16-tesis.iq011.a36
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16-TESIS.IQ011.A36TRANSCRIPT
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UNIVERSIDAD DE ORIENTE NCLEO DE ANZOTEGUI
ESCUELA DE INGENIERA Y CIENCIAS APLICADAS DEPARTAMENTO DE INGENIERA QUMICA
ESTUDIO EXPERIMENTAL DE UNA METODOLOGA PARA LA RECUPERACIN DE PETRLEO CONTA INADO EN LABORATORIOS DE LA
UNIVERSIDAD DE ORIENTE
Realizado por:
MILIE ANTONIETA ALAFIF RODRGUEZ
Trabajo de grado presentado ante la Universidad de Oriente como requisito parcial para optar al Ttulo de Ingeniero Qumico
M
Barcelona, enero de 2011
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UNIVERSIDAD DE ORIENTE NCLEO DE ANZOTEGUI
ESCUELA DE INGENIERA Y CIENCIAS APLICADAS DEPARTAMENTO DE INGENIERA QUMICA
ESTUDIO EXPERIMENTAL DE UNA METODOLOGA PARA LA RECUPERACIN DE PETRLEO CONTAMINADO EN LABORATORIOS DE LA
UNIVERSIDAD DE ORIENTE
Ing. Qumico Luis Moreno Asesor a mico
ASESOR
cad
Barcelona, enero de 2011
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UNIVERSIDAD DE ORIENTE NCLEO DE ANZOTEGUI
ESCUELA DE INGENIERA Y CIENCIAS APLICADAS DEPARTAMENTO DE INGENIERA QUMICA
ESTUDIO EXPERIMENTAL DE UNA METODOLOGA PARA LA RECUPERACIN DE PETRLE RATORIOS DE LA
UN
Ing. Qumico Luis Moreno Asesor a mico
Ing. Shirley Marfisi (Dra.) Ing. Yraima Salas (MSc) Jurado principal Jurado principal
Barcelona, enero de 2011
O CONTAMINADO EN LABOIVERSIDAD DE ORIENTE
cad
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RESOLUCION
De acuerdo al artculo 41 del reglamento de trabajos de grado de la Universidad
de Oriente:
Los trabajos de grado son propiedad de la Universidad de Oriente y slo
podrn ser utilizados a otros fines con el consentimiento del Consejo de Ncleo
respectivo, el cual participar al Consejo Universitario
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DEDICATORIA A todas las personas que forman parte de mi vida y que me han acompaado en
las buenas y las malas, a ellos les dedico este triunfo:
A Dios, que me regal cada da de mi vida en los que aprend a ser un mejor ser
humano, me da salud y fortaleza.
A mi madre Emilia, por darme el ser, por su apoyo en todo momento y por todo su
esfuerzo para sacarme adelante incentivndome a alcanzar mis metas. Igual a
mis hermanos, espero este logro les sirva como motivacin para que logren sus
sueos. Que Dios me d vida para verlos cumplir esta meta. Los amo.
A Abraham Ch., quien en todo momento supo apoyarme, brindndome su
comprensin, amor y tolerancia en situaciones difciles. Me alentaste a seguir
luchando por mis sueos, a ver las cosas desde un punto de vista positivo.
Siempre sers parte de mi vida. Te amo.
A mis abuelos por quererme tanto. Abuelo ests donde ests, s que siempre me
acompaas en cada momento y tambin cuanto queras estar conmigo en este
momento, te quiero tanto. Mi abuela bella, le doy gracias a Dios porque ha
permitido que ests presente y pueda darte esta alegra. Gracias por cuidarme
siempre, eres un ser especial abuelita, te amo.
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AGRADECIMIENTOS
A Dios, por esclarecer mi camino y acompaarme da a da.
A mi madre, por confiar en m y darme fuerza para seguir adelante. Tu esfuerzo,
sacrificio y apoyo, convierte este logro como tuyo mami, un fruto que has cosechado y
seguirs cosechando en esta vida. Te amo inmensamente.
A Abraham Ch., por su apoyo incondicional, cario y estar all siempre en cada
momento de mi vida. Agradezco a Dios todos los das el haberte encontrado y que
permita compartir a tu lado este logro. T me has enseado que esta vida es hermosa y
que con esfuerzo todo se puede lograr. Eres y seguirs siendo mi vida. Te amo.
A mi tutor Ing. Luis Moreno, por confiar en m para la realizacin de este proyecto y
permitirme aprender de sus conocimientos. Gracias por su dedicacin, paciencia,
constancia, amistad y apoyo que hicieron todo ms llevadero en cada momento.
A la seora Estela, a la seora Isabel y al seor William por su apoyo, cario y
consejos. Gracias por quererme como una hija. Los quiero mucho.
A Gladys Pea, por su amistad brindada, escuchar y aclarar mis dudas durante la
realizacin de este proyecto.
A la profesora Shirley Marfisi, por su colaboracin durante el transcurso de esta
investigacin.
A la Universidad de Oriente, por brindarme la oportunidad de desarrollar esta
carrera y muy especialmente a todos los profesores que directa o indirectamente fueron
parte de mi formacin integral como profesional.
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RESUMEN En este trabajo de investigacin se estudi experimentalmente una metodologa
para la recuperacin de petrleo contaminado en laboratorios de la Universidad de
Oriente, utilizando un tanque de lavado mejorado como equipo de deshidratacin del
petrleo, a escala de laboratorio. Se caracterizaron fsicoqumicamente las muestras
contaminadas A1, B1, C1 y D1, arrojando porcentajes de agua y sedimentos de 30, 27,
30 y 15%, respectivamente. Las muestras contaminadas se trataron en el sistema de
deshidratacin luego de haber seleccionado las concentraciones ptimas de los
deshidratantes S1 (Nalco EC 2415 A), S2 (RM 443 DH) y S3 (RM 5453) utilizados para
el tratamiento, mediante el ensayo de prueba de botella. Se us como parmetro de
seleccin del desemulsionante, el mnimo de estabilidad de las emulsiones,
obtenindose como mejor deshidratante para la muestra A1 el S2 (RM 443 DH) a una
concentracin de 300 ppm; para las muestras B1 y D1 el producto S1 (Nalco EC 2415 A)
fue el ms factible, a una concentracin de 200 y 600 ppm respectivamente. En
contraste con la muestra C1, el mejor deshidratante fue el S3 (RM 5453) a una
concentracin de 300 ppm. Tambin se analiz el efecto del pH, en las muestras A1 y B1
recuperadas con pH cercano al valor neutro, se obtuvieron porcentajes de agua y
sedimentos de 0,2 y 0,1 %v/v respectivamente; en la muestra C1 recuperada con pH
bsico (9 y 11) no se observ una separacin apreciable de la emulsin, ya que el mejor
resultado fue de 7 %v/v. En la muestra D1 recuperada con pH cido (2 y 4), en un tiempo
de residencia de 1 hora, se alcanz un 0,1 %v/v de agua y sedimentos. Por ltimo, se
determinaron los porcentajes de eficiencia de las muestras estudiadas. Para las
muestras A1, B1 y D1 (las dos primeras con pH neutro y la ltima con pH cido) se
obtuvieron porcentajes de eficiencia en la recuperacin de petrleo de 99,33, 99,63 y
99,33% respectivamente; en cuanto a la muestra C1 el valor ms alto fue de 76,67% con
pH 9, pero con un pH 11 se obtuvieron valores bajos de hasta un 3,33% de eficiencia del
proceso.
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CONTENIDO
RESOLUCION .................................................................................................... iv
DEDICATORIA ....................................................................................................v
AGRADECIMIENTOS.........................................................................................vi
RESUMEN......................................................................................................... vii
CONTENIDO .................................................................................................... viii
CAPTULO 1: INTRODUCCIN ......................................................................... 9
1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ..................................................... 10
1.2 OBJETIVOS ............................................................................................ 12
1.2.1 Objetivo general................................................................................ 12
1.2.2 Objetivos especficos ........................................................................ 12
CAPTULO 2: MARCO TERICO .................................................................... 13
2.1 Antecedentes .......................................................................................... 13
2.2 PETRLEO, TIPOS Y CARACTERSTICAS .......................................... 14
2.3 SURFACTANTES Y CLASIFICACIN.................................................... 16
2.4. LAS EMULSIONES Y SU CLASIFICACIN .......................................... 18
2.5 DESHIDRATACIN DE CRUDOS......................................................... 26
CAPTULO 3: METODOLOGA ........................................................................ 33
3.1 CARACTERIZACIN FISICOQUMICA DE LAS MUESTRAS DE
PETRLEO SELECCIONADAS............................................................................ 33
3.2 PROCEDIMIENTO PARA LA RECUPERACIN DEL PETRLEO
PRESENTE EN LA MUESTRAS CONTAMINADAS ............................................. 40
3.3 ANLISIS DEL EFECTO DEL PH DEL AGUA EN LA ESTABILIDAD DE
LAS EMULSIONES ............................................................................................... 43
3.4 DETERMINACIN DE LOS PORCENTAJES DE EFICIENCIA DE
RECUPERACIN DE PETRLEO ....................................................................... 44
3.5 EQUIPOS, MATERIALES, SUSTANCIAS Y HERRAMIENTAS.............. 44
3.6 DATOS EXPERIMENTALES................................................................... 46
3.7 MUESTRA DE CLCULO....................................................................... 72
viii
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CAPTULO 4: ANLISIS DE RESULTADOS, CONCLUSIONES Y
RECOMENDACIONES ............................................................................................. 79
4.1 CARACTERIZACIN FISICOQUMICA DE LAS MUESTRAS DE
PETRLEO ........................................................................................................... 79
4.2 PROCEDIMIENTO PARA LA RECUPERACIN DE PETRLEO
PRESENTE EN LA MUESTRAS CONTAMINADAS ............................................. 80
4.3 ANLISIS DEL EFECTO DE PH DEL AGUA EN LA ESTABILIDAD DE
LAS EMULSIONES ESTUDIADAS........................................................................ 86
4.4 DETERMINACIN DE LOS PORCENTAJES DE EFICIENCIA EN LA
RECUPERACIN DE PETRLEO UNA VEZ APLICADA LA METODOLOGA
ANTERIOR ............................................................................................................ 93
4.5 CONCLUSIONES.................................................................................... 94
4.6 RECOMENDACIONES ........................................................................... 95
BIBLIOGRAFA................................................................................................. 96
METADATOS PARA TRABAJOS DE GRADO, TESIS Y ASCENSO:............. 98
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CAPTULO 1: INTRODUCCIN
Tarde o temprano, cualquier pozo petrolero llega a producir un porcentaje de
agua superior a lo admisible, por esta razn es necesario remover el agua mediante
las operaciones de deshidratacin del petrleo. En el proceso de produccin, ste
emerge contaminado con salmueras subterrneas, las cuales pueden estar en forma
libre o emulsionada en el petrleo; la reduccin del agua emulsionada no es directa,
es decir, el agua no se separa por s sola debido a la estabilidad que le dan los
surfactantes naturales a la emulsin, por tanto es necesario someter la emulsin a un
sistema de deshidratacin.
