW Viscosidad cinemtica Cantidad de parafinas Cantidad de sustancias resinosas Emulsin Contenido de asfaltenos DensidadTrmico: Se basa en que el agua y el petrleo tienen coeficientes de dilatacin cbica diferentes, lo que hace que al calentar la pelcula, la emulsin disminuya. Adems, el calor reduce la viscosidad del crudo y aumenta la diferencia de densidades, lo que facilita la decantacin del agua. Es usado slo en petrleos con emulsiones poco estables de partculas grandes de agua, las cuales son fciles de decantar.

Termoqumico: Se basa en la propiedad de algunas sustancias qumicas de destruir o neutralizar la accin del emulsionante, favoreciendo la separacin. Es uno de los mtodos ms ventajosos, pues se necesitan instalaciones simples y econmicas. culas grandes de agua, las cuales son fciles de decantar.Elctrico: bajo la accin del campo elctrico, se forman campos elctricos entre los glbulos de agua y surgen fuerzas elctricas capaces de superar la resistencia de las pelculas estabilizadoras.

Lavados intensivos con agua salada: Es usado en aquellos casos en que el agua que acompaa al crudo contenga 0.1 % mximo de sales. Centrifugacin: Se basa en la diferencia de densidades, usado slo en crudos muy ligeros. Filtracin: Es usado slo en caso de que las emulsiones sean poco estables. TRATAMIENTO DE PETROLEOEl crudo extrado de los pozos est mezclado con cantidades importantes de agua de los yacimientos, la cual debe ser separada. El agua resultante de esta separacin se llama agua residual. Uno de los problemas fundamentales es la eleccin del mtodo a seguir para su efectividad, tanto la cantidad exacta de desemulsionante necesaria como la temperatura ptima, sin llegar a prdida de fracciones ligeras. Otro problema es evitar el derramamiento de las aguas residuales, as como recuperar el crudo contenido en el agua.EQUIPOS UTILIZADOS EN EL TRATAMIENTO DE CRUDOEntre los equipos utilizados en el tratamiento de crudo, estn: Eliminador de agua libre: Se utiliza para remover altos porcentajes de agua libre antes que la emulsin entre a tratamiento. Tanque deshidratador: tanque con colchn de agua para favorecer el lavado del crudo. Tratadores electrostticos: Son muy utilizados principalmente en refinacin por su elevada capacidad de tratamiento y bajo costo. Tratadores termoqumicos: Formados por unidades que proporcionan asentamiento, calor, agitacin. Equipos de calentamiento: Pueden ser de fuego directo, indirecto o elctricos. DESALADO:Entre las impurezas del petrleo se encuentran las sales, las cuales presentan diferentes concentraciones y provocan serios daos a las instalaciones industriales y al terreno como son los cloruros de magnesio, sodio, potasio, etc. Las sales de cloro contenidas en el crudo ejercen una accin ms perjudicial que la del agua sobre las instalaciones, por lo que resulta necesaria la eliminacin de los cloruros, pues se hidrolizan fcilmente al ser calentado el crudo y la formacin de pequeas cantidades de cloruro de hidrgeno en combinacin con sulfhdrico en los crudos sulfurosos, provoca fuerte corrosin en las plantas de tratamiento. De los cloruros, el ms corrosivo es el de magnesio, pues a altas temperaturas, al hidrolizarse, forma cido clorhdrico, el cual ataca al hierro formando cloruro de hierro. Las deposiciones de sales e impurezas mecnicas en intercambiadores de calor, disminuyen el coeficiente de transferencia y aumenta el consumo de combustible para el calentamiento.

