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ADIESTRAMIENTO sobreADIESTRAMIENTO sobreDESHIDRATACIÓN de CRUDODESHIDRATACIÓN de CRUDOPara empleados de PDVSA y de empresasPara empleados de PDVSA y de empresassuministradoras de desemulsionantessuministradoras de desemulsionantes

Know- How para la industria

Know- How para la industria

UNIVERSIDADDE LOS ANDES

OBJETIVO

Presentar las propiedades de sistemasconteniendo surfactante, agua y aceite,con la finalidad de proporcionar un enten-dimiento básico y nivelar los conocimien-tos de los participantes en cuanto a losfundamentos que rigen los fenómenosinterfaciales, la formulación fisicoquímicade las emulsiones y sus propiedades.

Ubicar estos conceptos dentro del marcode la producción de petróleo (surfactante =asfáltenos y resinas, aceite = crudo, agua= salmuera) y aplicarlos a los procesos dedeshidratación y desalación. Se discutiránlos métodos de selección de productosdeshidratantes, de las tecnologías emplea-das en el campo, y del estado del arte eninvestigación-desarrollo e instrumentacióncientífica.

PROGRAMA

El programa comprende tres etapas deformación de 4 presentaciones c/u, com-plementadas por un día de práctica.

La primera parte está consagrada aexplicar la naturaleza de los fenómenosinterfaciales y que son los surfactantes,estas substancias que se ubican en lasinterfaces, y como actúan en dispersionesy medios porosos.

En la segunda etapa se presentan losconceptos fisicoquímicos que permitendescribir y predecir el comportamiento delos sistemas surfactante — agua — aceite,cualquier sean los tres componentes (enparticular asfáltenos, crudo, salmuera).

Luego se muestra que estos conceptospermiten predecir las propiedades de lasemulsiones formadas cuando se sometenestos sistemas a agitación.

La tercera etapa está dedicada a sistemasreales: compuestos surfactantes presentesen el petróleo (asfáltenos y resinas) y supapel como estabilizadores de emulsiones.

Las tres últimas presentaciones tratan de ladeshidratación de crudo en la práctica.

Primero se presenta el principio deselección de la química deshidratante y losfenómenos electrostáticos que permitencomplementar el efecto de la gravedad.

Luego se examinan los aparatos que seutilizan en la práctica para separar el aguadel crudo en diversos casos

Finalmente se presenta el estado del arteen materia de investigación y desarrollo encuanto a la formulación de deshidratantes yde los aparatos que permiten recoger lainformación necesaria para hacer undiagnóstico y mejorar un proceso.

Se complementa el adiestramiento con dosmedio-días de prácticas de laboratoriosobre:

1) Realización de un barrido de formulación

2) Medición de las propiedades de la emul-sión obtenida (tipo, estabilidad, tamaño degota, viscosidad)

(3) Optimización de una formulación deshi-dratante con pruebas de botella modifi-cadas mediante el uso de un aparatodeshidratador electrostático de laboratorio.

TEMATICA de las 12 Presentaciones(1 h 40 aprox. c/u)

311PS: Introducción: Surfactantes yemulsiones en la industria petrolera

Interfases, surfactantes, sistemas disper-sados, propiedades fundamentales, fenó-menos asociados, aplicaciones diversas,particularmente petroleras: fluidos de per-foración, recuperación mejorada, deshi-dratación, orimulsión®, inhibición de lacorrosión, emulsiones asfálticas.

300D: Surfactantes: tipos y usos

Estructura anfifílica, clasificación de sur-factantes, materias primas. Surfactantesaniónicos, no-iónicos, catiónicos y an-fóteros: estructura, nomenclatura y usosprincipales.

201PP: Surfactantes en solución, adsorcióninterfacial y auto-asociación

Surfactante en solución, adsorción en interfa-ses, tensión, asociación micelar, concentra-ción micelar crítica, efectos de electrólitos yotros aditivos, solubilización, microemulsionesy cristales líquidos, temperatura de Krafft ypunto de turbidez.

122B: Fenómenos interfaciales endispersiones y medios porosos

Sistemas multifásicos, dispersiones, adsorcióninterfacial en monocapa o estructuras bi otridimensionales, carga interfacial, doble capaeléctrica, repulsiones diversas (electrostática,estérica, entrópica), teoría DLVO, floculación ycoagulación, succión capilar y maduración deOstwald. Electroviscosidad y viscosidad inter-facial. Mojabilidad y ángulo de contacto. Fenó-menos capilares en medios porosos.

210N: Sistemas surfactante-agua- aceite alequilibrio (comportamiento de fase)

Representación del comportamiento de fasedel sistema ternario surfactante-agua-aceite alequilibrio. Diagrama de Winsor y su asocia-ción con la relación R de Winsor. Diagramasreales con surfactantes corrientes. Métodosexperimentales de estudio.

