TEMA N°6DESEMULSIFICACION DEL CRUDO

INTREGRANTES :1. GAMARRA VILLAGOMEZ MORELBA 2. PASEBAN ROOZBAHANI NAZANIN 3. CUENCA VELASCO GABRIEL

INTRODUCCIÓN

• Desde los inicios de la explotación de petróleo la industria petrolera ha tenido que enfrentar a la producción de conjunta de crudo que ha ocasionado la formación de emulsiones no deseadas, donde típicamente son sistemas indeseables que generalmente incrementan los costos de operación y reducen la eficiencia de los equipos de proceso

• la desemulsificacion de crudo es una de las operación de tratamiento y acondicionamiento primario que se utiliza para romper la emulsión y remover el agua del crudo ,para así disminuir los daños posibles y transportar el crudo lo mas eficiente posible

EMULSION

• Una emulsión es definida como un sistema heterogénea formado por dos ilíquidos inmiscibles, uno de los cuales de encuentra disperso en otro en forma de pequeñas gotas, cuyos diámetros exceden de 0,1μm, estabilizadas por cargas eléctricas y agentes emulsificantes como productos tenso activos ,solidos finamente divididos ,etc.

EMULSION

• El agua salada se encuentra asociada al petróleo en la formación geológica de donde es extraído , el agua producida varia en la cantidad de sales que contienen en la solución , algunas tienen densidades mayores de 1,20 gr/cc y los iones que usualmente poseen en su composición son : , , , , ,

• La coproducción de agua y petróleo por algún proceso de recuperación puede formar mezclas o emulsiones las cuales son difíciles de separar .

REQUERIMIENTO PARA LA MEZCLA CRUDO-AGUA

• Se necesita dos requerimiento principales para que las mezclas de crudo –agua puedan formarse con algún tipo de estabilidad

1.Energía para el mezclado

2.Agentes emulsificantes o surfactantes para prevenir la coalescencia de las gotas dispersadas

El petróleo tiene agentes emulsionantes naturales como : Asfáltenos , Resinas , Parafinas , Compuestos naftenicos , Porfirianas y solidos finamente dispersados como arcillas ,sedimentos, incrustaciones, productos de corrosión ,etc.

CLASIFICACIÓNLAS EMULSIONES

• Se clasifican en base a :según la naturaleza de la fase externa

emulsiones de agua en petróleo (w-o)

emulsiones de petróleo en agua (o-w)

emulsiones múltiples (o-w-o)

según el tamaño de las partículas dispersas

macroemulsiones : 0,2μ <tamaño de las partículas < 50μ

microemulsiones: 0,01 μ <tamaño de las partículas < 0,2μ

Petróleo en agua(o-w)

Agua en petróleo(W-O)

Multiples(o-w-o)

•Estabilidad de la emulsión en relación al PH el PH de la fase acuosa tiene una influencia muy fuerte sobre la estabilidad de la emulsión, la estabilidad de la película de las emulsiones rígidas contienen ácidos y bases orgánicos , asfáltenos con grupos ionizables y solidos además de los fuertes ácidos y bases inorgánicos influyen su ionizaciones en las películas interraciales y cambian radicalmente las propiedade4s físicas de la película . El PH del agua afecta la rigidez de la

películas interraciales , el PH también influye en el tipo de la emulsión formada el PH bajo(acido) generalmente produce emulsiones W-O(correspondiendo a películas solida humectadas) el PH básico produce emulsione O-W (correspondiendo a películas de japonés móviles humectados de agua )

ROMPIMIENTO DE LA EMULSIÓN

• La desemulsion o separación de aceite – agua ocurre principalmente en dos etapas : la floculación y la coalescencia .

• La coalescencia ocurre cuando 2 o mas gotas se hacen una dentro de una esfera homogénea. esto para el hecho que la gota producida tendrá un volumen igual ,pero una área superficial mas pequeña que la suma de las gotas originales ,tal que esta gota tendrá una energía de superficie mas baja , este estado es mas deseable ,esto normalmente continua ´para formar esferas mas grandes hasta que la fase total de aceite es separada de agua

• Floculación :

la floculación depende de la velocidad de decantación de las gotas. Según la ley de Stokes, esta velocidad es proporcional al cuadrado del radio de la gota y la diferencia de densidad entre la gota de agua y el crudo y es inversamente a la viscosidad del volumen de liquido total.