Como es sabido, las sales inorgnicas no son solubles en el crudo y aparecen en l en forma de soluciones de agua emulsionada, por lo que el desalado se realiza de conjunto con la deshidratacin. PROCESO DE TRATAMIENTO PARA ELIMINACION DE AGUA Y SALES: Este proceso comprende seis operaciones fundamentales: Remocin de agua libre: Se usa cuando al crudo lo acompaan grandes cantidades de agua libre, para disminuir el fluido de entrada a las plantas de tratami9ento, ahorrando portadores energticos y capacidades. Adicin de agente desemulsionante: Tiene la finalidad de eliminar la pelcula emulsificante, provocando su unin y favoreciendo la separacin. Tambin propicia la incorporacin de los sedimentos al agua drenada. Adicin de calor: Favorece el rompimiento de las emulsiones, reduciendo la viscosidad y aumentando las diferencias de densidades. Deshidratacin: Se remueve el mayor volumen de agua emulsionada. Adicin de agua de dilucin y mezcla: El agua residual y la salinidad asociada se reducen mediante al adicin de agua de baja salinidad. Generalmente se utiliza de dos a tres veces el volumen de agua residual. Desalado del crudo: Se reduce el contenido de agua residual, se requiere adicin de calor, reactivos qumicos y coalescencia. EQUIPOS PARA TRATAMIENTO DE CRUDOS:Free Water Knockout (FWKO): Son cilindros horizontales, donde ocurre la separacin del agua y el crudo por gravedad. El agua que se separa en menos de 5 minutos, se llama agua libre y no forma parte de la emulsin. Dependiendo de la viscosidad del crudo se utiliza calentamiento adicional en el equipo, pudiendo ser por medio de vapor, electricidad o tubos de fuego con el propio gas del yacimiento. Tanques de lavado: Muy utilizados para la deshidratacin del crudo, requiere adicin de desemulsionante, calor y tiempo de residencia suficiente para permitir el proceso de decantacin del agua. Sus diseos varan desde espirales, de tubo central, con baffles, concntricos, etc. Usan un tubo aspersor en el fondo del tanque para evitar los cortocircuitos del crudo de entrada, con diseos que varan (radial, en varias patas, sencillo, etc.).Pueden tener columnas desgasificadoras a la entrada, dependiendo de la etapas anteriores de separacin de gas. Generalmente son combinadas con colchn de agua, por los que se les conoce como tanques lavadores o dinmicos.Tratadores de emulsin (Treaters): Pueden ser verticales u horizontales. Necesitan adicin de calor (al igual que el FWKO es variable), pueden trabajar a presin atmosfrica o con presin . Poseen varios diseos dependiendo del crudo, la salida del crudo es por la parte superior y el agua por la inferior, pueden tener baffles, cmaras independientes, etc. Se utilizan mucho los electrostticos, por ser ms eficientes y econmicos. Mejoradores: Son equipos de ltima generacin, mediante el bombardeo de hidrgeno, (mediante el uso de catalizadores) rompen los enlaces dobles del carbono, simplificando stos, producindose de un crudo de 10 API, un crudo de hasta 25 API, llamado crudo sinttico. Esta operacin adems separa el asfalto presente en el crudo y se obtiene tambin azufre.TRATAMIENTO DE GAS:Aunque como gases naturales pueden clasificarse todos los presentes en el globo terrestre, el trmino se aplica hoy en sentido estricto a las mezclas de gases combustibles que se encuentran en el subsuelo, donde en ocasiones, se hallan asociados al crudo.

Al gas extrado junto con el petrleo se le llama gas asociado, siendo su contenido ms alto en hidrocarburos pesados. El principal constituyente del gas natural es el metano, que representa generalmente entre el 70 y 95 % del volumen total de la mezcla. Los otros hidrocarburos que suelen estar presentes son: etano, propano y butano. Adems, se encuentran el nitrgeno, dixido de carbono y sulfuro de hidrgeno, as como los gases inertes helio y argn.

De los componentes de los gases naturales, el sulfuro de hidrgeno es el ms indeseable, ya que es txico y corrosivo y al ser quemado, se obtienen productos de combustin que contienen xido de azufre, que es corrosivo y perjudicial.

