Desemuldificacion

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C TE

N

Í OG OL

A

Por: Ismael Pérez López / Abraham Tapia Camacho. Ingeniero de Desarrollo / Gerente de Investigación y Desarrollo, Oxiteno México, S.A, de C.V.

Las emulsiones han sido de gran interés práctico por largo tiempo, ya que están presentes en muchos eventos de la vida cotidiana. Pueden encontrarse en importantes áreas de interés como alimentos, cosméticos, celulosa ypapel, farmacéutica, industrial y agrícola. Las emulsiones se hallan también en la industria petrolera, donde típicamente son sistemas indeseables que generalmente incrementan los costos de operación y reducen la eficiencia de los equipos de proceso. Una emulsión es definida como un sistema que contiene un líquido disperso en otro líquido inmiscible, los tamaños de las partículas de una emulsión laubican en la categoría de sistemas coloidales (~ 0.1 – 10 µm). Si el aceite es la fase dispersa la emulsión se nombra aceite en agua (o/w), consecuentemente, si el agua es la fase dispersa la emulsión se nombra agua en aceite (w/o); esta clasificación no siempre es apropiada ya que existen por ejemplo emulsiones múltiples (o/w/o). En una emulsión el área interfacial entre las gotas dispersas y lafase continua representa un incremento en la energía libre del sistema, por lo tanto las emulsiones no son termodinámicamente estables. El crudo es una mezcla compleja de hidrocarburos, con pequeñas

cantidades de azufre, oxígeno y nitrógeno, así como algunos constituyentes metálicos, particularmente vanadio, níkel, hierro y cobre. La composición del crudo

que se extrae cambia en función de lacantidad de material producido (Figura 1, Figura 2), así se puede considerar que durante este proceso se presentan tres fases,

A

B

C

Oil Water

Oil-Water Contact

Figura 1.

A

B

C

Figura 2.

La revista de la industria petrolera

59

FASE 1

CARACTERÍSTICAS DEL CRUDO 100% Crudo Gas Disuelto 90% Crudo

PROBLEMAS Espuma Hidratos Emulsión Espuma IncrustaciónBacterias Hidratos Emulsión

2

10% Agua Gas Disuelto

30% Crudo 3 70% Agua Gas Disuelto

Espuma Incrustación Bacterias Hidratos

Tabla 1.

las cuales se caracterizan por el incremento de la cantidad de agua presente en el sistema (Tabla 1). Durante la producción y transportación de crudo, las fases oleo-

sa y acuosa son expuestas con la suficiente energía de mezclado para formardispersiones de agua en aceite o aceite en agua. Desafortunadamente el crudo contiene un número importante

de componentes que por su naturaleza son de superficie activa, entre ellos se encuentran los asfaltenos, compuestos de vanadio, compuestos químicos resinosos y ácidos orgánicos solubles. Estos materiales actúan como agentes interfaciales que favorecen la formación de emulsiones. Se cree que losasfaltenos aportan mayor estabilidad a las emulsiones de crudoagua. La floculación de asfaltenos en los sistemas dispersos ocurre cuando se rompe el equilibrio termodinámico, esto como resultado de cambios en la presión, temperatura y alteraciones en la composición del material durante la extracción de crudo o durante la inyección de gas en operaciones de recuperación. Los asfaltenos tienden aabsorberse en la interfase agua en aceite para formar

WATER DROPLET

POLAR MOLECULES

Figura 3.

60

La revista de la industria petrolera

Eficiencia Desemulsificante vs Masa Molecular

Eficiencia

Eficiencia

0

1000

2000 MW

3000

4000

5000

Gráfica 1.

una película rígida alrededor de las gotas de agua, protegiendo a la emulsión de la posible ruptura durante lascolisiones entre las partículas. Debido a la factibilidad de formación de emulsiones extremadamente estables, se requieren costosos equipos de separación. Sin embargo, con la información referente a las características del crudo y las propiedades de la emulsión es posible realizar pre-tratamientos al crudo con desestabilizadores químicos (desemulsificantes) o a través de equipos especialmente...
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