En el mbito molecular, las sustancias se encuentran unidas mediante enlaces
de tipo inico y covalente. Al romperse esa estructura, las sustancias que tienen el
mismo tipo de enlace son miscibles y las de diferente tipo son inmiscibles. El agua
tiene enlaces covalentes polares y los hidrocarburos que forman el petrleo crudo
tienen enlaces covalentes no polares, por lo que nunca podrn mezclarse.
La deshidratacin de crudos es un proceso mediante el cual se separa el agua
emulsionada producto de la produccin de un importante nmero de pozos petroleros
a nivel mundial. El mecanismo involucrado en este proceso an hoy da no est
totalmente comprendido y gran parte de las soluciones a problemas que se
presentan, han sido desarrolladas principalmente en base a experiencias prcticas
dirigidas a sistemas especficos (Lpez, 2004).
Esta investigacin tuvo por objeto estudiar experimentalmente una
metodologa para la recuperacin de petrleo contaminado, generado en laboratorios
de la Universidad de Oriente, Ncleo Anzotegui. Para lograr esto se aplicaron
mtodos de tratamiento mecnico, trmico y qumico, a escala de laboratorio, con la
finalidad de obtener petrleo libre de impurezas y con un contenido de agua
aceptable para ser reusado nuevamente en las prcticas docentes.
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1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA La produccin de los pozos petroleros normalmente contiene una fraccin
importante de agua, ya sea sta de origen natural o producto de las operaciones
secundarias, la cual se encuentra asociada al petrleo una vez que se realiza su
extraccin. Una parte del agua producida por el pozo petrolero, llamada agua libre,
se separa fcilmente del petrleo por accin de la gravedad, tan pronto como la
velocidad de los fluidos es suficientemente baja. La otra parte del agua est
ntimamente combinada con el crudo en forma de una emulsin de gotas de agua
dispersadas en el aceite, la cual se llama emulsin agua/aceite (W/O) (Marfisi,
Salager, 2004).
Para formar una emulsin se requiere la presencia de dos lquidos inmiscibles,
agitacin suficiente y un agente que estabilice la emulsin. Estas condiciones estn
presentes en las actividades de extraccin de hidrocarburos, por lo que es imposible
evitar la formacin de emulsiones, lo que obliga a desarrollar tcnicas para su
desestabilizacin y rompimiento (deshidratacin). El alto contenido de agua en el
petrleo representa un problema en los procesos de extraccin, distribucin y
refinacin, ya que el petrleo debe cumplir con las especificaciones de calidad para
los contratos de comercializacin, los cuales usualmente exigen un mximo
contenido de agua y sedimentos del 0.5% v/v para crudos medianos y livianos,
adems de 1% v/v para crudos ms pesados (Vite, 2008)
Los agentes emulsionantes comnmente encontrados en el petrleo incluyen
asfaltenos, sustancias resinosas, cidos orgnicos solubles en petrleo y otros
materiales como hierro, zinc, carbonato de calcio, slica, sulfato de aluminio y sulfito
de hierro. El sulfito de hierro se encuentra especialmente en muchos crudos
sulfurosos, las sustancias mencionadas se encuentran usualmente en forma de
pelculas que cubren las gotitas de agua en la interfase agua-petrleo. En una
emulsin, el lquido dispersado en pequeas gotas se conoce como la fase interna y
la fase que rodea las gotas se denomina externa o continua (De La Cruz, 2003).
Debido a la facilidad con que se forman emulsiones estables, se requieren
costosos equipos de separacin; sin embargo, con la informacin referente a las
caractersticas del crudo y las propiedades de la emulsin es posible realizar pre-
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tratamientos con desemulsionantes o a travs de equipos especialmente diseados
con el objeto de evitar o disminuir la formacin de emulsiones W/O. La
demulsionacin del petrleo forma parte integral de su produccin; por medio de la
desestabilizacin y ruptura de las emulsiones se elimina el contenido de agua
presente en el petrleo para que ste cumpla con las especificaciones de
comercializacin (Prez, Tapia, 2007).
Un desemulsionante es una molcula con carcter hidroflico/lipoflico
parcialmente soluble en la fase continua (aceite) y en la fase dispersa (agua).
Dependiendo del tipo de petrleo y de la disponibilidad de recursos se combinan
cualquiera de los siguientes mtodos tpicos de deshidratacin: qumico, trmico,
mecnico y elctrico. En general, se usa una combinacin de los mtodos trmicos y
qumicos con uno mecnico o elctrico para lograr la deshidratacin efectiva de la
emulsin W/O (Marfisi, Salager, 2004).
En la bsqueda de una solucin a la problemtica planteada, esta investigacin tuvo como fin el estudio experimental de una metodologa para la recuperacin de
petrleo contaminado en laboratorios de la Universidad de Oriente, implementando una
combinacin de mtodos trmicos y qumicos con uno mecnico, usando para ello un
tanque de lavado a escala de laboratorio para la separacin factible de la emulsin
agua en crudo.
El trabajo se realiz en el laboratorio de Sistemas Dispersos y Ambiente del
Departamento de Ingeniera Qumica de la Universidad de Oriente, Ncleo
Anzotegui. Para alcanzar el objetivo principal de esta investigacin, las muestras de
petrleo contaminadas se caracterizaron fsicoquimicamente, luego se aplic un
procedimiento para la recuperacin de petrleo contaminado, tomando muestras de
desechos acumulados en laboratorios de la universidad. El agua contenida en las
muestras se decant y se les realiz variaciones en el pH, que en un principio era
muy cercano al valor neutro. Para obtener un barrido de los valores de la escala de
pH que va desde 0 a 14, a dos muestras de petrleo contaminadas no se les vari su
valor inicial de pH conservndolo neutro; en cambio a dos muestras se les modific
su valor inicial de pH, obtenindose un pH cido (entre 2 y 4) en una de las
muestras, agregando una solucin de cido sulfrico (H2SO4, 50 %V/V) y en la otra
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muestra se obtuvo un pH bsico (entre 9 y 11), aadiendo una solucin de hidrxido
de sodio (NaOH, 1 %m/v). Posteriormente se form la emulsin y se analiz el efecto
de las modificaciones del pH en la estabilidad de las emulsiones. Finalmente, se
determinaron los porcentajes de eficiencia en la recuperacin de petrleo despus de
haber aplicado la metodologa planteada anteriormente.
1.2 OBJETIVOS
1.2.1 Objetivo general Estudiar experimentalmente una metodologa para la recuperacin de petrleo
contaminado en laboratorios de la Universidad de Oriente.
1.2.2 Objetivos especficos
1. Caracterizar fsicoquimicamente las diferentes muestras de petrleo
contaminadas.
2. Aplicar un procedimiento para la recuperacin del petrleo presente en las
muestras contaminadas.
3. Analizar el efecto de pH del agua en la estabilidad de las emulsiones
estudiadas.
4. Determinar los porcentajes de eficiencia en la recuperacin de petrleo una
vez se haya aplicado la metodologa anterior.
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CAPTULO 2: MARCO TERICO
2.1 Antecedentes Marn (2009) desarroll una metodologa experimental para la recuperacin de
crudo contaminado, mediante un proceso de deshidratacin con tratamiento
mecnico y qumico. Seleccion una serie de productos desemulsionantes usando la
prueba de botella, tomando como criterio la eficiencia del producto para romper la
emulsin W/O a la menor concentracin. Dise un tanque de lavado a escala de
laboratorio para realizar pruebas piloto, donde se trataron las emulsiones con los
productos seleccionados. Finalmente despus del tratamiento caracteriz
fisicoqumicamente el petrleo deshidratado llegando a la conclusin que el
desemulsionante Nalco EC2415-A fu el ms eficiente a una concentracin de
500ppm y un tiempo de residencia de 120 minutos.
Bogarn (2008) realiz una evaluacin al sistema de deshidratacin de crudo
de la estacin de flujo Musipn con la finalidad de establecer propuestas para la
adecuacin de su infraestructura segn el incremento del volumen de agua asociada
a la produccin estimado para los aos 2007 al 2025. Para esto realiz simulaciones
de la hidrulica del sistema y efectu anlisis de laboratorio a muestras de crudo
para determinar la gravedad API, viscosidad y porcentaje de agua y sedimentos, con
lo cual calcul la eficiencia de los equipos de deshidratacin y recomend
incrementar el tiempo y volumen de agua bombeado a esta planta.
Marfisi (2005) relacion la estabilidad de emulsiones W/O con el proceso de
deshidratacin de crudos. Para tal efecto dise un deshidratador elctrico, donde se
realiz el rompimiento de la emulsin aplicando campo elctrico y qumica
deshidratante. Encontr que la velocidad de transferencia del deshidratante es
acelerada con alcoholes, con una reduccin sustancial de la tensin superficial.
