Hidrocartburos

CUADERNO FIRP S853-PP
MODULO DE ENSEÑANZA EN FENOMENOS INTERFACIALES

en español

DESHIDRATACIÓN DE CRUDO Principios y Tecnología
*********

Shirley MARFISI y Jean Louis SALAGER PLAN PILOTO en ESPECIALIDADES QUIMICAS

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES
FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE INGENIERIA QUIMICA Lab. Formulacion, Interfaces, Reología y Procesos MINISTERIO DE CIENCIA Y TECNOLOGIAPPGEA-FONACIT

INDICE

1. Deshidratación de crudos ………………………………………………………………….. 3 1.1 ¿Dónde y cómo se producen las emulsiones agua en petróleo?………………………. 3 1.2 ¿Cuáles son los agentes emulsionantes? ..……………………………………………. 5 1.3 ¿Cuáles son las propiedades involucradas en la estabilidad de la emulsión?……….... 6 1.4 ¿Cómo prevenir la formación de emulsiones? . ……………………………………… 9 1.5 ¿Cuál es elmecanismo de ruptura de la emulsión? …………………………………. 10 2. Métodos de Tratamiento …………………………………………………………………..14 2.1 Acción de la química deshidratante ………………………………………………….14 2.2 Acción del campo eléctrico …………………………………………………………. 16 3. Aspectos prácticos y tecnológicos ……………………………………………………….. 19 3.1 Aplicación del mapa de formulación ……………………………………………….. 19 3.2 Pruebas de botella…………………………………………………………………… 20 3.3 Medición de estabilidad …………………………………………………………….. 22 3.4 Cinética de adsorción de surfactantes ………………………………………………. 23 3.5 Sinergismo entre surfactantes y aditivos químicos …………………………………. 24 4. Equipos usados en la deshidratación de crudos …………………………………………... 25 4.1 Separadores gas-líquido ……………………………………………………………..26 4.2 Separadores gravitacionales ………………………………………………………….26 4.3 Calentadores ………………………………………………………………………….28 4.4 Coalescedoreselectrostáticos ……………………………………………………...…30 5. Desalación del petróleo ……………..…………………………………………………….. 32 Bibliografía …………………………………………………………………………………. 35

Deshidratación de crudo

2

Cuaderno FIRP 853

1. DESHIDRATACIÓN DE CRUDOS La deshidratación de crudos es el proceso mediante el cual se separa el agua asociada con el crudo, ya sea en forma emulsionada o libre, hasta lograr reducir sucontenido a un porcentaje previamente especificado. Generalmente, este porcentaje es igual o inferior al 1 % de agua. Una parte del agua producida por el pozo petrolero, llamada agua libre, se separa fácilmente del crudo por acción de la gravedad, tan pronto como la velocidad de los fluidos es suficientemente baja. La otra parte del agua está íntimamente combinada con el crudo en forma de unaemulsión de gotas de agua dispersadas en el aceite, la cual se llama emulsión agua/aceite (W/O), como se muestra en la figura 1.

Figura 1. Microfotografía de una emulsión agua en petróleo crudo.

1.1 ¿Dónde y cómo se producen las emulsiones agua en petróleo? El agua y el aceite son esencialmente inmiscibles, por lo tanto, estos dos líquidos coexisten como dos líquidos distintos. La frase “aceite yagua no se mezclan” expresa la mutua insolubilidad de muchos hidrocarburos líquidos con el agua. Las solubilidades de hidrocarburos son bajas, pero varían desde 0,0022 ppm para el tetradecano hasta 1.760 ppm para el benceno en agua. La presencia de dobles enlace carbono-carbono (por ejemplo alquenos y aromáticos) incrementan la solubilidad del agua. El agua está lejos de ser soluble enhidrocarburos saturados (por ejemplo: parafinas o alcanos) y su solubilidad disminuye con el incremento del peso molecular de los hidrocarburos. Durante las operaciones de extracción del petróleo, la mezcla bifásica de petróleo crudo y agua de formación se desplazan en el medio poroso a una velocidad del orden de 1 pie/día, lo que es insuficiente para que se forme una emulsión. Sin embargo, al pasar por todoel

Deshidratación de crudo

3

Cuaderno FIRP 853

aparataje de producción durante el levantamiento y el transporte en superficie (bombas, válvulas, codos, restricciones, etc.) se produce la agitación suficiente para que el agua se disperse en el petróleo en forma de emulsión W/O estabilizada por las especies de actividad interfacial...