Deshidratacion De Crudos

MODULO DE ENSEÑANZA EN FENOMENOS INTERFACIALES

CUADERNO FIRP S853-PP

UNIVERSIDAD DE LOS AN DES

FACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA DE INGENIERIA QUIMICA

Lab. Formulacion, Interfaces, Reología y Procesos

DESHIDRATACIÓN

DE CRUDO

Principios y Tecnología

Shirley MARFISI y Jean Louis SALAGER

MINISTERIO DE

CIENCIA Y TECNOLOGIA

PPGEA-FONACIT

PLAN PILOTO en ESPECIALIDADES QUIMICAS

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en español

Deshidratación de crudo 2 Cuaderno FIRP 853

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 el mecanismo 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 Coalescedores electrostáticos ……………………………………………………...…30

5. Desalación del petróleo ……………..…………………………………………………….. 32

Bibliografía …………………………………………………………………………………. 35

Deshidratación de crudo 3 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 su contenido 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 una emulsión 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 y agua 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

en hidrocarburos 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 todo el

Deshidratación de crudo 4 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 presentes en el crudo. Las emulsiones formadas son macro-emulsiones W/O con

diámetro de gota entre 0,1 a 100 μm.

Existen tres requisitos esenciales para formar una emulsión:

• Dos líquidos inmiscibles, como el agua y el aceite.

• Suficiente agitación para dispersar uno de los líquidos en pequeñas gotas en el otro.

• Un agente emulsionante para estabilizar las gotas dispersas en la fase continua.

En los pozos que se producen por levantamiento con gas (Gas-lift), la emulsionación es

causada principalmente en dos lugares: En el punto donde el “gas lift” es introducido y en la

cabeza del pozo. Cuando se utiliza un proceso intermitente, la emulsión generalmente es

creada en la cabeza del pozo o en el equipo en superficie. Para el proceso continuo, la mayor

parte de la emulsión es formada en fondo de pozo, en el punto de inyección de gas.

En los campos petroleros las emulsiones de agua en aceite (W/O) son llamadas

emulsiones directas, mientras que las emulsiones de aceite en agua (O/W) son llamadas

emulsiones inversas. Esta clasificación simple no siempre es adecuada, ya que emulsiones

múltiples o complejas (o/W/O ó w/O/W) pueden también ocurrir. Además, esta clasificación

es muy particular de la industria petrolera, ya que en general las emulsiones O/W son

denominadas emulsiones

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