Tratamiento de crudo.pptx

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDERESCUELA DE INGENIERÍA DE PETRÓLEOS

BUCARAMANGA, MARZO DE 2012

FACILIDADES DE SUPERFICIE:TRATAMIENTO DE CRUDO

Erik Giovany Montes Páez

Ingeniero de Petróleos UISEspecialista en Producción de Hidrocarburos UIS

Candidato a Magíster en Ingeniería de [email protected]

ROMPIMIENTO DE LAS EMULSIONESPara comprender fácilmente los factores que afectan la estabilidad de las emulsiones es preciso describir los procesos que permiten romperlas.

Son varios los procesos que permiten separar emulsiones. Por ejemplo:

• Separación gravitacional

• Coalescencia

• Floculación

• Flotación

• Filtración

FACILIDADES DE SUPERFICIE: TRATAMIENTO DE CRUDO

ROMPIMIENTO DE EMULSIONES

COAGULACIÓN: Neutralización de

las cargas de la interfase.

FLOCULACIÓN: Acercamiento de las

gotas dispersas.

COALESCENCIA: Fusión de las

pequeñas gotas para generar

mayores.


Emulsión Estable

Separación Gravitacional

Floculación

Coalescencia

Separación De Fases


SEPARACIÓN GRAVITACIONALLa Ley de Stokes fue propuesta en 1851 por George Gabriel Stokes como una forma de caracterizar el movimiento vertical de objetos esféricos en el seno de un fluido.

Donde:

vs : Velocidad de asentamiento de las partículas (cm/s)

g : Aceleración de la gravedad (cm/s2)r : Radio de la partícula dispersa (cm)rp : Densidad de la partícula dispersa (g/cm3)

rf : Densidad del fluido (g/cm3)

mf : Viscosidad del fluido (cp)

fs : Factor de Stokes (1/cm-s)

22

92 rfgr

v Sf

fps

mrr


SEPARACIÓN GRAVITACIONAL

El Factor de Stokes representa la facilidad que tienen las partículas para moverse verticalmente a través de la fase continua.

Para crudos livianos no es recomendable el uso de calentamiento, pues se requiere mucho calor para conseguir un pequeño aumento en el factor de Stokes.


SEPARACIÓN GRAVITACIONALLa Ley de Stokes considera el movimiento vertical de una partícula sólida y perfectamente esférica en el seno de un fluido.

Más de un siglo después de la formulación de Stokes fue publicada la Ley de Hadamard que incluía un factor de corrección a la Ley de Stokes buscando incluir los efectos que producen las fuerzas viscosas de los dos fluidos presentes en la emulsión.

Esta ley incluye un factor de corrección de la velocidad de asentamiento de Stokes, considerando las viscosidades de las fases continua y dispersa.

No se considera el efecto del agente emulsificante.

D

C

D

C

SH vv

mm

mm

321

1


TRATAMIENTO DE EMULSIONES


Procesos• Separación gravitacional• Coalescencia• Flotación• Filtración

Tratamiento de crudo• Tratamiento químico• Gun Barrels• Calentadores• Tratadores térmicos• Tratadores

electrostáticos

Tratamiento de agua• Tratamiento químico• Skim tanks• Coalescedores• Celdas de flotación• Piscinas de

estabilización

TRATAMIENTO QUÍMICO


Existen químicos que se inyectan para diversas tareas (bactericidas, inhibidores de corrosión, inhibidores de incrustaciones, secuestrantes de oxígeno, antiespumantes, etc.).El problema que acarrea su uso radica en que los principios activos de estos productos incluyen tensoactivos.Los químicos usados en el rompimiento de emulsiones tienen un efecto coagulante.Es importante seleccionar el tipo de químico en función del tipo de fluido presente.



