Desalación de Crudos.ppt

DESCRIPCIÓN Y TECNOLOGÍA DEL PROCESO DESALADO DEL CRUDO

1. Definiciónyjustificacióndelprocesodedesalación.
Distribucióndelasgotasdeaguaenelpetróleo
Baseteóricadeladesalación:LeydeStokes
Equiposdeproceso:Tanquesydesaladoreselectrostáticos
Variablesdeproceso
Condicionestípicasdeoperación
Contenido

2. Desalación
Eselprocesomedianteelcualseremueveelaguaylassalesde
uncrudodeproducciónparaadecuarloasuprocesamientoen
refinería.
Elaguapresenteenelcrudopuededarlugaraproblemasde
inestabilidadoperacionalenlascolumnasdedestilación
atmosférica.
Elclorurodelassalespresentesenelcrudopuedehidrolizarseen
presenciadeaguaatemperaturasentre200y250ºC,paraformar
HClyocasionarproblemasdecorrosióneneltopedelascolumnas
dedestilaciónatmosférica.
Justificación

3. Dispersión de las gotas de agua en el petróleo
Desalación

4. Base teórica del proceso de deshidratación
Ladeshidrataciónesunfenómenodeseparaciónfísicadefases,regidoporla
LeydeStokes,lacualpredicequelavelocidaddesedimentacióndelafase
máspesadavienedadaporlasiguienteecuación:
v = d
2
(d
2-d
1) g/Kn
donde:
v=velocidaddesedimentación
d=diámetrodepartícula(ogota)delafasequesedimenta
d
2=densidaddelafasequesedimenta(fasepesada)
d
1=densidaddelmediocontinuo(crudo)
K=constante
n=viscosidaddelafasecontinua(liviana)
g=AceleracióndelaGravedad
Desalación

5. Especificacionesdecontenidosdesalyaguaencrudos
desalados
Paracrudoslivianos(>30ºAPI)laespecificaciónmásusuales0.5%
envolumendeaguay5PTBdesales.
Paracrudospesadosenrefineríassimplesquenotenganprocesos
sensiblesalsodioseaceptauncontenidodeagua<1.0%vol,yun
contenidodesalentre15y20PTB
Pararefineríascomplejasdeconversiónprofunda,las
especificacionesdesodiosonmásexigentes,llegandoalcanzar
valoresdehasta1.0PTB.
Desalación

6. Equipos del Proceso
Tanquesdesedimentación
Tanquedelavado
Separadoresmecánicos
Desaladoreselectrostáticos
Desalación

7. Desalación
Tanque de Lavado Helicoidal

8. Desalación
Tanque de Lavado Helicoidal: Vista superior

9. Separador Electrostático de Rejilla Horizontal
Desalación

10. Agua
El fenómeno de la coalescencia en la desalación electrostática
Etapa Condición Aspecto
1 Antes del campo eléctrico
2 Polarización de las gotas de agua
3 Coalescencia
4 Separación
+ -
-
+
-
+
-
+
-
+
+-
-+
+ -
Crudo
+ -
Desalación

11. Desaladores electrostáticos horizontales de Petrolite
Desalación

12. Desalador electrostático “Dual Polarity” de rejilla vertical (NATCO)
ELECTROSTATIC FIELDS
HV
TRANSFORMER
ELECTRODES
WATER
RECTIFIERS
TRANSFORMER
OIL OUT
WATER OUT
EMULSION IN
ELECTRODE CONFIGURATION
Desalación

13. CRUDO
AGUA
FRESCA
QUIMICOS
AGUA
SALADA
PRIMERA
ETAPA
CRUDO DESALADO CRUDO DESALADO
SEGUNDA ETAPA
VALVULA DE MEZCLA
SEGUNDA ETAPA
PRIMERA
ETAPA
VALVULA
DE MEZCLA AGUA
SEGUNDA
ETAPA
Diagrama de flujo de desalación electrostática en dos etapas
Desalación

14. Desalación Electrostática: Variables de proceso
%deaguafresca
Temperatura
Caídadepresiónenlaválvula
demezcla
Voltaje
Desalación

15. UnaCantidadmuybajadeaguafrescalimitaráladilucióndelagua
saladapresenteenelcrudo.Resultado:Bajaeficienciade
desalación.
Unexcesodeaguafrescaaumentarálaconductividaddela
emulsión,pudiendodarlugaralapérdidadelcampoeléctricoe
incrementodelaintensidaddecorriente,conformacióndearcos
eléctricosenelsenodelcrudo.
Efecto de la Cantidad de Agua Fresca Inyectada
Desalación
Variables de proceso: % de Agua Fresca

16. Variación de la densidadcon la temperatura
TEMPERATURE
Variables de proceso: Temperatura
Desalación

17. Variación de la viscosidadcon la temperatura
Variables de proceso: Temperatura
Desalación
9°API
12°API

18. UnPmuybajohacequeelaguafrescaformegotasmuygrandes,
conpocasprobabilidadesdeunirseconlasdelaguasalada.
Resultado:Buenaeficienciadedeshidratación,peromuybajade
desalación.
UnPmuyaltoformagotasdeaguamuypequeñas,queestabilizan
laemulsiónagua-crudo,haciendomásdifícillacoalescenciay
separacióndelagua.Resultado:Bajaeficienciadedeshidratación.
Efecto de la Caída de Presión en la Válvula de Mezcla


Variables de proceso: Temperatura
Desalación

19. Condiciones de Operación
Temperatura (ºF) 200 -300 260-290(*)
Inyección de agua fresca (%v)3 -10 6 -8
Caída de presión en la
válvula de mezcla (PSID) 5 -40 10 -15
Densidad de voltaje
(voltios/pulg
2
) 2000 -5000 2000(*)
Presión (PSIG) 150 -200 175 -180
VARIABLE RANGO DE OPERACION VALOR MAS USUAL
(*) Depende del diseño específico del desalador para un determinado crudo
Desalación

20. SubajagravedadºAPI(Cercanaaladelagua)hacequeseanecesario
diluirloscondestiladoslivianos(Nafta,Kero,Diesel)paraincrementarla
diferenciadedensidadagua-crudo.Serecomiendadiluirloshasta14.5ºAPI
minimo.
Debidoasualtaviscosidadserequieredesalarlosenlosrangosaltosde
temperaturasdeoperacion,generalmenteatemperaturas>275ºF.
Algunoscrudosnafténicosformanemulsionesestablesconelagua.Estos
crudosdebenserdesaladosabajacaídadepresiónenlaválvulademezcla
(AP<10PSID).
LasEmulsionescrudo-aguaseestabilizanavaloresdePH>9.0,porloque
sedebecontrolarelPHdelafaseacuosapordebajodeestevalordurantela
neutralizaciónconsodacáustica.
Algunos aspectos de la desalación de crudos pesados
Desalación

21. Factor de carga Vs Factor de Stokes
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90100110120130140150
Factor de carga , Bbl/d Ft2
Factor de Stokes, 1/cm seg
A B
C D