diapositivas de surfactantes..ppt
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Realizado por:
Oriana Rodríguez
Onelys Sereno
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Puntos a tratar:Emulsión. Emulsionantes agua en crudo. Agentes emulsionantes.
Estabilidad de la emulsión.
Introducción al proceso de Desidratación y Desalado de!rudos.Desidratación de !rudos "#todos de Desidratación de !rudos.
$ratamiento %uímico. $ratamiento El#ctrico. $ratamiento "ec&nico. $ratamiento $#rmico.
Desalado de !rudos. Proceso de Desalado de !rudos. Importancia del Proceso.
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E"'(SI)*Re+uisitos esenciales: Dos lí+uidos inmiscibles .
Agitación su,ciente para dispersar uno en el otro. Agente emulsi,cante.
Proceso de
Extracción
ezcla bifásica de
etróleo y agua enl medio poroso
Dispersión deAgua en Petróleo
estabilizada por especies de
actividad interfaci
MACREM!"#$%& '(
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En la industria petrolera:
Emulsiones agua en aceite -/O0 Emulsiones directasEmulsiones aceite en agua -O/0 Emulsiones in1ersas
Otras: o//O o 2/O/ Emulsiones m3ltiples o comple4as
(uego5 Emulsiones Directas -A6S o A6S70
Otra terminología: Emulsiones duras Estable y di8ícil de romper Emulsiones sua1es Inestable y 8&cil de romper
E"'(SIO*ES A9'A E*
!R'DO
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!antidad de agua remanente emulsionada:
aría entre ; y <=> en 1olumen:!rudos medianos y li1ianos -? @= API0 B y @=> 1olumen de
agua!rudos pesados y eCtrapesados -@= API0 ;= y B> de agua
Agua (ibre.
(a cantidad de agua libre depende de la relación
agua/aceite y 1aría signi,cati1amente de un pozo a otro.
E"'(SIO*ES A9'A E*
!R'DO
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A9E*$ES
E"'(SIO*A*$ES#!R)AC*A&*E#+
El comportamiento del sur8actante en la inter8ase agua/aceite
es el 8actor dominante en la estabilización de emulsiones.
"os agentes emulsionantes pueden ser clasi,cadoscomo-!ompuestos sur8actantes naturalesSólidos ,namente di1ididos%uímicos de producción aFadidos
Parte.idrofóbica
Parte.idrof/lica
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S'RGA!$A*$ES *A$'RA(ES"acromol#culas con acti1idad inter8acial +ue tienen un altocontenido de arom&ticos y por lo tanto son relati1amente planas conal menos un grupo polar y colas lipo8ílicas5 con acti1idad inter8acial.
Se 8orman de las 8racciones &cidas de
as8altenos5 resinas5 &cidos na8t#nicos
y materiales por,rínicos.
(a emulsión debe tratarse lo m&s pronto posible con di8erentesagentes tales como: +uímica desidratante5 calor5 sedimentación porcentri8ugación o electrocoalescencia.
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ES$A7I(IDAD DE (A
E"'(SI)*Propiedades:
*ensión $nterfacial0iscosidad de la fase externa
*ama1o de la gotaRelación de 0olumen de fases *emperatura p. En1e4ecimiento de la inter8ase Salinidad de la Salmuera $ipo de aceiteDi8erencia de densidad Presencia de !ationes Propiedades reológicas inter8aciales
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G'*!I)* DE (OSPRO!ESOS
Des2idratación
Desalado E1itar daFos en e+uipos
y catalizadores
E1itar transportar aguasin 1alor
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DESHIDRA$A!I)* DE
!R'DOSEl petróleo eCtraído de los pozos contiene normalmente cierta
cantidad de agua emulsionada +ue origina un incrementoen los costos de transporte y re,nación. De allí la necesidad
de separar la emulsión en cada una de las 8ases +ue lacomponen.
La Deshidratación es el proceso mediante el cual se separa elagua asociada con el crudo5 ya sea en 8orma emulsionada o
libre5 asta lograr reducir el contenido de la misma a unporcenta4e pre1iamente especi,cado.
