UNIVERSIDAD SURCOLOMBIANA FACULTAD DE INGENIERIA DE PETROLEOS
CRUDOS Y DERIVADOS
PRACTICA No10 PRUEBA PILOTO PARA LA IDENTIFICACIÓN IDENTIFICACIÓN Y TRATAMIENTO DE EMULSIONES
PRESENTADO POR: OSCAR ALEXANDER DIAZ DIAZ CÓD. 20122115000 CAMILO ALEJANDRO MUÑOZ CÓD. 20122115020 LEONARDO CERQUERA COD. 20131115635
EN LA ASIGNATURA DE: CRUDOS Y DERIVADOS
AL PROFESOR: MORALES HAYDEE
UNIVERSIDAD SURCOLOMBIANA FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERIA DE PETROLEOS NEIVA 2016
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Objetivos Objetivo general
Determinar la mejor relación y tratamiento por medio de prueba de centrífuga para el crudo ‘’Tempranillo’’ a partir de los desemulsificantes disponibles en el laboratorio.
Objetivos específicos
Reconocer la importancia de determinar un desemulsificante apropiado para un crudo específico. Observar y comparar los resultados que se obtienen al utilizar diferentes relaciones de desemulsificante. Analizar los distintos factores que influyen en la estabilidad y rompimiento de una emulsión.
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Procedimiento Para esta prueba fue necesario agregar agua al crudo y emulsionarlo puesto que el que nos correspondió contenía muy poca agua y el objetivo de esta prueba es ver la cantidad de separación de agua por medio de un rompedor Se realizó el procedimiento con 4 zanahorias, las cuales anteriormente emulsionadas fueron llenadas hasta 100 ml; luego de esto se llevaron al baño maría a una temperatura de 60 °C. La velocidad de la centrífuga fue de aproximadamente 1500 rpm. Se empleó como cortador para la prueba de relación, el cortador ‘’1’’ a diferentes concentraciones, después de terminar la centrifuga por 10 min se midió la cantidad de agua separada para luego escoger la mejor concentración y luego aplicarla nueva mente a las zanahoria pero con diferentes rompedores; para este caso los que se escogieron fueron los rompedores: 1, 2, 3,4 y fueron llevados nuevamente a baño maría por 10 minutos a la temperatura establecida (60°C), luego fueron llevados nuevamente a la centrifuga por 10 minutos para después de terminado leer las diferentes separaciones de agua con respecto a los rompedores escogidos. Luego de esto se escogió el rompedor con mayor cantidad de agua separada, para nuestro caso fue el No. 4 y más tarde agregar a dos zanahorias una concentración mayor y a las otras dos una concentración menor a la ya escogida, para más tarde centrifugar y determinar los valores arrojados por las zanahorias.
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Tabla de datos y Resultados obtenidos
-
Prueba de Relación: Escogimos el rompedor 1 para realizar la prueba de relación. Y lo utilizamos así:
ZANAHORIA
Cantidad de ml de Rompedor 1
1
0.1
2
0.2
3
0.3
4
0.4
Calentamiento: Zanahoria
Calentamiento Volumen De Emulsión (ml)
Agua separada (ml)
1
0
0
2
0
0
3
0
0
4
0
0
4
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Centrifuga:
-
Después de Agregar 2 Gotas De Rompedor Rápido
Centrifugación Zanahoria
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Volumen De Emulsión (ml)
Agua Separada
Volumen De Emulsión (ml)
(ml)
Agua Separada (ml)
1
0.1
0
0.1
0
2
0.1
0
0.1
0
3
0.23
0
0.23
0
4
0.20
0
0.20
0
Prueba de Eliminación: De la prueba anterior relacionamos un volumen de 0.3 ml, ya que fue el que más separó en la zanahoria 3. Y el de mejor calidad por color y facilidad de observación.
ZANAHORIA Desemulsificante Cantidad(ml) 1
Rompedor 1
0.3
2
Rompedor 2
0.3
3
Rompedor 3
0.3
4
Rompedor 4
0.3
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-
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Calentamiento:
Calentamiento
-
Zanahoria
Volumen De Emulsión (ml)
Agua separada (ml)
1
0
0
2
0
0
3
0
0
4
0
0
Centrifugación:
Después de agregar 2 gotas de Desemulsificante
Centrifugación Zanahoria
Agua Separada
Volumen De Emulsión (ml)
Agua Separada (ml)
Volumen De Emulsión (ml)
1
0
0
0
0
2
0
0
0
0
3
0.08
0
0.08
0
4
0
0
0
0
6
(ml)
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Prueba de Confirmación: En la prueba anterior se determinó que el rompedor que separo algún porcentaje de emulsión fue el Rompedor 3. Probado a un volumen de 0.3 ml. Ahora lo probaremos con un volumen de 0.2 y 0.4 ml.
