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Tema 6 a demulsificantes
 

Tema 6 a demulsificantes

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    Tema 6 a demulsificantes Tema 6 a demulsificantes Presentation Transcript

    • Guido Yánez Q., PhDACCIÓN DEL AGENTE DEMULSIFICANTE
    • GENERALIDADES• Requisitos técnicos del desmulsificante: – Fuerte atracción en interfase – Buena floculación – Buena coalescencia – Buen humectado de sólidos• Emulsificantes y demulsificantes son STA de similares en naturaleza, pero de diferente estructura de la parte no polar.
    • GENERALIDADES• El demulsificante actúa en la interfase agua- aceite.• Un buen demulsificante posee buena movilidad a través de fase oleosa y concentración en la interfase.• Principal acción del demulsificante: floculación y coalescencia en menor tiempo posible• El demulsificante une las gotas de agua por medio de atracción (coalescencia), adquieren peso y se sedimentan.
    • GENERALIDADES• Demulsificante no rompe continuidad de la película del emulsificante – se une a ella. Acción de un agente demulsificante en una emulsión
    • ACCION DEL DEMUSLFICANTE SOBRE LOS SÓLIDOS• Las partículas sólidas que contienen limo, arcilla, lodo de perforación, hierro, sulfuros, parafina, etc. complican el proceso de demulsificación. – Los sólidos se ubican en la interfase agua/petróleo contribuyendo a la estabilidad – Sólidos son los primeros materiales estabilizantes, se requiere remoción para buen tratamiento. – Los sólidos pueden estar: dispersos en el crudo (fácil tratamiento) o mojados por el agua.
    • OBJETIVO DE LA DEMULSIFICACIÓN• Debilitar película que rodea gota de agua y “romer” la emulsión.• Se lo realiza por medio de agentes químicos y calor• Objetivo : lograr coalescencia y sedimentación del agua por diferencia de densidades.• Grado de agitación es un factor importante en la estabilidad: – Mayor agitación = menor tamaño de gotas = mayor estabilidad
    • FACTORES QUE AFECTAN LA ESTABILIDAD DE UNA EMULSIÓN• Viscosidad. Baja viscosidad: gotas de agua muy finas en suspensión.• El tiempo: envejecimiento de la emulsión• pH. interviene en la estabilidad de la emulsión (inestable en 10,5)
    • ELEMENTOS QUE AYUDAN A ROMPER LA EMULSIÓN• Acción química en la interfase• 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
    • EFECTO DEL CALOR SOBRE LA DEMULSFICACIÓN
    • QUÍMICOS DEMULSIFICANTES PARA ROMPEREMULSIONES EN EL PROCESO DE DESHIDRATACIÓN DEL CRUDO• Propiedades de los demulsificantes: – Gran actividad superficial – Se absorban fácilmente en la interfase – Facilitan la eliminación del agua – Permitan obtener un crudo limpio (especificaciones)• La adición debe hacerse en un punto de buena difusión que garantice un contacto íntimo• La dosificación y temperatura varía según la estabilidad de la emulsión (10 a 25 ppm de demulsificante en base a los fluidos producidos.
    • SUSTANCIAS TENSOACTIVAS SINTÉTICAS STA• Sustancias orgánicas de estructura asimétricas capaces de adsorberse en la interfase• Reduce tensión superficial de la interfase• Poseen una parte hidrofóbica (polar) + una parte hidrofílica (no polar) mismas que reducen la diferencia de polaridad de la interfase = reducción de tensión superficial del sistema.
    • CLASIFICACION DE LAS STA• Se fundamenta en el poder de disociación del TA en presencia de un electrolito y de sus propiedades fisicoquímicas – Iónicos: aniónicos y catiónicos – No-iónicos – Anfótero• Los iónicos pueden arrastrar consigo a las soluciones de cadenas de hidrocarburos, por ejemplo el ácido pálmico, prácticamente no ionizable es insoluble, mientras que el palmitato sódico es soluble completamente ionizado.
    • SUSTANCIAS TENSOACTIVAS SINTÉTICAS STA
    • STA NO IONICAS
    • SUSTANCIAS TENSOACTIVAS SINTÉTICAS STA• Parte no polar: – Radicales hidrocarburos (alquilo, arilo, arilalqilo)• Mientras menor sea la cadena del radical hidrocarburo mayor solubilidad en agua