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"$ODOS DE
DESHIDRA$A!I)* $ratamiento %uímico%uímica Desidratante
para pre1enir la8ormación de la
emulsión
!alentadores y ornospara reducir la 1iscosidad
del aceite
E+uipos de separacióndin&mica para acelerar el
proceso de separacióngra1itacional
Desidratadores
electrost&ticos para orientarlas cargas el#ctricas y acer
$ratamiento $#rmico
$ratamiento"ec&nico
$ratamiento
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$RA$A"IE*$O %'J"I!O Agentes desidratantes
o desemulsionantes
)ormulación óptima
$ensión inter8acial mínima o ultraba4a.
3 Cómo obtenerla4
Se debe aFadir un sur8actante idro8ílico de peso molecular promedio o ba4o.
Gormulación óptimadel sistema-SAD K =0
E5uilibrio lipof/lico(2idrof/lico
"ipof/lico.idrof/lico
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$RA$A"IE*$O %'J"I!ODesemulsi,cantes comerciales+
Son mezclas de 1arios componentes +ue tienen estructuras+uímicas di8erentes y materiales polim#ricos5 así como unaamplia distribución de peso molecular.
Deben tener tres e8ectos8undamentales:
Inibición de la 8ormación deuna película rígida.
El debilitamiento de la película1ol1i#ndola compresible. El cambio en la 8ormulación
del sistema para alcanzar lacondición de SAD K =.
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$RA$A"IE*$O E(!$RI!O
(os altos potenciales D.!.retienen a las gotas de aguaasta sean su,cientementegrandes como para sedimentar.
!olisión de gotas de agua.
0olta6es D+C+
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$RA$A"IE*$O E(!$RI!OOtro e4emplo5
Per,l corrienteL1olta4e obtenido en la desidratación electrost&ticade una emulsión agua en crudo aplicando un campo el#ctrico D.!.de ;.=== oltios/cm y una dosi,cación de ;== ppm de +uímica
desidratante.
Es5uema del proceso de electrocoalesce
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E*$AMAS DE( $RA$A"IE*$O
E(E!$ROES$N$I!O(a emulsión puede ser rota a temperaturas muy por deba4o
+ue la +ue re+uieren los tratadoresLcalentadores.
Debido a +ue sus recipientes son muco m&s pe+ueFos +uelos calentadores5 eliminadores de agua libre y gunLbarrels5son ideales para plata8ormas petroleras marinas.
Pueden remo1er mayor cantidad de agua +ue otrostratadores.
(as ba4as temperaturas de tratamiento pro1ocan menoresproblemas de corrosión e incrustación.
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E%'IPOS PARA $RA$A"IE*$OE(!$RI!O
Calentadores Electrostáticos+(a aplicación del campo el#ctrico sobre la emulsión induce ala 8ormación de dipolos el#ctricos en las gotas de agua5 lo+ue origina una atracción entre ellas5 incrementando su
contacto y su posterior coalescencia.
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E*$AMAS DESE*$AMAS DE (OS
DESHIDRA$ADORES E(!$RI!OS0E&*A7A# DE#0E&*A7A#
"enos a8ectados en su operaciónpor las características del crudo5agua y agentes emulsionantes.
$iempo de residencia asociadorelati1amente corto.
Son de menor dimensión.
"e4or calidad del agua separada.
"ayor eCibilidad en cuanto a lasuctuaciones o 1ariaciones en los1ol3menes de producción.
Re+uerimiento de super1isión constanteen su operación.
Instalación de sistemas de control m&sso,sticados.
Instalación de sistemas de carga para unmayor control de u4o al e+uipo.
(os dispositi1os del e+uipo podrían ser
a8ectados por los cambios en laspropiedades conductoras de los uidos dealimentación.
El ni1el de agua libre es controlado pordos medidores de ni1el en paralelo y condi8erentes principios de operación.
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$RA$A"IE*$O "E!N*I!O#EPARADRE# 8A#9":;!$D+
Sir1en para separar el gas asociado al crudo +ue pro1ienedesde los pozos de producción.
Se identi,can cuatro secciones de
separación:
Separación Primaria.Separación Secundaria.ECtracción de neblina.Acumulación de lí+uido.