Interpret el proceso de electrocoalescencia en tres etapas bien definidas. Enfatiz
que el tiempo de equilibracin aparente y el tiempo de escala son de importancia
prctica para disear o minimizar el tiempo de residencia en los equipos de procesos
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industriales para formular o romper emulsiones, lo cual est directamente
relacionado con los costos de produccin.
Prez y Garfias (2002) realizaron un proceso de deshidratacin de crudo
estudiando experimentalmente las variables que afectan la rapidez de
deshidratacin y desalado del crudo Maya al aplicar un campo elctrico de corriente
continua. Para esto construyeron un deshidratador electrosttico en operacin por
lotes tomando en cuenta las variables como voltaje, concentracin de sal en fase
acuosa, concentracin de desemulsionante, porcentaje de agua emulsionada y
temperatura. Estas variables las agruparon en un modelo y la comparacin de ste
con los datos experimentales mostr una precisin de 10%.
En esta investigacin se evalu una metodologa para la recuperacin de
petrleo, implementando una combinacin de los mtodos trmicos y qumicos con
uno mecnico, usando un tanque de lavado para obtener la mejor separacin de la
emulsin agua en petrleo. Adems, en la seleccin del deshidratante, las muestras
se trataron a bajas concentraciones para minimizar los costos de operacin en la
recuperacin de petrleo y al agua contenida en las muestras de petrleo
contaminado se les vari el pH y se analiz su efecto en la estabilidad de las
emulsiones. Se tomaron varias muestras de laboratorios de la Universidad de Oriente
y se realizaron corridas en el tanque de lavado que se encuentra en el laboratorio de
Propiedades de Hidrocarburos para determinar la eficiencia del proceso. Adems, al
tanque de lavado se le realiz un cambio en la geometra del distribuidor con la
finalidad de aumentar la eficiencia del equipo.
2.2 PETRLEO, TIPOS Y CARACTERSTICAS
El petrleo es una mezcla compleja de hidrocarburos lquidos, compuesto en mayor
medida por carbono e hidrgeno, con pequeas cantidades de nitrgeno, oxgeno y
azufre, formado por la descomposicin y transformacin de restos animales y plantas
que han estado enterrados a grandes profundidades durante varios siglos (Carrillo,
2008).
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2.2.1 Tipos de petrleoLa presencia en diversas cantidades de cada uno de los elementos qumicos
(orgnicos e inorgnicos) que componen el petrleo, determinan sus caractersticas
particulares como el color, densidad, viscosidad, entre otras, las que permiten
clasificarlo de diferentes maneras. Los tipos de petrleo pueden ser determinados de
distintos modos en funcin al criterio que se desee considerar como predominante,
siendo los ms comunes:
a) Por su composicin qumica
Este tipo de clasificacin depende estrictamente de la presencia de ciertos
componentes qumicos en el petrleo, as como de la unin de stos en elementos
ms complejos. Su importancia radica en las caractersticas particulares que cada
uno de estos elementos le aade al petrleo. Se puede clasificar en:
Parafnicos: cuyo componente principal es el compuesto qumico llamado
parafina. Son muy fluidos y de color claro. Proporcionan una mayor cantidad de nafta (usada para obtener solventes de pintura, productos de lavado al seco o gasolinas) y lubricantes que los otros tipos de petrleo en el proceso de refinacin.
Naftnicos: siendo sus componentes principales los naftenos y los hidrocarburos aromticos. Son petrleos muy viscosos y de coloracin oscura. Generan una gran cantidad de residuos despues del proceso de refinacin.
Mixtos: es decir, con presencia de ambos tipos de compuestos. b) Por su densidadLa densidad (d) es una propiedad fsica que mide la cantidad de masa
contenida en un determinado volumen. Por ejemplo, si se compara 1 kg de ladrillos
con 1 kg de plumas se tiene que los ladrillos ocuparn un espacio menor que las
plumas, y esto se debe a que los ladrillos tienen una mayor densidad, en otras
palabras, ocupan una mayor cantidad de masa en un espacio menor.
La gravedad API se basa en la comparacin de la densidad del petrleo con la
densidad del agua, es decir, se busca determinar si el petrleo es ms liviano o
pesado que sta ltima. La clasificacin propuesta por el Instituto de Petrleo
Amricano indica que a una mayor gravedad API el petrleo es ms liviano, como se
puede ver a continuacin (Carrillo, 2008):
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Petrleo extrapesado: d >1,0 g/cm3, 10< API. Petrleo pesado: d entre 1,0-0,92 g/cm3, 10< API >22,3. Petrleo mediano: d entre 0,92-0,87 g/cm3, 22,3< API >31,1. Petrleo ligero: d entre 0,87-0,83 g/cm3, 31,1< API >39. Petrleo superligero: d < 0,83 g/cm3, API > 39.
Cabe indicar que los petrleos ligeros son tambin los ms requeridos en el
mercado, y al mismo tiempo los de mayor precio, ya que los costos tanto de
extraccin como de refinacin son menores en comparacin con petrleos pesados.
La gravedad API y la calidad del petrleo estn ntimamente relacionados, los
petrleos ms ligeros tienen una mayor calidad, y requieren de menores costos para
ser aprovechados que aquellos ms pesados.
c) Por la presencia de azufre
El azufre es uno de los componentes que estn presentes en los hidrocarburos.
Pero su presencia en los hidrocarburos implica la necesidad de mayores procesos de
refinamiento, y por ende un mayor costo final, razn por la cual la presencia de
azufre es tambin un determinante del valor comercial del petrleo. As, tenemos que
el petrleo puede clasificarse de 2 formas:
Petrleo dulce (Sweet Crude Oil): Es aquel que contiene menos de 0.5%m/m de componentes sulfurosos, es decir, con presencia de azufre. Es un petrleo de alta calidad y es ampliamente usado para ser procesado como gasolina. Petrleo agrio (Sour Crude Oil): Es aquel que contiene al menos 1%m/m de componentes sulfurosos en su composicin. Debido a la mayor presencia de azufre su costo de refinamiento es mayor, razn por la cual es usado mayormente en productos destilados como el diesel, dado su menor costo de tratamiento.
2.3 SURFACTANTES Y CLASIFICACIN
Surfactantes, tambin conocidos como agentes tensioactivos, son agentes de
humectacin que bajan la tensin superficial de un lquido, permiten una ms fcil
dispersin y bajan la tensin interfacial entre dos lquidos. Los surfactantes son
usualmente compuestos orgnicos amfiflicos, o que contienen grupos no polares
hidrfobos o lipoflicos, solubles en hidrocarburo (colas) y grupos polares hidroflicos
(cabezas) solubles en agua. Por ello son solubles en solventes orgnicos y en agua.
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En la figura 2.1 se observa la representacin de una molcula de surfactante
(Norman, Trombetta, 2007).
Figura 2.1 Representacin de una molcula de surfactante (Norman,
Trombetta, 2007).
2.3.1 Tipos de surfactantes Desde el punto de vista comercial los surfactantes se clasifican segn su
aplicacin. Sin embargo se observa que muchos surfactantes son susceptibles de
ser utilizados en aplicaciones diferentes, lo que provoca confusiones. Por tanto, se
prefiere, clasificarlos de acuerdo a la estructura de su molcula, o ms exactamente
segn la forma de disociacin en el agua (Salager, 2002).
a) Surfactantes aninicos: se disocian en un anin anffilo y un catin, el cual
es en general un metal alcalino o un amonio cuaternario. A este tipo pertenecen los
detergentes sintticos como los alquil benceno sulfonatos, los jabones (sales de
sodio de cidos grasos), los agentes espumantes como el lauril sulfato, los
humectantes del tipo sulfosuccinato, los dispersantes del tipo lignosulfonatos, etc. La
produccin de los surfactantes aninicos representa alrededor del 55% de los
surfactantes producidos anualmente en el mundo.
b) Surfactantes noinicos: estn en el segundo rango por orden de
importancia con un poco menos del 40% del total. En solucin acuosa no se ionizan,
puesto que ellos poseen grupos hidrfilos del tipo alcohol, fenol, ter o amida. Una
alta proporcin de estos surfactantes pueden tornarse relativamente hidroflicos
gracias a la presencia de una cadena politer del tipo polixido de etileno. El grupo
hidrfobo es generalmente un radical alquilo o alquil benceno y a veces una
estructura de origen natural como un cido graso, sobre todo cuando se requiere una
baja toxicidad.
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c) Surfactantes catinicos se disocian en solucin acuosa en un catin
orgnico anffilo y un anin generalmente del tipo halogenuro. La gran mayora de
estos surfactantes son compuestos nitrogenados del tipo sal de amina grasa o de
amonio cuaternario. La fabricacin de estos surfactantes es mucho ms cara que la
de los anteriores y es por esta razn que no se les utilizan salvo en caso de
aplicacin particular, como cuando se hace uso de sus propiedades bactericidas o de
su facilidad de adsorcin sobre sustratos biolgicos o inertes que poseen una carga
negativa. Esta ltima propiedad hace que sean excelentes agentes antiestticos,
hidrofobantes, as como inhibidores de corrosin, y puedan ser utilizados tanto en
productos industriales como para uso domstico.
La combinacin dentro de una misma molcula de dos caracteres: aninico y
catinico producen un surfactante llamado anftero, como por ejemplo los
aminocidos, las betanas o los fosfolpidos; ciertos anfteros son insensibles al pH,
otros son de tipo catinico a pH cido y de tipo aninico a pH alto. Los anfteros son
en general tan caros como los catinicos y por esta razn su utilizacin se reduce a
aplicaciones particulares.
Hace unos veinte aos surgieron los surfactantes polimricos; estos son
producidos asociando estructuras polimerizadas de tipo hidroflico o lipoflico, en
forma de bloques o de injertos. Ciertos de estos surfactantes son indispensables en
procesos donde estn involucrados macromolculas naturales como en la
deshidratacin de petrleo.
