PRUEBA PILOTO PARA LA IDENTIFICACIÓN Y TRATAMIENTO DE EMULSIONES Practica No. 08 de 10 Sin norma vigente
JUAN MANUEL IBARRA CASTRO JUAN SEBASTIAN TOVAR JHERSON HERNANDO ALVAREZ CARREÑO
CÓD. 2011198414 CÓD. 2011199384 CÓD. 2007165267
TRABAJO PRESENTADO EN LA ASIGNATURA DE CRUDOS Y DERIVADOS PROFESOR: ERVIN ARANDA GRUPO 01-1
UNIVERSIDAD SURCOLOMBIANA FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA, PETRÓLEOS NEIVA, 22 de Mayo 2013
CONTENIDO
I.
BASES TEÓRICAS
II.
PROCEDIMIENTO
III.
TABLA DE DATOS
IV.
TABLA DE RESULTADOS
V.
ANÁLISIS DE RESULTADOS
VI.
CUESTIONARIO
VII.
CONCLUSIONES
VIII.
RECOMENDACIONES BIBLIOGRAFÍA ANEXO DE RESULTADOS DE LABORATORIO
I.
BASES TEÓRICAS
DESTRUCCIÓN DE LA EMULSIÓN AGUA SALADA-PETRÓLEO Es uno de los problemas de difícil resolución que afronta la industria petrolífera. Se trata de resolverlo en distintas formas: a. Se previene la formación de emulsiones, evitando la agitación de la mezcla de agua salada y petróleo, en las operaciones de surgencia. b. Lavado con agua de la emulsión, seguido con una decantación posterior. c. Decantación en tanques de almacenamiento. d. Centrifugado de la emulsión e. Calentado, para disminuir la viscosidad de los petróleos densos f. Métodos químicos, térmicos o eléctricos (que son los más efectivos para desalinizar y deshidratar; se trabaja a 11.000 voltios). Unas vez purificado, se lo envía a tanques de almacenaje y de ellos, a las destilerías, por oleoductos u otros medios de transporte (buques cisternas, vagones tanques, etc.)
II.
PROCEDIMIENTO
1. .PRUEBA DE RELACIÓN. Se toma una muestra de crudo DT-16 y se deposita en el Baker, luego en 6 zanahorias se coloca la muestra de crudo hasta 100 ml. EL desemulsificante utilizado es BLANCO #5 Con una pipeta agregue 1, 2, 3, 4, 5 ppm del desemulsificante ya seleccionado a cada una de las zanahorias y se deja una muestra en blanco. Se Homogeniza la emulsión agitando las zanahorias. Se colocan en dos secciones 3 zanahorias en el baño de maría durante un periodo de tiempo de 20 minutos. Luego del calentamiento se observan las zanahorias y se analiza: la calidad del agua, la interfase y el volumen separado de agua. Inmediatamente después del calentamiento y de las observaciones se centrifuga durante 10 minutos en dos secciones de 3 zanahorias. Se observan y analizan las muestras. Se agrega un rompedor rápido y se centrifuga durante 10 minutos en dos secciones de 3 zanahorias. Finalmente, se observan, analizan y se sacan conclusiones
2. PRUEBA DE ELIMINACIÓN. Se toma una muestra de crudo DT-16 y se deposita en el Baker, luego en 6 zanahorias se coloca la muestra de crudo hasta 100 ml. Se toman 6 desemulsificantes FRACTO-1,BAKER-2, NALCO 3, CLARIAN 4, BLANCO #5 Y BLANCO #6 Con una pipeta agregue 2 ppm del desemulsificante a cada una de las zanahorias y se deja dos muestras en blanco. Se Homogeniza la emulsión agitando las zanahorias. Se colocan en dos secciones 3 zanahorias en el baño de maría durante un periodo de tiempo de 20 minutos. Luego del calentamiento se observan las zanahorias y se analiza: la calidad del agua, la interfase y el volumen separado de agua. Inmediatamente después del calentamiento y de las observaciones se centrifuga durante 10 minutos en dos secciones de 3 zanahorias. Se observan y analizan las muestras.