La importancia de la floculación también explica la facilidad relativa de desemulsificacion de una emulsiona que contiene gran porcentaje de agua

• Básicamente tres pasos llamado floculación seguido por la sedimentación de las gotas de agua debido a la diferencia de densidad y finalmente la coalescencia de las gotas individuales de agua

• Grande tamaños de gotas , alta diferencia de densidades entre la fase acuosa y de aceite y una baja viscosidad de la fase continua causan altas rayes de sedimentación

INESTABILIDAD DE LAS EMULSIONES

Si enfocamos la desestabilización desde un punto de vista mas detallado tenemos :

• Reversible • Cremado: agrupación de solidos

dispersados producidas en la separación mediante u tiempo de reposo .La fase dispersa se concentra en la parte superior.

• Sedimentación: separación de solidos libres de hidrocarburos presentes en cada gota

• Floculación: Se forman agregados de glóbulos que no se fusionan entre sí.

• Irreversible • Coalescencia: Los glóbulos se fusionan

entre sí.

INESTABILIDAD DE LAS EMULSIONES

• CREMADO : Las velocidad de cremado o de sedimentación disminuye aumentando la viscosidad de la fase continua y reduciendo el tamaño de los glóbulos.

• FLOCULACIÓN :La velocidad de floculación disminuye al reducir la concentración de la fase dispersa y, en menor proporción, al disminuir la temperatura, ya que la energía cinética de los glóbulos se incrementa al aumentar la temperatura. La floculación es menor cuando se emplean emulsionantes iónicos debido a la repulsión eléctrica.

• COALECENCIA : La velocidad de coalescencia depende dela velocidad de floculación previa a la fusión de los glóbulos (por lo tanto, de la concentración de la fase dispersa).Las propiedades de la interface (cargas eléctricas, características líquido cristalinas).

• INVERSIÓN DE FASES :La inversión de fases en una emulsión depende de: Proporción en volumen de la fase dispersa. Agregado de ácidos o bases. Agregado de cationes. Temperatura.

FACTORES QUE INVOLUCRAN A ROMPER LA EMULSIÓN

• Acción química en la interface.

• Calor – Asentamiento más rápido (diferencia de densidad) – Reduce viscosidad – Rompe película que rodea al agua (expansión) – Aumenta movimiento de partículas.

• Tiempo de residencia en el tanque – sedimentación .

TRATAMIENTO DE LAS EMULSIONES

Son procesos para romper emisiones y separar el petróleo limpio del agua, la arena ,los solidos y otros sedimentos producidos con este

Que ocurre durante la producción y transportación de crudo?

• Durante la producción y transportación de crudo, las fases oleosa y acuosa son expuestas con la suficiente energía de mezclado para formar dispersiones de agua en aceite o aceite en agua. Desafortunadamente el crudo contiene un número importante de componentes que por su naturaleza son de superficie activa.

• Entre ellos se encuentran los asfáltenos, compuestos de vanadio, compuestos químicos resinosos y ácidos orgánicos solubles. Estos materiales actúan como agentes interraciales que favorecen la formación de emulsiones. Se cree que los asfáltenos soportan mayor estabilidad a las emulsiones de crudo-agua. La floculación de asfáltenos en los sistemas dispersos ocurre cuando se rompe el equilibrio termodinámico, esto como resultado de cambios en la presión, temperatura y alteraciones en la composición del material durante la extracción de crudo durante la inyección de gas en operaciones de recuperación.

• Los asfáltenos tienden absorberse en la interface agua en aceite para formar. Una película rígida alrededor delas gotas de agua, protegiendo a la emulsión de la posible ruptura durante las colisiones entre las partículas. Debido a la factibilidad de formación de emulsiones extremadamente estables, se requieren costosos equipos de separación. Sin embargo, con la información referente a las características del crudo y las propiedades de la emulsión es posible realizar pre-tratamientos al crudo con desestabilizadores químicos(Desemulsificantes) o a través de equipos especialmente diseñados para cada pozo con el objeto de prevenir problemas de emulsión

DESEMULSION

• OBJETIVO :

• El objetivo es minimizar la necesidad de procesos adicionales o intervenciones costosas en el sitio de la producción.

• En consecuencia la desmasificación de crudo forma parte integral de la producción Es extremadamente importante el control del comportamiento del fluido.

Debilita película que rodea gota de agua y “romper” la emulsión.• Se lo realiza por medio de agentes químicos y calor, métodos eléctricos y mecánicos .

logra coalescencia y sedimentación del agua por diferencia de densidades.