2.4. LAS EMULSIONES Y SU CLASIFICACIN Una emulsin es un sistema que contiene dos fases lquidas inmiscibles, una de
las cuales est dispersada en la otra, y cuya estructura es estabilizada por un agente
surfactante llamado emulsionante (Salager, 1999). La nocin de estabilidad es por
supuesto relativa, pero se refiere a una casi ausencia de cambio durante un perodo
de tiempo suficientemente largo para el propsito de la aplicacin prctica, lo cual
puede variar de algunos minutos a algunos aos (Salager, 1999).
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En ausencia de surfactante, la dispersin lquido-lquido coalesce rpidamente
(ejemplo aceite y vinagre). En presencia de un agente emulsionante, la emulsin
puede presentar una cierta segregacin gravitacional, pero la coalescencia de las
gotas es notablemente retardada, an cuando se tocan (ejemplo de la mayonesa).
Las cantidades relativas de fase dispersa y de fase continua (referidas tambin como
fase interna y fase externa) influyen notablemente sobre las propiedades. Debajo de
20% de fase interna se habla de una emulsin de bajo contenido de fase interna. En
tales emulsiones se puede considerar que hay poca interaccin de las gotas entre si,
lo que permite modelizar ciertos comportamientos. Al otro extremo estn las
emulsiones de alto contenido de fase interna, en las cuales las gotas de la fase
interna ocupan ms del 60-70% del volumen. En estas emulsiones las interacciones
entre gotas dominan los efectos. Ms all de 75%, las gotas estn literalmente al
contacto y la emulsin se torna muy viscosa (Salager, 1999).
La concentracin del agente emulsionante es variable, pero en la prctica
existen dos lmites. Debajo de una concentracin mnima del orden de algunos miles
de ppm (0,1%v/v por ejemplo), no hay bastante emulsionante para estabilizar la
emulsin. Ms all de algunos porcientos (5% por ejemplo), no se gana nada
aumentando la concentracin del surfactante. En las aplicaciones prcticas se
encuentra una concentracin de emulsionante en el rango 0,2-3%v/v. Por razones de
eficiencia y de costo se usa en general un emulsionante compuesto de una mezcla
de varios surfactantes (Salager, 1999).
2.4.1 Tipos de emulsiones En la mayora de los casos en los cuales se hace una emulsin con dos lquidos
inmiscibles, uno de los lquidos es una fase acuosa y el otro una fase aceite u
orgnica. Se usarn las abreviaturas W (water) y O (oil) para dichas fases, ya que en
castellano las palabras agua y aceite empiezan por la misma letra (Salager, 1999).
a) Aceite en agua (O/W): es una emulsin en la cual las gotas de aceite (O), se encuentran dispersadas en el agua (W). En la industria petrolera se denominan emulsiones inversas.
-
20
b) Agua en aceite (W/O): es una emulsin donde las gotas de agua (W) estn dispersas en aceite (O). Se llaman emulsiones normales en la industria petrolera.
c) Aceite en agua en aceite (O/W/O): este tipo de emulsin no se encuentra con frecuencia y tiene una forma compleja. Est constituida por una fase continua de aceite que en cuyo interior se encuentran dispersas gotas de agua, que a su vez, forman una fase continua con pequesimos glbulos de la fase oleosa.
d) Agua en aceite en agua (W/O/W): es una emulsin formada por una fase continua de agua con una primera fase dispersa de aceite, que a su vez, tiene gotas de agua dispersas dentro de si. En la figura 2.2 se representan los tipos de emulsin.
Emulsin W/O Emulsin O/W Emulsin
W/O/W Figura 2.2 Tipos de emulsiones (Salager, 1999).
2.4.2 La estabilidad de una emulsin Una emulsin es por definicin un sistema termodinmicamente inestable y
tarde o temprano debe separarse en dos fases. Es relativamente fcil decir que una
emulsin se ha roto, pero es difcil definir experimentalmente un valor de su
estabilidad. La nica me almente absoluta de la estabilidad de una emulsin es
la variacin del nmero as en funcin del tiempo. Tal informacin no se puede
obtener experimentalme
de gota con el tiempo. D
sea que se tome una m
gran exceso de fase
considerablemente de la
sola vez, porque altera e
Por lo tanto la e
volumen de las fases s
tpicamente en tres zona
contenido de fase intern
de gotsdida rente sino mediante la variacin de la distribucin del tamao
esde el punto de vista experimental tal medicin implica bien
uestra, bien sea que se diluya el sistema completo con un
externa. El resultado del primer mtodo depende
posicin del muestreo y el segundo puede emplearse una
l estado del sistema (Salager ,1999).
tabilidad de una emulsin se relaciona en general con el
eparadas. Despus de algn tiempo el sistema se separa
s: una zona central que contiene una nata o emulsin de alto
a y dos fases separadas: la interna (coalescida) y la externa
-
21
(clarificada). Se ha demostrado recientemente que estos criterios dan resultados
satisfactorios cuando se le da una interpretacin adecuada.
La figura 2.3 indica la fraccin de volumen coalescido en funcin del tiempo.
Esta curva posee una forma sigmoide, la cual es caracterstica de un proceso con
varias etapas. Durante un cierto perodo inicial no se separa ningn tipo de volumen;
este perodo de iniciacin corresponde a la sedimentacin de gotas y al drenaje de la
fase externa hasta alcanzar una emulsin compactada en la cual las gotas no se
tocan. En realidad las gotas estn separadas por una pelcula delgada de fase
externa, en la cual la interaccin entre las interfases empieza a jugar un papel
importante y puede producir un efecto notable de retardo.
Figura 2.3 Fraccin de volumen coalescido en funcin del tiempo (Salager,
1999).
Cuando las pelculas llegan a alcanzar un espesor del orden de 200 , son
suceptibles de romperse, provocando as la coalescencia de las gotas y la formacin
de un volumen separado. Esta etapa corresponde a la parte ascendiente de la curva,
cuya forma sigmoide puede interpretarse como la funcin acumulativa de una
distribucin normal o log-normal, lo que no es de extraar por el carcter aleatorio del
proceso de ruptura.
2.4.2.1 Propiedades que intervienen en la estabilidad de las emulsiones El rompimiento de la emulsin depende de las siguientes propiedades (Marfisi,
Salager, 2004): a) Tensin interfacial. Una reduccin de la tensin interfacial no es suficiente
para aumentar la estabilidad de la emulsin. Se ha encontrado recientemente que los
-
22
sistemas de tensin ultra-baja producen emulsiones inestables. Estudios de tensin
interfacial dinmica entre crudo y agua muestran que la tensin disminuye con el
tiempo y que se requieren varias horas de contacto para obtener un valor estable.
b) Viscosidad de la fase externa. Una viscosidad alta en la fase externa
disminuye el coeficiente de difusin y la frecuencia de colisin de las gotas, por lo
que se incrementa la estabilidad de la emulsin. Una alta concentracin de las gotas
tambin incrementa la viscosidad aparente de la fase continua y estabiliza la
emulsin. Este efecto puede ser minimizado calentando la emulsin.
c) Tamao de la gota. Gotas muy pequeas menores de 10 m generalmente
producen emulsiones ms estables. Una amplia distribucin de tamaos de
partculas resulta en general en una emulsin menos estable.
d) Relacin de volumen de fases. Incrementando el volumen de la fase
dispersa se incrementa el nmero de gotas y/o tamao de gota y el rea interfacial.
La distancia de separacin se reduce y esto aumenta la probabilidad de colisin de
las gotas. Todos estos factores reducen la estabilidad de la emulsin.
e) Temperatura. Usualmente, la temperatura tiene un efecto muy fuerte en la
estabilidad de la emulsin. Incrementando la temperatura se reduce la adsorcin de
surfactantes naturales y disminuye la viscosidad de la fase externa, la rigidez de la
pelcula interfacial y la tensin superficial. Todos estos cambios reducen la
estabilidad de la emulsin. En presencia de surfactantes aninicos, un aumento de
temperatura aumenta la afinidad de estos por la fase acuosa, mientras que lo inverso
ocurre con surfactantes no-inicos.
f) pH. La adicin de cidos o bases inorgnicos cambia radicalmente la
formacin de pelculas de asfaltenos y resinas que estabilizan las emulsiones agua-
aceite. Ajustando el pH se puede minimizar la rigidez de la pelcula que estabiliza la
emulsin y aumentar la tensin superficial. La estabilizacin de la tensin interfacial
depende del pH de la fase acuosa, por lo cual la adsorcin en la interfase presenta
una histresis que indica que las diferentes molculas emulsionantes (surfactantes
naturales que contienen grupos cidos y bases) poseen cinticas de equilibracin
muy diferentes.