Promo1er la separación gasLlí+uido mediante lareducción de 1elocidad y di8erencia de densidad
<7E*$0
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$RA$A"IE*$O "E!N*I!O
#EPARADRE# 8RA0$*AC$&A"E#+El agua es remo1ida por la 8uerza de gra1edad y esta remociónpro1oca aorros en el uso de combustible de los calentadores.
El asentamiento gravitacional se lleva
a cabo en grandes recipientes llamados- $an+ues5
Sedimentadores5 $an+ues de la1ado5 Q9un barrels Eliminadores de agua libre
-EA( ó QGreeater nocTout G0.
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$RA$A"IE*$O $R"I!O
(os tratadoresLcalentadores pueden ser de tipo directo e indirecto.
Calentadores de tipodirecto+
El diseFo normal de un calentadortipo 1ertical cumple las siguientes8unciones:
;0 Desgasi,cado de la emulsión de
entradaU@0 Remoción de arenas5 sedimentos yagua libre pre1io al calentamientoU
0 (a1ado con agua y calentamiento de laemulsiónU
V0 !oalescencia y asentamiento de lasgotas de agua.
!alentador de crudo a 8uego dir
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$RA$A"IE*$O $R"I!O
Calentadores de tipo indirecto+
El proceso de trans8erencia de calor se e8ect3a mediante unbaFo de agua caliente5 en el cual se encuentra sumergida latubería +ue transporta la emulsión.
Este tipo de calentadores disminuye el riesgo de eCplosión yson utilizados en instalaciones donde es posible recuperar calor5tales como el gas caliente de salida de las turbinas.
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E*$AMAS DESE*$AMAS
DE( !A(E*$A"IE*$O0E&*A7A# DE#0E&*A7A#
;. Reduce la 1iscosidad de la 8asecontinua: un incremento en latemperatura de ;= G ba4a la
1iscosidad de la emulsión por un 8actorde @.
@. Incrementa el mo1imiento bro2niano yla colisión de las gotas de agua parasu coalescencia.
. Incrementa la di8erencia de densidadentre la salmuera y el crudo.
V. Promue1e una me4or distribución deldesemulsionante.
B. Disuel1e las para,nas cristalizadas +uele dan estabilidad a las emulsiones.
<. Debilita la película de emulsionante+ue rodea a las gotas de agua.
;. Pro1oca la migración de loscompuestos m&s 1ol&tiles delcrudo acia la 8ase gas. Estap#rdida de li1ianos ocasiona unadisminución de 1olumen del crudocalentado y una disminución en sugra1edad API.
@. Incrementa los costos decombustible.
. Incrementa los riesgos en lasinstalaciones.
V. Re+uieren mayor instrumentacióny control.
B. !ausa depósitos de coTe.
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ES$A!I)* DE G('MO PARA DESHIDRA$AR!R'DO
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DESA(ADO DE !R'DOS
El desalado de crudos consiste en la remociónde impurezas tales como sales5 cristales de sal
y óCidos en suspensión normalmente
presentes en el crudo al momento de sullegada a la re,nería.
Etapas delproceso
Decantación en
tan+ues
Desalado
Dosi,cación deidróCido de
sodio
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I"P'REWAS
SA(ES
!RIS$A(ESDE SA(
)XIDOS E*S'SPE*SI)
*
*a!l
!a!l@
"g!l@
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DESA(ADOR
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PRO!ESO DE DESA(ADO
PrecalentamientoDisminuye la1iscosidad
Agua de la1ado
Crudo
Aguaresidual
!rudoDesalado
Agua
residual YImpurezas
"ezcladorEst&tico
CampoEl=ctrico
Soda !&ustica
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!O*$RO( DE !ORROSI)*
*a!l
!a!l@
"g!l@
Y H!l
Y H@O
@H!l
RL*H@
300ºCHidróCido deSodio
*aOH
Aminas
H!l
Y H@O
RL*HY!(L
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I"POR$A*!IA DE( PRO!ESO
PRE!IO
E%'IPOS
PRO!ESO
Se ,4a dependiendo del 1olumen deimpurezas presentes en el crudo
Hidrólisis &cidos!orrosión
$rans8erencia de calor ine,ciente"enorcapacidad de
8raccionamientoy transporte
*ecesidad delimpieza y
mantenimiento
8recuentes
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