ZANAHORIA Desemulsificante
Cantidad (ml)
1
Rompedor 3
0.2
2
Rompedor 3
0.3
3
Rompedor 3
0.4
Calentamiento:
-
Calentamiento Zanahoria
Volumen De Emulsión (ml)
Agua separada (ml)
1
0.00
0
2
0.01
0
3
0.00
0
Centrifugación:
-
Después de Agregar 2 Gotas De Rompedor
Centrifugación Zanahoria
Volumen De Emulsión (ml)
Agua Separada
Volumen De Emulsión (ml)
(ml)
Agua Separada (ml)
1
0.06
0.00
0.06
0.00
2
0.08
0.00
0.08
0.00
3
0.07
0.00
0.07
0.00
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Análisis de Resultados El crudo Tempranillo, presenta una cantidad sumamente baja de BSW y de agua, sumado a esto la muestra se tomó de la parte de superior del barril, por lo que posee incluso menos agua y sedimentos que en su parte del fondo. Lo que nos hace pensar, que no era el más idóneo para hacer este tipo de prueba, ya que al ser novatos los realizadores de la prueba, se comenten muchos errores y tales errores en un crudo que arroja resultados tan pequeños, es muy importante no cometerlos. Y lo ideal para este caso, es un crudo que se encuentre bien emulsionado, con el fin de que arroje resultados que contrasten bastante; Con el fin de verificar más fácilmente la eficiencia de los rompedores. Los resultados fueron claros y determinantes, incluso teniendo las dificultades nombradas anteriormente y más adelante. Se obtuvo una separación muy pequeña o nula, incluso se cometió el error de utilizar un rompedor concentrado en la prueba de relación; a pesar de esto, por ser un crudo de tan buena calidad no separo mayor cantidad de BSW. Lo que nos hace inferir que casi no posee estos contaminantes, es decir, que se trata de un crudo de buena calidad. Pero sin importar los contratiempos, se logró realizar la prueba. Y obtuvimos en la prueba de r elación, que la mejor relación de volumen fue 0.3 ml de rompedor que separó 0.23ml de sedimento, el cual, fue el mayor, aunque cercano a los 0.20ml de sedimento de la zanahoria 4 con volumen de rompedor de 0.4ml. Se procedió a la prueba de eliminación, empleando el volumen de 0.3 ml, sacado de la prueba de relación, y probado con los rompedores 1,2,3 y 4; asignados en orden respectivo a las probetas 1,2,3 y 4. En esta prueba se obtuvo que el mejor y único rompedor que separo algo de sedimento y emulsión fue el rompedor 3 asignado a la zanahoria 3. Con un resultado de 0.08 ml de sedimento-emulsión. Se continuó a la prueba de eliminación, para probar el rompedor 3 con volúmenes de 0.2, 0.3 y 0.4 en el mismo crudo. Y se comprobó no solamente como volvió a separar, sino también como el volumen de separación fue mayor, con un volumen de 0.3. El mismo que se había obtenido en la prueba de relación como mejor volumen. Los resultados obtenidos demuestran como la prueba de relación es eficiente para conocer el volumen ideal de rompedor, y la prueba de eliminación cual rompedor usar. Confirmando lo dicho en la prueba de confirmación. Obteniendo que el mayor volumen separado se dio a 0.3ml de rompedor 3.
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Cuestionario
1) ¿A qué se debe que se formen las emulsiones?
RTA/: Existen varias teorías sobre la formación de emulsiones, entre ellas tenemos: -
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Teoría Coloidal: Según la teoría coloidal las partículas de la fase dispersa se comportan como coloides, en las que las propiedades de la superficie priman sobre su composición química, lo que hace que se mantengan suspendidas en la fase continua.
Teoría Superficial: En la teoría superficial cuando un líquido se encuentra disperso en otro, estos tienden a tener la misma área de contacto entre ellos, por lo cual el líquido de mayor tensión superficial toma una forma esférica. Si la tensión superficial es baja la emulsión se forma con mayor facilidad o viceversa.
Las gotas dispersas no se unen al entrar en contacto, por estar recubiertas por un agente emulsificante que por adsorción se encuentra en la interfaz.
2) ¿Qué indica la brillantez e intensidad del color en un crudo emulsionado?
RTA/: La brillantez e intensidad en el color del crudo indica que tan emulsionado se encuentra; entre más brillante más cantidad de emulsión presente en la muestra.
3) ¿Qué condición debe tener el agua que se separa del crudo emulsionado?
RTA/: El agua que se separa del crudo emulsionado debe ser lo suficientemente clara, transparente, de calidad excelente, sin residuos de aceite ni sedimentos. La interfase agua-aceite debe estar bien definida, y evitar en toda medida de calidades intermedias y colores amarillentos u oscuros.