Se agrega un rompedor rápido y se centrifuga durante 10 minutos en dos secciones de 3 zanahorias. Finalmente, se observan, analizan y se sacan conclusiones
3. PRUEBA DE CONFIRMACIÓN. Se toma una muestra de crudo DT-96 y se deposita en el Baker, luego en 2 zanahorias se coloca la muestra de crudo hasta 100 ml. EL desemulsificante utilizado es Fracto-01 Con una pipeta agregue 1,0 Y 3,0 ppm del desemulsificante ya seleccionado a cada una de las zanahorias. Se Homogeniza la emulsión agitando las zanahorias. Se colocan en el baño de maría durante un periodo de tiempo de 20 minutos. Luego del calentamiento se observan las zanahorias y se analiza: la calidad del agua, la interfase y el volumen separado de agua. Inmediatamente después del calentamiento y de las observaciones se centrifuga durante 10 minutos en dos secciones de 3 zanahorias. Se observan y analizan las muestras. Se agrega un rompedor rápido y se centrifuga durante 10 minutos. Finalmente, se observan, analizan y se sacan conclusiones.
III TABLA DE DATOS
3.1. Tratamiento químico
NOMBRE DE LA PRUEBA Relación
NOMBRE DEL DESEMULSIFICANTE Blnaco #5
Eliminación
Fracto-1, Baker-2, Nalco- 0.2 3, Clarian 4, Blanco #5 y Blanco #6
Confirmación
Fracto-1.
0,1 y 0.3
EQUIPO Centrifuga
CANTIDAD (ml/100ml) 0.05, 0.1, 0.2, 0.3, 0.5, Blanco; Respectivamente.
Baño de maría
IV. TABLA DE RESULTADOS PRUEBA DE RELACIÓN Primera Centrifugada BOTELLA 1
PPM (ml/100ml) 0,0
VOLUMEN (ml) 0,04
INTERFASE
CALIDAD
Está definida
Esta más oscura con pigmentación oscura.
2
0,05
0,03
Está mejor definida
Agua con impurezas
3
0,1
0,03
Esta mejor definida
Agua con impurezas
4
0,2
0,03
Está definida
Agua con impurezas
5
0,3
0,03
Está definida
Agua con impurezas
6
0,5
0.02
Está definida
Agua sucia
INTERFASE
CALIDAD
Está definida con partículas
El agua con más pigmentación oscura.
Segunda centrifugación BOTELLA 1
PPM (ml/100ml) 0,0
VOLUMEN (ml) 0,05
2
0,05
0,04
Está mejor definida
Agua sucia
3
0,1
0,04
Bien mejor definida
Agua clara
4
0,2
0,06
Bien definida
Agua con impurezas
5
0,3
0,05
medianamente definida
turbia
6
0,5
0,05
Está definida
lechosa
PRUEBA DE ELIMINACIÓN Calentamiento BOTELLA 1
DESEMULSIFI_ CANTE Fracto 1
VOLUMEN (ml) 0,03
2
Baker 2
3
INTERFASE
CALIDAD
Poco definida
Agua clara
0,02
No definida
Agua aún mas turbia
Nalco 3
0,025
Poco definida
Agua con emulsiones en la fase de agua
4
Clarian 4
0,03
No definida
Agua turbia
5
Blanco
0,02
No definida
Agua turbia
6
Blanco
0,01
Poco definida
Agua con impurezas
VOLUMEN (ml) 0,05
INTERFASE
CALIDAD
1
DESEMULSIFI_ CANTE Fracto 1
2
Baker 2
3
Primera centrifugada BOTELLA
Definida
Agua clara
0,04
No definida
Sucia
Nalco 3
0,04
Definida
Agua poco clara
4
Clarian 4
0,04
Definida
Agua menos clara que la 6
5
Blanco
0,04
Definida
Agua más o menos clara con pigmentos de impurezas
6
Blanco
0,045
Definida
Agua menos clara respecto a la 5
TERCERA PRUEBA DE CONFIRMACIÓN Calentamiento BOTELLA 1
PPM (ml/100ml) 0,15
VOLUMEN (ml) 5,0
2
0,25
1,2
INTERFASE
CALIDAD
Poco diferenciada
Agua con emulsión
Poco diferenciada
Agua con emulsión
Primera centrifugación BOTELLA 1
PPM (ml/100ml) 0,1
VOLUMEN (ml) 0,04
INTERFASE indefinida
2
0,3
0,04
indefinida
CALIDAD Aguan clara regular
poco
v.
ANÁLISIS DE RESULTADOS
Se observa que después de realizar el calentamiento en el baño de maría y de realizar la primera centrifugación, el volumen de agua aumenta, la calidad de agua es mejor y la interfase está mejor definida.
En la prueba de relación donde se analiza la mejor concentración en ppm para el crudo DT-16; se obtiene que la mejor cuando se utiliza el desemulsificante Blanco #5, es 2 ppm.
En la prueba de eliminación donde se compara seis desemulsificantes entre Fracto-1, Baker-2, Nalco- 3, Clarian 4, Blanco#5 y Blanco #6 ; para el crudo DT-16 el mejor desemulsificante es Fracto-1 ya que se obtiene una mejor claridad de agua, la interfase está mejor definida y el volumen de agua separado es alto.