La necesidad de purificar el gas que contenga CO2 y H2S, est condicionado por tres factores: Exigencias higinico-sanitarias, Exigencias anticorrosivas y Exigencias tecnolgicas industriales del gas. En las restricciones internacionales del gas para uso domstico, admite un contenido de H2S un mximo de 2 g/100 m3 de gas, o sea, un 0,0014%. El H2S, es uno de los agentes corrosivos ms activos, es un gas incoloro, con olor desagradable caracterstico y su densidad es de 1,1906 g/cm3 . El gas natural producido durante la extraccin del crudo, contiene pequeas cantidades de hidrocarburos pesados y cuando son separados como lquidos llamados condensados. El gas natural que contiene condensados se llama gas hmedo y gas seco se llama al que no contiene condensados. El metano y el etano son los componentes deseados para usar el gas como combustible. Los componentes ms pesados son indeseables y pueden ser separados como GLP. El uso del gas natural est extendido en el mundo por su fcil manejo, su bajo costo y sobre todo por su gran poder calrico que lo convierte en el subproducto ms importante de la explotacin petrolera. Aunque el uso del gas natural es muy comn, existen en algunos gases ciertos componentes indeseables para su utilizacin, entre ellos: Contenido de agua: El vapor de agua debe ser removido en un proceso de deshidratacin, para evitar la formacin de hidratos y su corrosividad en presencia de CO2. El proceso ms usado es la deshidratacin con glicol. Contenido de H2S: Este compuesto es muy txico y corrosivo. Generalmente el gas es endulzado en un medio de aminas, siendo convertido a azufre elemental o reinyectado en otra formacin. Otros conceptos importantes para el tratamiento del gas son: Punto de roco: Altas cantidades de propano o butano tienden a condensarse en las tuberas, causando problemas en el proceso, por lo que deben ser removidos. Valor calrico: Este depende de la composicin del gas. El metano puro tiene un valor calrico de aproximadamente 38 MJ/m3 , pero si existen otros gases inertes como argn o helio, que provocan la disminucin del valor calrico. Sin embargo, otras molculas tales como etano (+/- 66 MJ/m3 ) propano (+/- 94MJ/m3 ) o n-butano (+/- 122 MJ/m3 ) son requeridos para llevar el valor calrico a los valores deseados. Por estas razones, el tratamiento del gas depende del uso posterior que se le pueda dar al mismo, as como de los componentes iniciales del mismo.METODOS DE TRATAMIENTO DE GAS:Los factores que se tiene en cuenta al seleccionar un proceso de tratamiento de gas para eliminacin del H2S, son: Los mtodos que resultan de ms fcil operacin, requieren equipos muy grandes. Pueden ocurrir reacciones secundarias que elevan el consumo de reactivos. El efecto corrosivo de los productos utilizados puede ser fuerte. La presencia de impurezas como SO2, CO2, HCN, etc., pueden ser dificultades insalvables para el proceso.Los procesos industriales del H2S se han dividido en mtodos secos y hmedos y dentro de estos ltimos, se consideran los regenerativos y no regenerativosMETODOS DE TRATAMIENTO DE GAS:LOS PROCESOS HUMEDOS: Son ms utilizados cuando las cantidades de azufre a depurar son considerables. De ellos los regenerativos son los ms usuales, distinguindose los que recuperan el azufre en forma elemental, los que recuperan el H2S y los que no recuperan el azufre. Permiten un grado de purificacin ms pequeo, sin embargo presentan las siguientes ventajas: Las instalaciones ocupan menor espacio y permiten un gran caudal, debido a que se puede hacer pasar por ellos la contracorriente de solucin y gas a grandes velocidades y altas presiones. El proceso es continuo y no requiere mucho personal. Las inversiones y los gastos de explotacin son relativamente pequeos. METODOS DE TRATAMIENTO DE GAS:LOS PROCESOS HUMEDOS: Emplean diversos tipos de absorbentes, de los cuales, los ms utilizados son los que llevan a cabo un proceso combinado de absorcin desorcin, que se basan en la reaccin de la solucin con el H2S a elevada presin y baja temperatura, mientras que la desorcin se produce por calentamiento de la solucin a bajas presiones. Entre estos procesos estn los de aminas y alkazid (regenerativos) y los no regenerativos (soda caustica, lechada de cal). Los procesos de aminas, a pesar de su gran utilizacin, tienen algunas limitaciones como son: Alto consumo de calor durante la regeneracin, Elevada corrosin, Tendencia a degradacin qumica y Alta volatilidad de las aminas.METODOS DE TRATAMIENTO DE GAS:LOS PROCESOS SECOS: Se basan en la utilizacin de grandes masas de purificacin y de absorbentes. Prcticamente permiten una purificacin completa del gas de H2S, sin embargo, presentan las siguientes desventajas: Slo son factibles de utilizar para la purificacin de gases con un contenido relativamente pequeo de H2S (hasta 1%). Requieren de gran rea para su instalacin. Los procesos secos de purificacin se dividen en: Basados en reacciones qumicas directas del H2S con los reactivos slidos. Basados en las propiedades catalticas y de absorcin. En el primer caso, se pueden utilizar como reactivos slidos el hierro hidratado, llamado limonita, el hidrxido de calcio y el hidrxido frrico monohidratado.METODOS DE OBTENCION DE AZUFRE ELEMENTAL: De los gases cidos obtenidos producto de la desulfuracin del gas natural, se puede recuperar el azufre en una planta de obtencin de cido sulfrico o en una de obtencin de azufre elemental. Entre los procesos de recuperacin de azufre elemental, se tienen: El Proceso Clauss , Proceso AMOCO y el Proceso MCRC.

De todos estos procesos, el ms utilizado mundialmente es el Clauss, del cual se derivan otros procesos reconocidos como independientes