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4) ¿Indique los métodos termomecánicos usados en la práctica?
RTA/: Los métodos fueron los mismos para cada una de las pruebas: relación, eliminación y confirmación.
El método consiste básicamente en dos procesos: 1. Someter a calentamiento las muestras durante 20 minutos a una temperatura constante de 60 oF. 2. Centrifugar las muestras durante 10 minutos. Después de cada uno de los procesos, se evalúan resultados de volumen y claridad del agua separada y aspecto de la interfase agua-crudo y se hacen las anotaciones respectivas.
5) Nombre y explique los principios de los equipos utilizados en producción.
RTA/: En producción es llevado a cabo el siguiente procedimiento: primero el crudo se hace pasar por un separador, ya sean separadores bifásicos o trifásicos, estos últimos son los más usados y de mejor eficiencia, en ellos se separa el gas, el agua libre y el crudo.
Como sabemos, el crudo que sale del separador trae consigo agua emulsionada, entonces se aplica un rompedor el cual ya ha sido determinado en pruebas de laboratorio. Posteriormente se realiza un tratamiento térmico o electrostático dependiendo de la necesidad; en el térmico se aplica calor y en el electrostático se aplica corriente por unas placas que también incluye un calentador.
Por último se pasa al gun barrel o tanque de lavado, este funciona por rebose. Debido a principios de hidrostática el agua queda en el fondo y el crudo en superficie, el rebose de este tanque es crudo limpio quedando en el fondo agua, esto se realiza manteniendo un nivel. Estos principios y equipos son los utilizados en producción.
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6) ¿Por qué la centrifugadora debe ir a 1600 rpm?
RTA/: Es importante tener en cuenta que, dentro de los factores que influyen en la estabilidad de las emulsiones se encuentra el régimen de flujo. Este factor determina el grado de agitación al cual está siendo sometida la muestra y básicamente influye en la formación de la emulsión. La centrifuga debe hacer girar las zanahorias de tal manera que la agitación interna sea capaz de separar el agua que se encuentra como fase dispersa dentro del crudo (fase continua). La velocidad de la centrifugadora debe ser proporcional al peso del fluido contenido en las zanahorias, así es posible establecer un control de giro y evitar que las muestras se derramen o las zanahorias se rompan en el interior de la centrifugadora. Es importante tener en cuenta también que, las partículas de la fase dispersa (agua) son relativamente grandes y no necesitan de velocidades mayores para que se separen de la fase continua. Las centrífugas de alta velocidad son útiles por ejemplo, para la separación de fracciones celulares (tamaños considerablemente pequeños, microscópicos) como ribosomas, virus o macromoléculas. La velocidad angular se determina de acuerdo al diámetro de giro. Mediante la siguiente fórmula: v
1335
rcf d
Donde, v
Es la velocidad angular en rpm (revoluciones por minuto)
rcf Es la fuerza centrífuga relativa d Es el diámetro de
giro en milímetros.
Una fuerza centrífuga relativa de 600 es suficiente, en un diámetro de giro de 410 milímetros para separar los dos líquidos inmiscibles agua-crudo seco.
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Conclusiones
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El mejor desemulsificante para el crudo tipo 1 es el Rompedor 3, empleado en una relación de volumen de 0.3 ml por cada 100 ml de crudo tipo 1.
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La relación obtenida permite determinar la cantidad de desemulsificante a utilizar logrando con esto la disminución de los costos de separación crudo-agua.
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El crudo Tempranillo es de buena calidad por lo que no presenta mucha cantidad de agua, consiguiendo con esto que los gastos de refinación, transporte y tratamiento no sean muy costosos.
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Cada crudo se encuentra emulsionado con diferentes agentes y en cantidades diferentes, por lo cual, se deben emplear diferentes desemulsificantes y relaciones de volúmenes.
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La formación de las emulsiones puede ser completamente prevenida dosificando los desemulsificantes desde una etapa temprana del tratamiento.
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La emulsión puede ser rota en frío, reduciendo los costos de calentamiento de la emulsión y la pérdida de gravedad asociada con el calentamiento.
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Es una prueba útil en la industria si se tiene en cuenta que éxito en su realización previene daños generados por la presencia de emulsiones en tuberías, refinería o campo, Sin embargo no es la prueba más económica.
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Una sobredosificación puede producir nuevas emulsiones que son a menudo más difíciles de romper que las emulsiones originales.
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Es muy importante para el profesional en ingeniería de petróleos haber realizado pruebas de emulsiones en su aprendizaje, y tener conocimientos claros al respecto.
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Bibliografía
FRANCO MUÑOZ, Julián Andrés. Guías de Laboratorio de propiedades del petróleo.
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