-
23
g) Envejecimiento de la interfase. A medida que la interfase envejece la
adsorcin de los surfactantes se completa y debido a las interacciones laterales entre
las molculas aumenta la rigidez de la pelcula hasta un valor estable en unas 3 a 4
horas. Esta pelcula o piel alrededor de la gota llega a ser ms gruesa, ms fuerte y
ms dura. Adems, la cantidad de agentes emulsionantes se incrementa por
oxidacin, fotlisis, evaporacin o por la accin de bacterias.
h) Salinidad de la salmuera. La concentracin de la salmuera es un factor
importante en la formacin de emulsiones estables. Agua fresca o salmuera con baja
concentracin de sal favorecen la estabilidad de las emulsiones. Por el contrario,
altas concentraciones de sal tienden a reducirla.
i) Tipo de aceite. Los crudos con aceite de base parafnica usualmente no
forman emulsiones estables, mientras que los crudos naftnicos y de base mixta
forman emulsiones estables. Ceras, resinas, asfaltenos y otros slidos pueden
influenciar la estabilidad de la emulsin. En otras palabras, el tipo de crudo determina
la cantidad y tipo de emulsionantes naturales.
j) Diferencia de densidad. La fuerza neta de gravedad que acta en una gota
es directamente proporcional a la diferencia en densidades entre la gota y la fase
continua. Aumentando la diferencia de densidad por incremento de la temperatura se
logra aumentar la velocidad de sedimentacin de las gotas y por ende, se acelera la
coalescencia.
k) Presencia de cationes. Los cationes divalentes como calcio y magnesio
tienen tendencia a producir una compactacin de las pelculas adsorbidas,
probablemente por efecto de pantalla electrosttica de un lado, y por otro, la
precipitacin de sales insolubles en la interfase.
l) Propiedades reolgicas interfaciales. Generalmente, cuando una interfase
con molculas de surfactantes adsorbidas se estira o dilata se generan gradientes de
tensin. Los gradientes de tensin se oponen al estiramiento e intentan restaurar la
uniformidad de la tensin interfacial. Como consecuencia, la interfase presenta una
cierta elasticidad. ste es el efecto llamado Gibbs-Marangoni.
-
24
2.4.3. Mecanismos involucrados en la ruptura de las emulsiones No es fcil estudiar el mecanismo de ruptura de una emulsin porque involucra
muchas gotas a la vez. Por tanto los mecanismos elementales se estudian en
general sobre un sistema ms simple, por ejemplo aqul que presenta una sola gota
de fase dispersada que se acerca a una interfase plana (Salager 1999).
La figura 2.4 ilustra el caso de una emulsin O/W, al enfocar la situacin de
una gota de aceite (negra) que se acerca a la interfase entre la fase contnua de la
emulsin (blanca), y la fase negra ya coalescida.
Sedimentacin Formacin de un Drenaje de una pelcula Coalescencia
dimple delgada (LENTO) (RAPIDO) Figura 2.4 Etapas de la coalescencia de una gota contra un plano (Salager,
1999)
de gravedad por el empuje de
Arqumedes, segn el proceso llamado sedimentacin. La sedimentacin
gravi
2.4.3.1 Sedimentacin Primero la gota se desplaza en el campo
tacional sigue la Ley de Stokes, que permite calcular la velocidad de cada o
subida, v (Salager, 1999):
(ec. 1)
donde R es el radio de la gota, supuesta esfrica y rgida, g la aceleracin de la
gravedad, p la diferencia de densidad y n la viscosidad de la fase externa
-
25
(contnua). En realidad la Ley de Stokes debera modificarse porque en el caso de
una emulsin, varias gotas caen a la vez y existen interacciones entre ellas. Lo
impo
cional a la viscosidad de la fase externa (Salager, 1999).
Como la sedimentacin es la primera etapa en la ruptura de una emulsin,
retard stabilidad, aunque no en forma
nece
-coalescencia
ento se deba a la sedimentacin o al movimiento
brow
bal es atractivo y por tanto el acercamiento procede,
retard
y presenta una barrera
eleva
rtante aqu no es el valor numrico sino el hecho de que la Ley de Stokes indica
cules son los factores importantes. As se nota que la velocidad de sedimentacin
es proporcional al cuadrado del radio y a la diferencia de densidad, y es
inversamente propor
ar la sedimentacin equivale a aumentar la e
sariamente proporcional, porque la estabilidad puede depender en mayor grado
de las otras etapas.
2.4.3.2 Floculacin-drenaje Cuando la gota se acerca de la interfase a una distancia netamente inferior a su
dimetro(que el acercami
niano), entonces empiezan a actuar numerosos fenmenos producidos por la
vecindad de las dos interfases:
a) Las fuerzas de Van de Waals se suman a la gravedad para promover la
atraccin entre las gotas.
b) Por otra parte la presencia de surfactante adsorbido en la interfase resulta
en fuerzas repulsivas de ndole electrosttico o estrico.
c) El potencial glo
ado solamente por los fenmenos interfaciales dinmicos asociados con el
drenaje de la pelcula: efecto electroviscoso, viscosidad interfacial, gradiente de
tensin. Al llegar la pelcula a unos 100 de espesor se torna inestable, y se
produce la coalescencia.
d) El potencial global es repulsivo a gran distancia
da (> 15 kT); por tanto no procede el acercamiento y cualquier movimiento, en
particular el movimiento browniano, puede alejar las dos interfases. En tal caso la
distancia mnima alcanzada es siempre grande, mucho mayor que la requerida para
desestabilizar la pelcula, y por tanto la emulsin es estable.
-
26
e) El potencial global posee un mnimo segundario (floculacin) de poca
energa y un mnimo principal (coagulacin). Puesto que el potencial es atractivo
hasta la distancia que corresponde al mnimo segundario, se produce la floculacin y
la emulsin presenta grupos de gotas floculadas. Si las condiciones son tales que la
barre
el transporte de materia de la gota hacia otra
gota o hacia el fluido, es esencialmente instantneo cuando la pelcula ha
adelgazado tanto que las perturbaciones interfaciales le puedan romper. En efecto
fuerzas capilares puestas en juego son
cons
2.5 D
lero, llamada agua libre, se
separa fcilmente del crudo por accin de la ravedad, tan pronto como la velocidad
de los fluidos es suf
combinada con el crudo en forma d de gotas de agua dispersadas en
el aceite, la cual se llama emulsin agua/ac ite (W/O). En la figura 2.5 se observa
una m
ra de potencial excede la energa de la gota, entonces no se acercan ms las
gotas y la emulsin queda estable, aunque en estado floculado, lo que puede resultar
en un cambio de propiedad, tales como la viscosidad. Si la base de potencial no es
suficientemente alta, el acercamiento procede hasta la situacin de coagulacin,
donde se produce la coalescencia.
f) La coalescencia, se basa en
cuando se rompe la pelcula las
iderables; basta recordar como salpica una burbuja de jabn que se rompe para
evaluar la magnitud de estas fuerzas.
ESHIDRATACIN DE CRUDOS La deshidratacin 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 su
contenido a un porcentaje previamente especificado. Generalmente, este porcentaje
es igual o inferior al 1 % de agua (Marfisi, Salager, 2004).
Una parte del agua producida por el pozo petro
g
icientemente baja. La otra parte del agua est ntimamente
e una emulsin
e
icrofotografa de una emulsin agua en petrleo.
-
27
Figura 2.5 Microfotografa de una emulsin agua en petrleo (Marfisi,
Salager, 2004).
revenir la formacin de emulsin corriente abajo. La inyeccin de
dese
de
sedim nmente tanques de lavado o gun Barrels, son
2.5.1 Mtodos de tratamiento para la deshidratacin Dependiendo del tipo de aceite y de la disponibilidad de recursos se combinan
cualquiera de los siguientes mtodos tpicos de deshidratacin de crudo: Qumico,
trmico, mecnico y elctrico. En general, se usa una combinacin de los mtodos
trmicos y qumicos con uno mecnico o elctrico para lograr la deshidratacin
efectiva de la emulsin W/O (Marfisi, Salager, 2004).
El tratamiento qumico consiste en aplicar un producto desemulsionante
sinttico denominado en las reas operacionales de la industria petrolera como
qumica deshidratante, el cual debe ser inyectado tan temprano como sea posible a
nivel de superficie o en el fondo del pozo. Esto permite ms tiempo de contacto y
puede p
mulsionante antes de una bomba, asegura un adecuado contacto con el crudo y
minimiza la formacin de emulsin por la accin de la bomba (Marfisi, Salager,
2004).
El tratamiento por calentamiento consiste en el calentamiento del crudo
mediante equipos de intercambio de calor, tales como calentadores de crudo y
hornos. El tratamiento mecnico se caracteriza por utilizar equipos de separacin
dinmica que permiten la dispersin de las fases de la emulsin y aceleran el
proceso de separacin gravitacional. Entre ellos se encuentran los tanques
entacin llamados com
-
28
recip
l interior del tanque siguiendo la trayectoria forzada por bafles
intern
pasando a formar parte de la zona correspondiente al
crudo
denom
elctrico p
2.5.2Los
proceso d
ser ms p
la mez
ms pequeas de agua en las emulsiones, generalmente se rodean por pelculas de
una m
evitar que se junten o renan las gotas de agua en un perodo de tiempo razonable
(De La Cruz, 2003). Las partes de un tanque de lavado son las siguientes y se encuentran
sealadas en la figura 2.6.:
a) Lnea de entrada: tubera que sirve para conducir la emulsin de agua y petrleo hasta el tubo separador de gas.
b) Tubo separador de gas: llamada tambin tubera conductora, es una tubera de gran dimetro por la cual pasa la emulsin antes de entrar al tanque. Esta tubera cumple tres funciones: primero, separa el gas de la emulsin, disminuyendo as la turbulencia l tanque. El gas se descarga por la parte superior del tanque, lo ce que se conserve la presin atmosfrica. Segundo, sirve de tan e compensacin para evitar que la emulsiones se introduzcan al tanque por las bocas de alta presin y por ltimo
ientes de tipo helicoidal concntrico, que operan con una cantidad de agua
adicional (colchn de agua). Su funcionamiento es de la siguiente manera: la
emulsin entra al rea de desgasificacin donde se produce la liberacin del gas
remanente a travs de un sistema de venteo y luego hace contacto con el agua de
lavado.
El distribuidor se encarga de esparcir la emulsin lo ms finamente posible a
fin de aumentar el rea de contacto y favorecer la coalescencia. La emulsin fluye a
travs del agua en e
os que permiten aumentar el tiempo de residencia. El crudo, por ser ms liviano
que la emulsin, asciende
deshidratado. Finalmente, para el tratamiento elctrico se utilizan equipos
dos deshidratadores electrostticos, yina consiste en aplicar un campo
ara acelerar el proceso de acercamiento de las gotas de fase dispersa.