EFECTO: Existen diversas teorías.Para algunos autores, cuando existe una emulsión directa (W/O) y se aplica un rompedor, éste neutraliza las cargas tendiendo a formar una emulsión inversa, con lo cual se altera el equilibrio termodinámico y se produce la ruptura.Otros sostienen que el rompedor hace que la película que rodea la gota se contraiga hasta que no resiste más y se rompe.Y así, cada autor plantea una explicación a este fenómeno.



Para determinar la dosis óptima del producto químico que se desea emplear, se realiza una prueba de jarras.

SEPARACIÓN GRAVITACIONAL: GUN BARRELS


GUN BARRELS


EJERCICIO


Un Gun Barrel tiene ocho válvulas tomamuestras en sus paredes.Se ha realizado el perfil del tanque, con los resultados de la tabla.

El tanque tiene en este momento un nivel de 620cm, que equivale a 2480Bls. Determine el corte de agua del tanque.

Válvula Altura (cm) Volumen (Bls) BSW (%)

1 65 210 100

2 140 525 98

3 200 830 83

4 270 1080 64

5 345 1320 45

6 415 1640 31

7 490 1980 18

8 550 2210 9

TRATAMIENTO TÉRMICO


El objetivo de este tipo de tratamiento es la reducción de la viscosidad del crudo, para favorecer el movimiento de las gotas de agua.

En crudos livianos se requiere una gran cantidad de calor para conseguir el efecto deseado.

CONSULTA: ¿Qué correlaciones sencillas se pueden usar para el cálculo de la viscosidad de un crudo?



CALENTADORES DIRECTOS:

La eficiencia de estos equipos es alta (entre el 75 y el 90%) y ofrecen un costo inicial que no es tan elevado como otros sistemas de calentamiento. Para su operación es normal que se utilice gas o incluso crudo del mismo campo.



CALENTADORES INDIRECTOS:

Los calentadores de fuego indirecto son más seguros, pues no existe un contacto directo entre la fuente de calor y la emulsión, pero esto acarrea pérdidas de energía, lo que se traduce en eficiencias más bajas



TRATADORES TÉRMICOS:Los tratadores térmicos son equipos que cuentan con dos secciones: una sección inicial de calentamiento (la cual cuenta con un tubo de fuego) y otra de coalescencia (donde se produce la separación.A pesar de que su costo es más elevado que el de un calentador, se está usando masivamente, pues reduce la necesidad de instalar otros equipos aguas abajo.

TRATAMIENTO ELECTROSTÁTICO


Algunos tratadores térmicos horizontales tienen un aditamento especial, se les ha incluido una rejilla electrostática en la zona de coalescencia con el objetivo de favorecer este proceso.

Estos electrodos se encuentran conectados a un sistema eléctrico que les suministra un voltaje elevado, normalmente entre 10000 y 34000 voltios. Este voltaje crea un campo electrostático que actúa sobre las gotas de agua, polarizándolas y favoreciendo su coalescencia.



Para su buen funcionamiento se requieren varias condiciones:

• La viscosidad del crudo debe ser menor que 50cp.

• La diferencia entre las gravedades específicas del crudo y el agua debe ser mayor que 0,001.

• La conductividad eléctrica del aceite no debe exceder el valor de 10-6mW/cm.

• La salinidad del agua debe ser mayor que 10000ppm (el agua de mar tiene unas 35000ppm).

TAREA No. 8


En parejas, resolver los siguientes problemas del capítulo 7 del libro de Ken Arnold:

• Problem 1

• Problem 3

• Problem 5

• Problem 9

Para enviar al correo de tareas, como máximo, el domingo 25 de marzo.

DESALACIÓN DE CRUDO


Los principales problemas asociados a la presencia de sales en el crudo son la corrosión y la precipitación de escamas.

Debido a que las sales son compuestos de tipo polar se disuelven en su gran mayoría en la fase acuosa.

El contenido de sal se puede expresar en partes por millón (ppm) o en libras por cada mil barriles (PTB).

EJERCICIO:Una muestra de crudo de 35°API tiene un corte de agua del 25%. El agua es salada, con una concentración de 12000ppm. ¿Cuál es la salinidad del crudo en PTB?