DESEMULSION

• Funciones que deben desempeñar los procesos de separación • Desestabilización y rompimiento de las emulsiones de petróleo tan

pronto como sea posible después de que ha sido formada y producida • Promoción de la coalescencia de las gotas de agua para formar gotas

mas grandes , las cuales precipitaran mas rápidamente• Disminución de la viscosidad de la fase petróleo para acelerar la

separación del agua desde la fase petróleo • Permitir suficiente tiempo para que ocurra una completa separación de

agua

Grado de agitación es un factor importante en la estabilidad: – Mayor agitación = menor tamaño de gotas = mayor estabilidad

DESEMULSION

• Métodos :

Sedimentación : Natural responde a las leyes de Newton y de stoke

Método térmico Método eléctrico método químico Centrifugación Filtración

DESEMULSION

• Sedimentación :

Comprende el método de tratamiento gravitacional o de asentamiento , acompañado en muchos casos de tratamiento químico y calentamiento .

Es conocido como el método de llenado –sedimentación –drenaje y bombeo

El petróleo después de que se ha llenado el tanque es dejado estático para que sedimente el agua contenida en el

DESEMULSION

• Método Térmico :

El proceso involucra la aplicación de calor para romper las emulsiones W-por efecto de una reducción de la tensión superficial de la partícula interracial debido a que : aumenta la solubilidad de petróleo en el agente emulsionante y aumenta la dispersión del agente en la fase petróleo . Reduce la viscosidada de petróleo lo que promueve la separación por gravedad .

Acelera la velocidad con que un compuesto quimico desemulsificador se deposita en la interfase de las gotas de agua aumentando asi la velocidad de acción de amulsificante

Expansión de las gotas de agua debido al graiente de temperatura y ruptura de agente emulsionante

DESEMULSION

• Tratamiento eléctrico :

Involucra el uso de un campo eléctrico o electroestáticos con el propósito de causar que las pequeñas gotas dispersadas se muevan hacia a los electrodos ,cualescan y caigan por la gravedad.

El fenómeno es ocurrido debido a que las partículas suspendidas en un medio con una constante dieléctrico que puede sostener sin romperse y por lo tanto , las fuerzas que producen la coalescencia son mayores.

DESEMULSION

• Tratamiento químico :

Consiste en el agregado de productos químicos que actúan rompiendo las emulsiones

Estos productos llamados desemulsificantes actúan favoreciendo la coalescencia de la fase dispersa y permitiendo su decantación por gravedad

Un desemulsificante quimico con aplicación En el tratamiento de crudo es usual-mente una molécula con carácter hidrofilacio/lipofílico parcialmente soluble en la fase continua y en la fase dispersa; esta propiedad permite que la molécula del desemulsificante se posicione En la interface de la emulsión.

COMPUESTOS QUE PRESENTAN MEJORES PROPIEDADES COMO DESEMULSIFICANTES

usados en la mayoría de las formulaciones se encuentran: Poli alquilen glicoles de óxido De etileno/óxido de propileno (EO/PO) > 2000 + MW• Ésteres de ácidos di básicos de Poli alquilen glicoles > 3000 +MW• Resinas condensadas con etileno/óxido de propileno (EO/PO)• P-tert butyl fenol• P-amil fenol• P-nonil fenol• Ácidos grasos polimerizados EO/PO• Poliésteres EO/Polos desemulsificantes comerciales en todos los casos son

mezclas de varios componentes, los cuales poseen distintas estructuras químicas y cubren una amplia gama de distribuciones de pesos moleculares.

DESEMULSION

• Lugar de dosificación:

• En la línea de producción por medio de bombas dosificadores

• En el fondo de pozo agregándolo por el espacio anular

La proporción usada depende del tipo de desemulsionante y de las características de la emulsion, pero se puedo empezar con una dosificación de 20ppm y variándola en función de los resultantes pero también sabemos que los resultados obtenidos por la prueba de botella son patrones confiable a usar .,

DESEMULSION

• Centrifugación :

Este proceso para romper la emulsión de agua en petróleo fue en el pasado bastante usado pero en el presente ha sido relegado en los laboratorios

La centrifugación de las emulsiones produce las misma fuerzas que produce ordinariamente la asentamiento por gravedad , por medio de la centrifuga la fuerza de la gravedad es acelerada muchas veces y la separación del petróleo y agua ocurre en un periodo mas corto

La eficiencia de la separación por medio de la centrifugadora depende directamente de la densidades de los líquidos si tienen diferentes densidades la separación ocurre rápida y limpia , pero con las emulsiones normales de petróleo y agua ocurre alto arrastre de petróleo por el agua entonces para asegurar una separación rápida la viscosidad de la emulsión es reducida por el medio del calor , aun que el método de la centrifuga en un proceso rápido y fácil de adaptar el costo inicial del equipo es alto . Por esta razón este método prácticamente ha dejado de existir en la escala comercial de tratamiento de emulsiones .