Tanques de lavado tanques de lavado se utilizan para la separacin de agua en petrleo y el
e separacin se basa en el principio de gravedad diferencial (el agua, por
esada que el petrleo se asentar en el fondo de un tanque que contenga
cla de los dos). Sin embargo, la experiencia ha demostrado que las partculas
ateria suficientemente dura y estable (asfaltenos) para resistir la ruptura y
dentro de cual ha
que d
-
29
distribuye la emulsin a la seccin de agua por medio de un esparcidor interno.
c) V l tanque de lavado.
lvula de descarga de agua: sirve para controlar la cantidad de agua en e
d) Lnea descarga: conduce al petrleo limpio desde el tanque de lavado hasta los tanques de almacenaje.
Entrada de
d
PLANTA
Figura 2.6 Representacin de un tanque de lavado (De La Cruz, 2003). La emulsin que entra al tubo conductor de gas por la lnea de entrada, est a
presin atmosfrica. Como se necesita cierta presin en el equipo aguas arriba del
tanque de lavado, una cantidad de gas se libera cuanto la presin se reduzca a la de
la atmsfera dentro del tanque y ese gas se elimina a travs de la vlvula de escape
de gas en la parte superior del tanque. Hay dos capas por encima del nivel de agua
libre en el tanque de lavado. Una capa intermedia de emulsin y otra superior de
Depurador tipo cicln Salida e d
Tubera de retorno del
agua a los calentadores
Paredes de
Exceso de agua
fl t
Venteo de Depurador
Barrera contra
Salida de
Tubera de retorno del
agua a los calentadores
Muro
contra fuego
Exceso de aguaEntrada de
-
30
petrleo limpio, no estando estas capas claramente definidas sino que se mezclan
entre s. La emulsin asciende con relativa facilidad por el agua libre una vez que
sale apa de emulsin (donde su
ligero
e utilizan 10 a 100 ppm. Generalmente, los crudos pesados requieren
mayor dosificacin que los crudos ligeros. El exceso de dosificacin de
desemulsificante incrementa los costos de tratamiento, puede estabilizar aun ms la
emulsin directa W/O producir emulsiones inversas O/W (Marfisi, Salager, 2004).
Las pruebas de botella ayudan a determinar cual desemulsionante puede ser
ms efectivo para romper la emulsin de campo. Los resultados de esta prueba
indican la menor cantidad de qumica necesaria para separar la mayor cantidad de
agua de la emulsin W/O. Para el xito de esta prueba se requiere seleccionar una
muestra representativa de la corriente de produccin de la emulsin, la cual debe
reunir las siguientes caractersticas:
tales como inhibidores de corrosin y
del distribuidor de lquido, luego penetra en la c
ascenso es ms lento), y en la capa restante se asienta el petrleo y siendo ms
que la emulsin, sube a la superficie. El petrleo limpio saliendo se retira por la
salida del petrleo y pasa al tanque de almacenaje.
2.5.3 Seleccin de la concentracin optima de los desemulsionantes Debido a que los agentes desemulsionantes son tan numerosos y complejos
para permitir su completa identificacin, seleccionar el desemulsionante ms
adecuado es un arte. La seleccin est basada en pruebas empricas de laboratorio
conocidas como prueba de botella, la cual se han estandarizado como tcnica de
seleccin de estos productos en los laboratorios de la industria petrolera. Los rangos
de dosificacin pueden variar de 10 a 1.000 ppm, aunque generalmente con un buen
deshidratante s
a) Ser representativa de la emulsin a ser tratada. b) Contener cantidades representativas de los qumicos presentes en el sistema,
parafinas. c) Debe ser fresca para evitar la estabilizacin por envejecimiento de la emulsin. d) Simular las mismas condiciones de agitacin y calentamiento tanto como sea
posible. En la figura 2.7 se esquematiza el procedimiento para la aplicacin de la prueba
de botella, el cual consiste bsicamente en preparar una serie de botellas graduadas y aadir 100 ml de la emulsin agua en crudo fresca o preparada en laboratorio, se dosifican diferentes concentraciones del producto deshidratante a cada botella dejando una botella sin deshidratante (botella patrn), se homogeniza la mezcla y se
-
31
colocan las botellas en un bao termosttico a la temperatura deseada. Cada 30 min se lee el volumen de agua coalescida y se observa la calidad de la interfase, del agua separada y de las paredes del tubo. Con esta data se construye la grfica de Porcentaje de agua separada en funcin del tiempo, as como la grfica de estabilidad, que permite conocer el tiempo necesario para separar volumen de fase acuosa. Tales grficas permiten determinar la ef
2/3 del iciencia del
deshidratante.
Figura 2.7 Procedimiento para la realizacin de la prueba de botella (Marfisi,
Salager, 2004) En la figura 2.8 se muestra el pape del deshidratante en una grfica de
estabilidad formulacin, siendo la variable de formulacin el SAD (Diferencia de
Afinidad del Surfactante). La situacin inicial es una emulsin W/O estabilizada por
surfactantes naturales y partculas autctonas del crudo. La qumica deshidratante es
una mezcla de surfactantes de carcter hidroflico que se solubiliza en un solvente
hidrocarbonado de tipo aromtico para viajar por difusin y conveccin por la fase
externa de la emulsin, es decir, el petrleo crudo, y adsorberse en la interfase de la
gota de agua. Este deshidratante combina sus efectos con los del surfactante
natural, obtenindose una mezcla eficaz que hace la emulsin inestable.
l
-
32
Figura 2.8 Accin del deshidratante dosificado en las pruebas de botella en
un mapa de estabilidad-formulacin (Marfisi, Salager, 2004).
-
CAPTULO 3: METODOLOGA La investigacin realizada es de tipo experimental, descriptiva y comparativa,
con l
laboratorios de la Universidad de Oriente. Por medio de
la ca
n de los
departamentos de Ingeniera Qumica y de Petrleo respectivamente, ubicados en la
par
SE
en
co icar el tiempo de
envejecimiento y la procedencia de las muestras seleccionadas de petrleo
contaminado.
Tabla 3.1 Clasificacin de las muestras de petrleo.
a finalidad de estudiar experimentalmente una metodologa para la recuperacin
de petrleo contaminado en
racterizacin de las muestras de petrleo contaminadas procedentes de las
prcticas de los laboratorios Propiedades de Hidrocarburos y de Refinaci
Universidad de Oriente, Ncleo Anzotegui, se procedi a utilizar diferentes mtodos
a tratar las muestras de petrleo emulsionado.
3.1 CARACTERIZACIN FISICOQUMICA DE LAS MUESTRAS DE PETRLEO LECCIONADAS
Se identificaron las muestras de petrleo en funcin del tiempo de
vejecimiento de la emulsin, usando letras y nmeros como nomenclatura, tal
mo se expresa en la tabla 3.1, con el propsito de ind
Muestra
Tiempo de envejecimiento de la emulsin (meses)
Laboratorio
de procedencia A1 4 Petrleo B1 7 Qumica C1 10 Qumica D1 12 Petrleo
-
34
Para llevar a cabo la caracterizacin fisicoqumica de las muestras de petrleo
crudo
.1.1 Determinacin del porcentaje de agua y sedimentos (%AyS) (mtodo de
de
de 10 ml y agitar vigorosamente hasta
b) 0
c)
alentes. Los valores obtenidos se presentan en la tabla 3.2.
y agua se usaron los mtodos ASTM, IP y mtodos estndar de anlisis
qumico, los cuales se detallan a continuacin.
3centrifugacin, ASTM D 96)
Para determinar el porcentaje de agua y sedimentos presentes en las muestras
petrleo contaminadas, se procedi a utilizar el siguiente procedimiento:
a) Agregar 5 ml de Xileno (solvente orgnico) y 5ml de muestra de petrleo
contaminado a dos tubos centrifuga
homogenizar la mezcla.
Sumergir los tubos en un bao de agua a 120F por 10 minutos, y agitarlos 1segundos, luego colocarlos en la centrifuga a una velocidad de 1500 rpm por un
tiempo de 10 minutos. En la figura 3.1 se observa la centrifugadora empleada.
Leer el volumen combinado de agua y sedimentos en cada tubo, centrifugar
nuevamente los tubos hasta obtener tres lecturas consecutivas con resultados
equiv
Figura 3.1 Centrifugadora de tubos Clay Adams.
-
35
3.1.2 Medicin de la gravedad API, mtodo del hidrmetro (ASTM D 287)
Este mtodo se basa en el principio de Arqumedes y consiste en la medicin
a) Ajustar la temperatura de la muestra en su envase.
b) Colocar un cilindro graduado de 1.000 ml limpio, seco y a temperatura ambiente,
sobre un plano horizontal libre de corrientes de aire que varen la temperatura de la
muestra en ms de 5 F. c) Aadir muy lentamente la muestra en un cilindro, removiendo cualquier burbuja de
aire en la superficie con papel secante.
d) Introducir un termmetro y agitar cuidadosamente la muestra manteniendo la
columna de mercurio sume ra se estabilice.
e) Sumergir el hidrmetro en la muestra dejnd lo descender suavemente, cuando ste
permanezca en reposo presionarlo para que escienda dos divisiones de la escala y
luego dejar que flote libremente, sin que toque paredes del cilindro manteniendo el
vstago seco para evitar se produzcan lecturas errneas como se muestra en la figura
3.2
gravedad API, anotando la lectura ms prxima al punto en el cual el nivel del
lq
gravedad a la temperatura estndar de 60 F, utilizando las
de la gravedad API en condiciones especiales. El procedimiento se realiz de
acuerdo a los siguientes pasos:
rgida en el lquido hasta que la temperatu
o
d
las
.
f) Leer la
uido intercepta la escala del hidrmetro.
g) Corregir la medicin de
tablas respectivas de factores de conversin que se encuentran en el anexo A en las
tablas A.1 y A.2. Los datos obtenidos se reportaron en la tabla 3.3.
-
36
Figura 3.2 Medicin de la gravedad API.