211C: Formulación fisicoquímicageneralizada (HLB, PIT y SAD)

Caracterización de surfactante en forma empí-rica, número HLB y sus limitaciones. PIT deKozo Shinoda, interés y limitaciones. Corre-laciones para formulación “optima” y su uso enla práctica mediante el concepto numérico de“Surfactant Affinity Difference” SAD.

231G1: Propiedades de emulsiones (tipo,tamaño de gota, estabilidad, viscosidad)

Clasificación de emulsiones, tipo e inversión,distribución de tamaño de gota y valor medio,médición del tamaño de gota, medición deestabilidad o persistencia de una emulsión;estudio de fenómenos desestabilizadores(sedimentación, movimiento Browniano, flocu-lación,coalescencia); viscosidad y reología.

231D2: Relación entre formulación ypropiedades — emulsificación

Utilización del concepto numérico SADgeneralizado para relacionar la formulacióncon la propiedades de las emulsiones.Donde y como obtener emulsiones de tipoaceite-en-agua o agua-en-aceite, estableso inestables, mapa bidimensional fenome-nológico en función de la formulación y dela relación agua/aceite.Efecto de otras variables (viscosidad de lasfases, concentración de surfactante,energía de agitación)

369D: Fenómenos interfaciales —asfáltenos – emulsiones W/O

Substancias anfifilas en el petróleo (asfál-tenos, resinas), adsorción en la interfaseagua/crudo, asociación en el crudo, mice-las, y agregados, efecto sobre la viscosi-dad del crudo. Gelificación interfacial yprecipitación tridimensional, reología inter-facial, estabilización estérica de emulsio-nes, aspectos cinéticos. ¿Como limitar ocontrarrestar los efectos de los asfáltenos?

353D: Principios fisicoquímicos yeléctricos — formulación deshidratante

¿Donde, porqué y como se forman emul-siones en la producción de petróleo?Adsorción de surfactantes naturales y departículas sólidas, escala de tiempo, re-versibilidad e irreversibilidad, mecanismosde estabilización. Influencia de la formula-ción generalizada sobre la estabilidad,obtención de la combinación óptima entresurfactante natural y química deshidra-tante. Substancias utilizadas en formula-ciones deshidratantes, como probarlas enla práctica.

854C: Tecnología de la deshidratación yla desalación — Aparatos y procesos

Equipos utilizados en producción, princi-pio y selección en función de los casos,separador básico “gun barrel”, separadorde agua libre, “heater-treater”, separadorelectrostático, desaladores. Equipos paraprueba de campo o de laboratorio.

855C: Tendencias en investigación —desarrollo e instrumentos para ladeshidratación

Estado del arte de lo que se sabe, y de loque no se sabe apropiadamente. Comoreducir las incertidumbres. Mediciones einstrumentos para analizar la fenomeno-logía, ventajas e inconvenientes. Diferen-tes niveles de investigación y desarrollo.Papel del productor y del contratista.

Prácticas de laboratorio(2 sesiones de 1/2 día c/u)

El propósito de las prácticas es permitir alos participantes visualizar primero lafenomenología sobre un sistema simplesurfactante-agua-aceite con el fin asociar loque se hace (cambio de formulación) conlo que se obtiene, en el presente caso laruptura de la emulsión.Se realizan barridos de formulación(hidrofilicidad EON y salinidad) para unaserie de sistemas surfactante-agua-aceitelimpios. Luego se emulsionan los sistemasy se miden las propiedades de la emulsión(tipo, estabilidad, tamaño de gota, visco-sidad) en función de la formulación.

Luego se hace lo mismo con una emulsiónde agua en crudo, cambiando el deshidra-tante para optimizar una formulación(buscando la menor estabilidad).

Se realizan pruebas de botella modificadasmediante el uso de un deshidratadorelectrostático desarrollado por el lab. FIRPen colaboración con CITEC-ULA.

Deshidratador Electrostático deLaboratorio modelo FIRP-CITEC M3

Se entregará un material impreso paraestudio y una bibliografía en formatopdf en un CD.

Facilitadores:Profesores Johnny Bullón, José Gregorio Delgado, Ana María Forgiarini, Laura Márquez,Jean-Louis Salager y Dr. Cesar Scorzza.

Personal técnico de apoyo: Lic. Francia Vejar, Ing° Paul Moreno, y Técnicos VitorinoMiranda y Nilo Morillo.

Laboratorio de Formulación, Interfases, Reología y ProcesosEscuela de Ingeniería Química,

Universidad de Los Andes, Mérida - Venezuela Telf: (58)0274-2402954 ó 0274-240-2815 Fax 0274-2402957

E-mail firp@ula.ve, Página web: http://www.firp.ula.ve

Version #6 Sept 2011Deshidratacion_2011_sf

Contactos: Director: Prof. Johnny Bullón

Director Adjunto: Profra. Ana Forgiarini

Secretaria Ejecutiva: Emirdes DuránSecretaria Administrativa: Lisbeth Albornoz