Emulsiones

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Instituto de Investigaciones Eléctricas 131
Boletín IIE, mayo-junio del 2001
Nueva tecnología para la emulsificación
de residuales del petróleo en agua
M. Vita Peralta M., Alejandro M. Arriola M., Ramón Sánchez S.,
Emilio Manzanares P., César A. Romo M. y R. Yeri de Coss P.
Los trabajos experimentales se iniciaron
produciendo emulsiones en forma de lotes,
utilizando muestras deaproximadamente 500
ml de residuo de vacío.
Introducción
El combustóleo utilizado actualmente por la Comi
sión Federal de Electricidad (CFE) en sus plantas
termoeléctricas contiene del 80 al 85% de los residuos
provenientes de las plantas de destilación al vacío de
las refinerías de Petróleos Mexicanos (Pemex) y aproximadamente
entre 15 al 20% de combustibles ligeros como
el diesel, la kerosina yaceites cíclicos ligeros. La función
de estos últimos es la de reducir la viscosidad de los residuos
de vacío, que son sólidos a temperatura ambiente,
produciendo de esta forma un combustible fluido y manejable.
De un simple análisis de costos de combustibles,
se tiene que el precio de combustóleo es esencialmente el
precio de los solventes utilizados.
Considerando que dicho combustibleseguirá siendo
utilizado por CFE en los próximos 15 ó 20 años, resulta
de gran interés –tanto para Pemex como para la CFE–
la posibilidad de reducir los costos del combustóleo evitando
utilizar combustibles ligeros y tratar de reducir la
viscosidad de los residuos de vacío emulsionando éstos en
agua, lo cual se considera que reduciría los costos de producción
hasta en un 50%.
Hoy en díaexisten muchos países que utilizan la
tecnología de emulsiones para reducir la viscosidad de crudos
pesados, siendo el producto más conocido la
Orimulsión®, combustible que contiene 70% de bitumen
y 30% de agua. Actualmente la Orimulsión es utilizada en
diferentes países: Canadá, Japón, Italia e Inglaterra, entre
otros.
Con estos antecedentes, se ha iniciado una línea de
investigación en elInstituto de Investigaciones Eléctricas
(IIE) para desarrollar la tecnología de producción de emulsiones
de residuo de vacío-en-agua. Una emulsión se puede
definir como una suspensión de partículas líquidas, de
cierto tamaño, dentro de un segundo líquido inmiscible
(Rosen, 1989). Las emulsiones pueden ser estables sólo por
minutos o hasta por algunos años, dependiendo del uso
que se les vaya adar. Sin embargo, dos líquidos inmiscibles
no pueden, por sí solos, formar una emulsión lo suficientemente
estable como para ser llamada emulsión; para ello
necesitan de un tercer componente el cual es comúnmente
llamado surfactante, que normalmente es soluble en uno
o ambos líquidos. La emulsificación es, por lo tanto, una
operación unitaria difícil, que normalmente se realiza aplicandoenergía mecánica.
Uno de los factores importantes a considerar para
la elaboración de emulsiones es el tamaño de gota de la
fase dispersa. Se ha encontrado que existe una distribución
de tamaño de gota óptimo, por lo que se tiene que el
diámetro medio de la gota debe de estar entre valores de
10 a 30 micras y su distribución (n), conocida como distribución
Rosin-Rammler (Bayvel y Orzechowsky,1993),
entre 0.5 a 1.8. De esta manera se tiene una emulsión del
tipo aceite-en-agua con una viscosidad cercana a la del agua,
a pesar de la alta concentración de aceite pesado, que además
pueda ser atomizada, inclusive a temperatura ambiente.
El tamaño y distribución óptimo de la partícula dispersa
proporciona también emulsiones estables por largos
periodos (Nehal, 1999).
Artículostécnicos
Instituto de Investigaciones Eléctricas 131
132 Instituto de Investigaciones Eléctricas
Artículos técnicos
Los parámetros que definen las
características de las
emulsiones son principalmente
la relación de sus
componentes, viscosidad,
tamaño y distribución de gota,
y su estabilidad.
Experimentación
A la fecha se ha desarrollado una nueva
técnica para la producción de emulsiones...
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