3.1.3 Determinacin de la densidad (Mtodo del picnmetro)
pic
a)
b) ebe salir por el orificio de la tapa.
d se muestran en la tabla 3.4.
La medicin de la densidad del petrleo se realiz mediante el mtodo del
nmetro, siguiendo los pasos que a continuacin se presentan:
Pesar el picnmetro vaco, el cual debe estar limpio y seco. En la figura 3.3 se
visualiza la balanza digital utilizada y el picnmetro vaco dentro de ella.
Llenar con la muestra y colocar su tapa; el lquido d
c) Pesar el picnmetro lleno y determinar la densidad del crudo a temperatura ambiente.
Los datos obtenidos de densida
Figura 3.3 Medicin de la densidad.
-
37
3.1mancha)
ste mtodo permiti observan cuan dispersos se encontraban los asfaltenos
ocedimiento
utiliza
la con un gotero y sobre un papel de filtro colocar una
gota, bservar la presencia de una aureola dentro de la gota formada en el papel de
3. hay presencia de aureola, se sigue titulando con volmenes de n-heptano,
a .
.4 Obtencin del umbral de floculacin de asfaltenos (mtodo de la
E
en el petrleo, los cuales afectan la estabilidad de la emulsin. El pr
do fue el siguiente:
1. Pesar 3 g de la muestra en un vaso de precipitado de 50 ml, con n-Heptano contenido
en una bureta. Se procede a titular, agregando inicialmente 0,2 ml de n-heptano,
agitando la muestra.
2. Tomar una porcin de la mezc
o
filtro, en la cual se indica la precipitacin de los asfaltenos en el crudo. En la figura 3.4
se observa el montaje utilizado para obtener el umbral de floculacin de asfaltenos.
Si no
gitando la muestra. Los datos obtenidos para esta prueba se reportan en la tabla 3.5
Figura 3.4 Montaje para obtener el umbral de floculacin de asfaltenos.
3.1.5 Determinacin del contenido de asfaltenos (IP 143-57) El contenido de asfaltenos en las muestras respectivas, se obtuvo siguiendo el
procedimiento que se describe a continuacin:
1. Colocar 100 ml de la muestra en un va ipitado y calentar hasta 500 F. so de prec
-
38
2. Pesar aproximadamente 3 g del residuo slido y colocarlo en un baln de 250 ml,
lue
3. Dejar hervir la muestra bajo reflujo en un extractor Solxhet por una hora, luego retirar
4. on papel de filtro, habiendo limpiando varias veces el recipiente
5. Someter el precipitado remanente en el papel de filtro a reflujo en el extractor con
benceno durante dos horas.
6. Colocar el benceno con los ula de evaporacin limpia
y seca, previamente pesada, calentando hasta que el benceno se evapore.
go aadir 150 ml de n-Heptano.
el baln y dejarlo enfriar tapado por 3 horas, como se muestra en la figura 3.5 a.
Filtrar la muestra c
con n-heptano caliente. De esta manera se obtiene en la solucin de filtrado los
naftenos o petrolenos (ceras, aceites y resinas) y sobre el papel de filtro quedan los
asfaltenos, como se muestra en la figura 3.5 b.
asfaltenos disueltos a una cps
7. Dejar enfriar la cpsula con los asfaltenos y pesarla. Los valores obtenidos se
presentan en la tabla 3.6.
a b Figura 3.5 Montaje para determinar el contenido de asfaltenos. (a) Extractor
Solxhet, (b) Filtracin al vaco.
3.1.6 Determinacin de la viscosidad cinemtica (mtodo ASTM 445)
La viscosidad es la medida de la resistencia que ofrece un lquido a fluir. En la
medicin de la viscosidad de las muestras se utiliz el viscosmetro Canon-Fenske
(flujo reversible) para lquidos opacos, para su aplicacin se proceder segn los
siguientes pasos, en la figura 3.6 se observa el viscosmetro Canon-Fenske utilizado
y se sealan sus partes:
-
39
1. Invertir el viscosmetro, sumergiendo el tubo E en la muestra y succionar el lquido
mediante la propipeta colocada en el tubo F, hasta la marca G, como indica la figura
3.6.
2. Colocar el equipo en su posicin normal, limpiando por fuera los restos de muestra.
3. Esperar que la muestra fluya a travs del tubo capilar H hasta aproximadamente la
mitad del bulbo B y esperar que la muestra ascienda, como se observa en la figura
3.6.
4. Medir el tiempo (en segundos) que tarda en fluir la muestra desde la lnea K hasta la
lnea J (bulbo C) e inmediatamente el tiempo de flujo desde la lnea J hasta la lnea I
(bulbo D). Los datos obtenidos se reportan en la tabla 3.7.
Figura 3.6 Viscosmetro Canon-Fenske (flujo reversible) para lquidos
opacos.
3.1.7 Medicin del pH del agua contenida en las muestras de petrleo Para la medicin del pH se procedi de la siguiente manera:
1. Agregar la cantidad de agua contenida en las muestras de petrleo en un vaso de
precipitado.
2. Introducir el electrodo del medidor de pH en el agua y anotarla lectura medida. Por
ltimo se repite la medicin para mejores resultados. En la figura 3.7 se visualiza el
medidor de pH utilizado para realizar la medicin.
-
40
Figura 3.7 Medidor de pH.
3.2 PROCEDIMIENTO PARA LA RECUPERACIN DEL PETRLEO PRESENTE EN LA MUESTRAS CONTAMINADAS
En esta fase de e realiz con la finalidad de romper las
emul
3.2.1 Seleccin del deshidratanPara seleccionar los antes y sus respectivas
concentraciones ptimas, se emple la prueba de botella. Los deshidratantes con
inves
2415 A, RM 443 DH y RM 5453 de los seis productos
come
la inv stigacin se
siones agua-petrleo (W/O), cumpliendo los siguientes pasos:
te mejores desemulsion
mejores resultados fueron: Nalco EC 2415 A, RM 443 DH y RM 5453 que en esta
tigacin se denotan con la siguiente nomenclatura S1, S2 y S3,
respectivamente. Estos deshidratantes fueron seleccionados siguiendo los resultados
obtenidos en un trabajo de grado anterior a esta investigacin, elaborado por Marn
(2009) en la Universidad de Oriente. En su investigacin realiz pruebas de botellas
a concentraciones de 500, 1.000, 3.000, 5.000 y 10.000ppm con muestras de
desechos, de propiedades fsicoqumicas similares, y obtuvo como mejores
deshidratantes Nalco EC
rciales que utiliz, las propiedades de estos deshidratantes se encuentran en el
anexo A en la tabla A.4; cabe destacar que esa investigacin se diferencia en este
punto con la actual, ya que Marn trabaj a altas concentraciones de deshidratante.
Cada una de las muestras (A1, B1, C1 y D1) se colocaron en tubos de ensayo
graduados de 10ml, fueron dosificadas con concentraciones de los deshidratantes
comerciales seleccionados de 50, 100, 200, 300, 400, 500 y 600 ppm. Luego se
agitaron las muestras y se colocaron en un bao termosttico a una temperatura de
45C. Por ltimo se tomaron lecturas cada 5 minutos del volumen de agua coalescida
-
41
en cada uno de los tubos durante tres horas, como se observa en la figura 3.8. Los
volmenes obtenidos se reportaron desde la tabla 3.8 a la 3.19.
Figura 3.8 Separacin del agua del crudo en algunas pruebas de botella.
3.2.2 Modificacin del tanque de lavado utilizado a escala de laboratorio El tanque de lavado utilizado para la recuperacin de petrleo consta de un
tanque cilndrico con una capacidad de 600 ml, el cual tiene una tapa removible por
donde se incorpora al sistema la muestra de petrleo, a travs de un tubo de vidrio
con orificios en la parte lateral lo que funcionaba como distribuidor de lquido. El
tanque tiene dos boquillas laterales, una colocada en el fondo por donde sale el agua
separada de la emulsin y la otra, ubicada en el tope del envase, por la cual sale el
petrleo recuperado. Este equipo est construido en vidrio para una mejor
visualizacin del proceso de ruptura de la emulsin.
Para esta investigacin se realiz una mejora en el distribuidor de lquido
modificando su geometra, semejando a una regadera, esto con la finalidad de
generar una mayor superficie de contacto en la interfase agua-petrleo para alcanzar
un mayor volumen de agua separada y de esta manera obtener petrleo recuperado
con e
de dimetro en el tubo de v n
se le aadi al equipo un sujetador, ya
tanque y por lo tanto gura 3.9 se observa
una representacin del equipo y del cambio r alizado en la geometra del distribuidor
y el nuevo sujetador de la tapa del tanque de lavado.
l menor porcentaje de agua. El nuevo distribuidor tiene dimensiones de 5 mm
idrio y 4 orificios d metro cada uno. Tambi
que la tapa no cerraba hermticamente el
esto favoreca a la fuga de vapores. En la fi
e 1 mm de di
e
-
42
42
Tanque de lavado original Tanque de lavado mejorado.
Figura 3.9 Representacin del equipo y de los cambios realizados en el distribuidor de lquido.
e observa en
las figuras 3.10(a) y (c).
flujo de 400 ml/h para un tiempo de residencia
de 1 hora y de 270 ml/h para un tiempo de 1
3.2.3 Aplicacin del procedimiento para la recuperacin de petrleo en el
equipo experimental El equipo de deshidratacin de petrleo a escala de laboratorio, posee un
recipiente de vidrio que funciona como tanque de almacenamiento de la emulsin
con una capacidad de 1000 ml, en ste se trata la emulsin trmicamente llevando
su temperatura a 45C, se le agrega el deshidratante y se somete a una agitacin de
500 rpm, luego por la boquilla inferior sale la emulsin agua-petrleo la cual es
succionada por una bomba peristltica conectada al recipiente, como s
Posteriormente, la emulsin entra al tanque de lavado a travs del tubo de
vidrio del distribuidor de lquido, a un
hora. Al salir la emulsin por los
orificios del distribuidor, entra en contacto directo con un colchn de agua de 120 ml
de volumen (20% del volumen del tanque de lavado) precalentado a 45 C, con la
finalidad de incrementar la coalescencia de las gotas de agua contenidas en la
emulsin. El colchn de agua del tanque de lavado se someti a una agitacin de
150 rpm, el tanque de lavado utilizado se visualiza en la figura 3.10(c). Se debe
mantener la temperatura de 45 C en el equipo ya que una mayor podra formar
burbujeo en el colchn de agua y en esto interfiere con la deshidratacin del petrleo,
adems se pueden evaporar y condensar los voltiles contenidos en el petrleo.