En la prueba de confirmación cuando se emplea el desemulsificante Fracto-1, para el crudo DT-16 se obtiene que la mejor concentración es 2 ppm cuando se compara 1 ppm y 3 ppm.
En la prueba de confirmación se observa que en la fase de agua en algunas regiones existen emulsiones inversas de petróleo
Después de realizar cada prueba se observan diferentes calidades de agua, en algunos casos se observan pequeñas partículas visibles al ojo humano y en una mayor proporción se encuentra el agua, estos dos elementos representan el BSW.
VI. CUESTIONARIO
1. ¿Por qué se forman las emulsiones? R/ Una emulsión es una mezcla íntima de dos líquidos inmiscibles y de diferente gravedad específica, en la cual una fase se encuentra dispersa en la otra en forma de pequeñas gatas. La formación de emulsiones se enuncia tres teorías: Teoría Coloidal: Hay una fase inmiscible dispersa en la otra fase; debido a que las gotas de la fase inmiscible son tan pequeñas que no se pueden unir. Para separarse de la otra fase hay que tener la emulsión en reposo por largo tiempo. Teoría de la tensión interracial: La diferencia de tensiones hace que la fase continua envuelva gotas de la fase dispersa, impidiendo de esta forma que se unan. Teoría del Ante Emulsificante: La repulsión de las gotas de fase dispersa se debe a que están recubiertas por una sustancia denominada agente emulsificante concentrado y retenido en la interfase por un proceso físico denominado adsorción. 2 ¿Qué indica la brillantez e intensidad del color de un crudo emulsionado? R/ En un crudo emulsionado el color puede variar muchísimo, dependiendo del contenido y las características aceite-agua. Los colores más comunes de las emulsiones son rojizo morrón oscuro, verde-amarillo y gris-negro. La brillantez en una emulsión es indicador de la presencia de agua libre. 3. ¿Qué condición debe tener el agua que se separa del crudo emulsionado? R/ El agua separada del crudo emulsionado debe ser clara, sin arrastre de gotas de aceite. Además el contacto aceite – agua debe ser claro, definido, sin lodo o impurezas. 4. ¿Por qué se debe separar la totalidad del contenido de agua de un aceite? R/ El agua se debe separar en su totalidad ya que esta es considerada como una impureza del petróleo, por lo tanto debe ser removida antes de que el crudo y el gas entren a las líneas de conducción ya que si es permitida a la entrada de la tubería se presenta problemas de corrosión.
Grandes cantidades de agua en la tubería causarían graves problemas de corrosión tanto por el oxígeno como por las sales disueltas. En las refinerías la presencia de agua en las torres de fraccionamiento es grave porque ensucia los platos y los intercambiadores y envenena los catalizadores reduciendo la capacidad de flujo. 5. ¿Qué precauciones debe tenerse con el solvente utilizado? R/ Algunos solventes como el Xileno son inflamables y sus vapores son tóxicos siendo nocivos para la salud, en consecuencia se debe utilizar el equipo adecuado para evitar el contacto directo y en lo posible tener un sistema de ventilación apropiado en el laboratorio.
VII CONCLUSIONES En la industria es muy importante el tratamiento de emulsiones, ya sea por normatividad y por calidad del crudo. El petróleo y el agua forman emulsiones de tipo normales cuando la fase continua es el agua y la fase dispersante es el crudo e inversas cuando la fase continua es el crudo y la fase dispersada es el agua. Es muy importante conocer el desemulsificante apropiado para el crudo; que en el caso de DT-16 es Fracto.1 Una forma de separación del agua y del crudo emulsionado es mediante el tratamiento químico aunque existen otros tratamientos como el gravitacional, el térmico y el electrostático.
La emulsión en el crudo es causada por turbulencia o agitación ya que el golpeteo dispersa alguna de las fases en muchas gotas pequeñas
La inyección de agua y de vapor a los yacimientos, son factores que promueven la formación de emulsiones
BIBLIOGRAFÍA
FRANCO MUÑOZ, Julián Andrés. Guías de Laboratorio de propiedades del petróleo.
TEXTOS CIENTÍFICOS. Destrucción de la emulsión agua salada-Petróleo. [En línea] [Citado 29 de octubre del 2005] Disponible en [http://www.textoscientificos.com/petroleo/extraccion]
SCHRAMM, Laurier. Petroleum Emulsions. [En línea] [Citado 1992] Disponible en [http://es.scribd.com/doc/24999051/Emulsiones-de-Agua-enPetroleo-Crudo]