    • SUSTANCIAS TENSOACTIVAS ANIÓNICAS• Alquilsulfatos R-OSO3Me (Me=metal alcalino)• Alquilsulfonatos R-SO3Me • R= 8-18 átomos de carbono• Alquil sulfatos primarios – diferencia de los secundarios por propiedades físicas – diferentes actividades superficiales
    • SUSTANCIAS TENSOACTIVAS ANIÓNICAS• Alquilsulfatos primarios se obtienen mediante sulfonación de sus correspondientes alcoholes primarios con SO3 o ácido sulfúrico• Alquil sulfatos secundarios – sulfonación de olefinas o alcoholes secundarios con H2SO4.
    • SUSTANCIAS TENSOACTIVAS CATIONICAS• Mas difundidas: sales cuaternarias de aminas• Aminas cuaternarias dependen de radical unido al átomo de N• Obtención: reacción de una amina (primaria, secundaria o tercearia) + alquil- o alquilarilhalógeno
    • SUSTANCIAS TENSOACTIVAS NO IONICAS• Se usan en gran escala como demulsificantes en industria petrolera• Obtención: condensación del óxido de etileno o prolileno con alquil fenoles, alcohol o ácidos grasos• Amplia gama de tensoactivos y aplicaciones• Son sustancias no polares, no generan iones• Posee parte hidrofóbica (radical alquilo, arilo, alquilarilo) e hidrofílica (cadena oxietilénica u oxipropilénica)
    • SUSTANCIAS TENSOACTIVAS SINTÉTICAS STA• Formula general de los compuestos oxietilénicos: R – (CH2CH20)nCH2CH2OH
    • DEMULSIFICANES INDUSTRIALES• Mezcla de varias STA + agente solubilizante (tolueno, xileno, u otros derivados del petróleo)• Característica del demulsificante en dependencia del tipo de crudo a ser tratado.• Factores importantes: concentración de sustancias resinoasfalténicas, tipo de emulsión, porcentaje de agua, concentración de sales, temperatura, velocidad de envejecimiento, agitación, distancia entre el pozo y la estación de tratamiento, turbulencia, gas, concentración de parafina, viscosidad, densidad.
    • TIPOS DE DEMULSIFICANES• El demulsificante en el mercado tiene de 2 a 6 componentes y agentes adicionales• Cada agente tiene su propósito en dependencia del tipo de crudo (romper emulsiones agua- petróleo, antiparáfinico, reductores de sustancias resino-asfalténicas.• La formulación del demulsificante es mas ARTE que ciencia
    • TIPOS DE DEMULSIFICANES• Grupos químicos de los demulsificantes: – Eteres polietilenglicoles de alcoholes y fenoles sustituidos – Aminas oxietilenicas – Polímeros de óxido de etileno y óxido de propileno en base de alcoholes y aminas – Alquilsulfatos primarios y secundarios – Sales de ácidos carboxílicos.
    • IMPORTANCIA DE LOS DEMULSIFICANTES EN LA PRESERVACION DEL MEDIO AMBIENTE• Demulsificantes = importancia económica + ecológica – Económicamente = incrementa recuperación de crudo, evita pérdida de crudo en agua de desecho – 10 ppm x 100000 barriles tratados = 10 barriles de crudo recuperados. – Ecológicamente = evita contaminación de fuentes hídricas, daños en hábitat (flora+fauna)
    • IMPORTANCIA DE LOS DEMULSIFICANTES EN LA PRESERVACION DEL MEDIO AMBIENTE• Comportamiento intrínseco ecológico de los demulsificantes: – Toxicidad – Biodegradabilidad• La EPA en 1993 – establece límite de aceites y grasas (mínimo de 29mg/lt y máximo de 42 mg/lt)• EPA – publicoó el manual de métodos de laboratorio para investigar biodegradabilidad de sustancias químicas.
    • BIODEGRADABILIDAD DE LOS DEMULSIFICANTES BIODEGRADABILIDAD ETERES POLIETILENGLICOLES DE ALCOHOLES PRIMARIOS ETERES POLIETILENGLICOLES DE ALCOHOLES SECUNDARIOS POLÍMEROS DE OXIDO DE ETILENO/PROPILENO EN BASE A ALCOHOLES AMINAS OXIETILENICAS ETERES LINEALES POLIETILENGLICOLES DE FENOLES ETERES RAMIFICADOS POLITILENGLICOLES DE FENOLES
    • IMPORTANCIA DE LOS DEMULSIFICANTES EN LA PRESERVACION DEL MEDIO AMBIENTE• Los últimos, es difícil su descomposición por bacterias• Los éteres polietilenglicoles de los alcoholes lineales se degradan hasta un 96%(30 días)• Aminas se degradan hasta un 80%• Métodos mas utilizados por EPA = prueba en “botella cerrada” – analiza el grado de biodegradabilidad de la sustancia analizada al día 30 de incubación de microorganismos
    • IMPORTANCIA DE LOS DEMULSIFICANTES EN LA PRESERVACION DEL MEDIO AMBIENTE• Biodegradabilidad según prueba de botella cerrada