DESALACIÓN DE CRUDO


La salinidad aceptada por cada refinería (u oleoducto) varía entre 1 y 10PTB.

El tratamiento para retirar la sal consiste básicamente en la dilución de esa solución salina (agua de producción + sal) mediante la adición de agua fresca.

EJERCICIO:En un tanque de tratamiento se está recibiendo una emulsión con 5% de BSW y una salinidad de 800PTB, a una tasa de 9800BFPD. Determine la cantidad de agua fresca (0PTB) que se debe inyectar para obtener crudo con una salinidad de 10PTB, teniendo en cuenta que el tanque permite alcanzar un BSW de 0,3%.

ffii WWWW VXVX

NUEVAS TECNOLOGÍAS


Recientemente han surgido nuevos métodos y equipos para el tratamiento de emulsiones, que se encuentran en diversas fases de desarrollo.

Se destacan:

• Tratamiento centrífugo

• Ultrasonidos

• Deshidratación magnética

• Microondas

TRATADORES CENTRÍFUGOS


TRATADORES CENTRÍFUGOS


Ventajas

• Alta eficiencia.• Alta capacidad de

tratamiento (hasta 80000BFPD).

• Bajo requerimiento de calor y solventes.

• Alto nivel de automatización.• Equipos compactos (4m de

altura, 5m de lado).

Desventajas

• No manejan más de un 5% de gas libre (se requieren separadores aguas arriba).

• No manejan sólidos.• Alto consumo de energía

eléctrica.

Pruebas en Colombia: Jazmín, Rubiales y Castilla.

TRATAMIENTO CON ULTRASONIDOS


Propiedad Crudo A Crudo B Crudo CGravedad API 20,8 20,9 18,7Viscosidad @ 60°F (cp) 15,7 9,0 70,4GOR (scf/STB) 107 108 33Corte de agua (%) 7 - 8 30 – 50 5 -7

TRATAMIENTO CON ULTRASONIDOS


Ventajas

• Alta eficiencia en la remoción de crudo.

• Reducción en el consumo de químicos y solventes.

• Bajo costo.

Desventajas

• Su uso no es recomendable en crudos pesados.

• No se han realizado pruebas de campo.

DESHIDRATACIÓN MAGNÉTICA


El efecto conseguido con el tratamiento magnético es la orientación de las parafinas que contiene el crudo, las cuales migran a la interfase y neutralizan el efecto del agente emulsificante.



Pruebas en Colombia: campo Dina Terciarios.



Escenario Corte de agua en el tanque de almacenamiento (%)

Gun barrel 4,2

Gun barrel + 5gpd de rompedor 3,6

Gun barrel + Tratador + 5gpd de rompedor 2,9

Gun barrel + Tratador + 3,5gpd de rompedor 0,9




Gun barrel + Tratador (sin rompedor) 1,8

Pruebas en Colombia: campo Dina Terciarios.



Ventajas

• Buenos resultados en el laboratorio y en las pruebas de campo.

• Reducción del consumo de químicos y solventes.

• Buen funcionamiento a bajas temperaturas

Desventajas

• No se han realizado pruebas en crudos pesados.

• Poco conocimiento de esta tecnología.

TRATAMIENTO CON MICROONDAS


Las microondas son una forma de radiación electromagnética en la banda de 300 MHz a 300 GHz, por lo que se encuentra dentro del espectro electromagnético entre los rayos infrarrojos y la radiofrecuencia.

TRATAMIENTO CON MICROONDAS


Ventajas

• Buenos resultados en el laboratorio y en la industria de la palma.

• Reducción de costos de calentamiento pues se realiza de forma puntual.

• Reducción del tiempo de tratamiento.

• Se puede usar en emulsiones directas e inversas.

Desventajas

• No se han realizado pruebas en campos petroleros.

• Poco conocimiento de esta tecnología.

Tratamiento de crudo.pptx

Documents

Transcript of Tratamiento de crudo.pptx