-
43
Los tiempos de residencia de 1 y 1 hora, se establecieron para observar si
cin del crudo
contaminado, en comparacin con los empleados en la investigacin de Marn (2009)
los
residencia de 1 hora no se pudo disminuir ya que el proceso est limitado por el
cau
vez culminado el proceso en el tanque de lavado, se
obs v
apr i
marrn clara que representa petrleo emulsionado y la del fondo el agua separada
de e o
rec e
se almacenaron en botellas de vidrio de 500 ml y las de agua en matraces
erle botellas de 350 ml para su
pos r
se obtenan iguales o mejores resultados en la deshidrata
cuales fueron de 1 y 2 horas. Se redujo el tiempo de 2 a 1 hora y el tiempo de
dal mximo de succin de la bomba peristltica de 400 ml/h.
Finalmente, una
er aron tres fases, en la parte superior petrleo (recuperado) que ocupaba
ox madamente el 50% del volumen del tanque, en la intermedia una tenue lnea
la mulsin. Por la boquilla superior del tanque de lavado se desaloj el petrle
up rado y por la inferior el agua separada. Las muestras recuperadas de petrleo
nmeyers, como se aprecia en la figura 3.10(d) y
te ior caracterizacin.
a b
c d
hidratacin de petrleo. (a) Tanque de almacenamiento, (b) do, (c) Proceso de deshidratacin a escala de laboratorio, (d)
stras recuperadas.
3.3 EL AGUA EN LA ESTABILIDAD DE LAS EM
estras de desechos emulsionadas, se les separ el agua
(pa e
Figura 3.10 DesTanque de lava
Almacenaje de las mue
A LISIS DEL EN FECTO DEL PH DULSIONES
Inicialmente a las mu
ra llo se dej sedimentar y luego se decant cada muestra), con el fin de analizar
-
44
el e c lsiones. Posteriormente se
mid stras A1, B1, C1 y D1; obtenindose
valores de pH entre 6,20 y 6,70 aproximadamente. Los valores de pH casi neutro de
las muestras A1 y B1 no fueron modificados, volvindose a formar posteriormente las
em
uestras C1 y D1 si se les modific el valor de pH, a
la muestra C1 se le aument el pH entre 9 y 11 aadiendo una solucin de hidrxido
de d
neutra a bsica. A la muestra D1 se le disminuy el pH hasta alcanzar valores entre
2 y 4 para formar un medio cido agregando una solucin de cido sulfrico (H2SO4
50% v/v). Una vez establecidos los valores de pH deseados las muestras se
emulsionaron nuevamente. Cabe destacar que todo lo anterior se realiz antes de
introducir cada muestra en el equipo de deshidratacin del laboratorio.
3.4 DET
a considerar en la evaluacin de la
recupe l
petrleo, ya que ste es una especificacin clave en los contratos de
comercializaci oduc s un ersti a para el control de
calidad del petrle . En fun
eficiencia del proceso comparando el porcentaje de agua y sedimentos de las
muestras contaminadas con el porcentaje separado de la fase acuosa en las
muestras recuper s de petr o La ecu a utilizada para la determinacin de
los porcentajes de ficiencia se resenta e muestra de clculo como la ecuacin
3.9.
3.5 EQUIPOS, MATERIALES, SUSTANCIAS Y HERRAMIENTAS 3.5.1 Equipos
Agitador de 100 rpm, marca . Toma Phila, PA, U.S.A, 115 V 60. AC.
fe to del pH de la misma en la estabilidad de las emu
i el pH inicial del agua separada de las mue
ulsiones con cada muestra.
Al agua separada de las m
so io (NaOH 1% m/v), para de esta forma llevar la fase acuosa de la emulsin de
ERMINACIN DE LOS PORCENTAJES DE EFICIENCIA DE
RECUPERACIN DE PETRLEO El parmetro fsicoquimico ms importante
racin de petrleo contaminado es el porcentaje de agua y sedimentos de
n del pr to y e a caract ca valios
o cin a esto, se procedi al clculo del porcentaje de
ada le acin
e p n la
Ar Hthur r CO
-
45
Agitador magntico, marca Risc nte Miva V, max. 320W. Balanza digital de 200 g de cidad, m Denver Instrument Company,
modelo TR-4102. Bao trmico, marca Continental Equipement, modelo Ego Atore, regulador de
temperatura con rango de 0-300 C, voltaje 250 V. Bao trmico, marca HAAKE, modelo Goerzallee 249, voltaje 115 V, frecuencia
60 Hz. Bomba de vaco, marca Gast, modelo DOA-P104-AA, 115 V - 4,2 A 60 Hz. Centrifugadora de ocho tubo locidad con rango de 0-1500 rpm,
temporizador de 0-30 min, marca Clay Adams. Equipo de extraccin Solxhet. Manta de calen , Unive ltaje 11 Medidor de pH/m mS/pp /F co dor uni y electrodo sin
sonda, marca OaKton serie P Viscosmetro Canon Fenske, rsible op 100 y 200.
3.5.2 Materiales
Cronmetro. Esptula. Hidrmetro de vidrio Ta ermax Mangueras Micropipeta CQ27820 10 00 l. Papel de filtro. Picnmetros de 25 ml con y te o. Pinzas. Soporte Universal. erm etros e centrifu 0 ml. Tubos de ensayo calibrados con capacid d de 10 ml. Va Varilla de vidrio.
3.5.3 Sustanc
Agua destilada ( boratorio de Propiedades de Hidrocarburos). Deshidratante O EC 2
al Da riel 2-capa arca
Bomba peristltica, marca Watson-Marlow, modelo MHRE MK. 4 Flow Inducers. s, regulador de ve
tamiento rsal, vo 0 V. V/S/ m/ppt/C n adapta versal
C510. flujo reve para lquidos acos N
Baln de 500 ml. Botellas de vidrio de 500 y 350 ml. Bureta de 25 ml. Cpsula de porcelana.
Cilindros graduados de 500, 100, 50 y 10 ml. Condensador.
ylon P .
0-10
capilar rmmetr
T m con rango de 0 a 400C. Tubos d gacin calibrados con capacidad de 1
asos de precipitado de 600, 100 y 50 ml.
ias la
NALC 415 A.
-
46
Deshidratante RM 443 DH. Deshidratante RM 5453. Muestras de pe o de de rator ades arburos y
de Refinacin) n- Heptano. Tolueno. leno
.4 He
Microsoft Office Excel 2007.
3.6 DAT
diferentes ensayos realizados durante el desarrollo de la investigacin.
Tabla 3.2 Volumen de agua ) presentes en las muestras.
t le.
r sec o (aboh io de Propied de Hidroc
Xi .
3.5 rramientas
OS EXPERIMENTALES A continuacin se presentan los datos experimentales obtenidos en los
y sedimentos (AyS
AyS (ml) Muestra
Tubo
Corrida 1
Corrida 2
Corrida 3
1 1,6 1,6 1,6 A1 2 1,4 1,4 1,4
1 1,3 1,3 1,3 B1 2 1,4 1,4 1,4
1 1,5 1,5 1,5 C1 2 1,5 1,5 1,5
1 0,8 0,8 0,8 D1 2 0,7 0,7 0,7
b .3 Gr ad A emp ra a nte ).
Ta la 3 aved PI a t eratu mbie (82 F
Muestra API A1 25,1 B1 24,8 C1 22,4 D1 29,0
-
47
Tabla 3.4 Masa de la uestr para la edici e la de idad a temperatura
mbien 82F). s m as
a m
te (n d ns
Muestr a mpv (g) mVp
pll (g) (ml)
A1 15,0709 37,9 722 25,0
B1 15,0707 37 9,393 25,0
C1 15,070 37,8322 25,0 8
D1 15,070 37,257 18 25,0 p asa o. pll: masa del picn o llen p: volumen del pi
la 3 tos mas la m ra y en hep utilizpa ete r el ral d ulacin de asfaltenos l m de
man
m
m v: m del picnmetro vaci
metrcnmetro.
o. V
Tab .5 Darmina
de la umb
a de e floc
uest
ch
volum de n- por e
tano todo
ado la ra d
a.
Mue astr mC (g) Vn-h
(ml)
A1 3,0161 3,0
B1 3,0297 2,9
C1 3,0123 3,2
D1 3,0256 4,0 m asa de uestra de crudo.
: Volumen gastado de n-hept .
abla atos a la d minacin del contenido de asfaltenos enpetrleo.
C: mV
la mn-h ano
T 3.6 D par eter el
Muestra
mC (g)
mCv (g)
mCll (g)
A1
80 104 5,07
3,00
,8427
10 34
B1
28 104 4,99
3,01
,8429
10 49
C1
83 104 5,08
3,02
,8427
10 04
D1
67 104 5,02
3,03
,8427
10 35
-
48
mC asa de uestra v: masa de la cpsu e porce a vaca
mC asa de psula de porcelan etr
Tabla 3.7 Valores de tiempo obten s con viscos etro C on Fenske (flujo reversible) para calcular la viscosidad nemt a tem ratura biente 2
F).
: mm
la m de crudo. la dC lan
ll: m la c a con p leo
ido el m an
ci ic