QUE FAVORECEN LOS DESEMULSIFICANTES ?

• Cada componente del desemusificante tiene diferente habilidad O actividad interfacial, la cual provee un rango de propiedades que favorecen el rompimiento de la emulsión, de las cuales cabe mencionar:

• Fuerte atracción en la interface/w, con la habilidad de desestabilizar la película protectora que rodea a la fase dispersaba.

• La habilidad de actuar como agente humectante. • La habilidad de actuar como Floculante.• La habilidad de cambiar las propiedades reológicas, reduciendo la

viscosidad e incrementando la compresibilidad de la película interfacial

QUIMICOS DE ACTIVOS DE SUPERFICIE

• Comúnmente el primer paso en el tratamiento de una emulsión es la adición de compuestos desemulsificantes. Son compuestos formulados con varios productos químicos, tales como glicoles y resinas polioxialquilénicas.

• El mecanismo de acción de los desemulsificantes consiste en romper y desplazar la película de agente emulsificante que rodea a la gota de agua(floculación)y aumentar su tensión superficial y la atracción molecular propiciando la coalescencia. Rara vez un solo compuesto actúa como agente floculante y coalescente.

• son generalmente dos o más compuestos los que intervienen en la formulación de un desemulsificante.

EVALUACION DE DESEMULSIFICANTES

• Con el objeto de evaluar el desempeño de un desemulsificante, es necesario llevar a cabo pruebas de laboratorio con emulsión, tal cual es producida en las operaciones de campo .

La prueba de botella es usada comúnmente para determinar cuál de los químicos conocidos como desemulsificantes pueden romper la emulsión proveniente de un pozo arrendado o campo. Los resultados de esta prueba indican la relación requerida de componente de tratamiento para la emulsión, que es la más pequeña cantidad necesaria del químico para romper satisfactoriamente la emulsión. La concentración de bases desemulsificante típicamente empleada es del 1 al 5%, dependiendo de las características de la emulsión a tratar

DESEMULSION

• Toma de muestra

Se toma una muestra de la línea de flujo atreves de un capilar ya sea en el cabezal del pozo o en el cabezal del pozo o en el manifold

EN QUE CONSISTE LA PRUEBA DE LA BOTELLA

• consiste en someter la acción del desemulsificante a una muestra representativa evaluar, en función del tiempo, el porcentaje de agua separada. Existen señales adicionales que complementan o confirman la evaluación del producto, como cuando se vacían las botellas de prueba, en este momento se puede observar la capa pegada al envase. Si es cerosa y opaca quiere decir que el producto químico no está trabajando, si por el contrario la botella tiene una película brillante delgada y con gotas de agua, el producto tuvo un buen desempeño. Otra herramienta de evaluaciones observar el tamaño de las gotas formadas, si éstas son grandes y se encuentran en el fondo de la botella se puede decir que el producto es un coalescedor de alta eficiencia; otros, al formar gotas más pequeñas y dispersas en la botella, son coalescedores de mediana eficiencia.

Generalmente la prueba de la botella se realiza En recipientes estándar de fondo cuadrado. No Obstante, es posible usar recipientes graduados De fondo cónico, que permitan cuantificar la separación con mayor exactitud

CONCLUSION

• Se logro los objetivos del trabajo los cuales contemplaban conocer principalmente la definición de emulsión , la desemulsion y los métodos utilizados actualmente en la desemulsion del crudo .

• Mediante el trabajo realizado se conoció la importancia del proceso de desemulsificacion en adecuación del crudo para su transporte y respectiva venta y para así disminuir los daños posibles y transportar el crudo lo mas eficiente posible

RECOMENDACIONES

• Ya que el sistema de desemulsion es de suma importancia para tener mayor eficiencia en el crudo finalmente obtenido, se recomiendo dar el uso a los métodos químicos y mecánicos en el fondo del pozo, con el fin de disminuir la emulsión del crudo lo menos posible para así disminuir los costos operativos relacionado con la desemulsificacion del mismo ,en superficie

• A fin de lo mencionado recomendamos de igual manera las pruebes e investigaciones necesarias para tener un conocimiento optimo del crudo ,para así poder hacer el tratamiento mas adecuado