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FACILIDADES DE PRODUCCIÓN
EXPOSICIÓN FACILIDADES DE PRODUCCIÓN TEMA: GR.3
Realizado por: Jessica Lisbeth Clavijo Rodríguez
Juan Sebastián Fajardo Celis
Xando Felipe Galán Riveros
Christiam David Ibáñez Cortes
Lina Paola Pinzón Mejía
Carlos Alberto Sánchez Méndez
Docente:
Ingeniero Diego Fernando González Patrón
UNIVERSIDAD DE AMÉRICA
FACULTAD DE INGENIERÍAS
PROGRAMA DE INGENIERÍA DE PETRÓLEOS
BOGOTÁ, D. C.
AÑO 2014
Tema de exposición: Gr.3
AGENDA
• Descripción del circuito y proceso de producción, tratamiento y entrega de los hidrocarburos líquidos y gaseosos.
• Cuales son los requerimientos para realizar operaciones de autoconsumo.
• Determinación de la formación de emulsiones.
• Emulsiones directas e inversas.
• Agentes emulsionantes,
• Métodos de eliminación de emulsiones,
• Inyección de químicos.
• Tiempo de residencia.
• Aplicación de calor.
• Tratamiento electrostático.
FACILIDADES DE PRODUCCIÓN Tema de exposición: Gr.3
DESCRIPCIÓN DEL CIRCUITO Y PROCESO DE PRODUCCIÓN
FACILIDADES DE PRODUCCIÓN Tema de exposición: Gr.3
TRATAMIENTO DE LOS HIDROCARBUROS LÍQUIDOS
FACILIDADES DE PRODUCCIÓN Tema de exposición: Gr.3
Hidrocarburos Líquidos
•Separadores •Tratadores Térmicos •Trampas de Superficie •Gun Barrel •FWKO •Skimmer •Decantadores •Filtros
TRATAMIENTO DE LOS HIDROCARBUROS LÍQUIDOS Y GASEOSOS
FACILIDADES DE PRODUCCIÓN Tema de exposición: Gr.3
Hidrocarburos Gaseosos
•Separadores •Trampas de Superficie •Scrubbers •Gun Barrel
CONDICIONES DE ENTREGA DE HIDROCARBUROS GASEOSOS
FACILIDADES DE PRODUCCIÓN Tema de exposición: Gr.3
Hidrocarburos Gaseosos
CONDICIONES DE ENTREGA DE HIDROCARBUROS LÍQUIDOS
FACILIDADES DE PRODUCCIÓN Tema de exposición: Gr.3
Hidrocarburos Líquidos
PARÁMETRO DE PRUEBA
VALOR DEL
PARÁMETRO
Sedimento y agua o partículas
No exceder de 0.5% en
volumen
API a 60 ºF 18º<API<50º
Viscosidad a la temperatura de
referencia Inferior a 300 cSt a 30ºC
Presión de vapor No exceder 11 psi
Temperatura de Recibo No exceder 120 ºF
Contenido de Sal 20 PTB
Punto de Fluidez No mayor a 12 ºC
• Mezcla
• Dos líquidos inmiscibles entre si
• Condiciones normales
• Dispersión
EMULSIONES
FACILIDADES DE PRODUCCIÓN Tema de exposición: Gr.3
• Agentes emulsificantes o surfactantes: responsables de la estabilización de la emulsión.
• Líquidos
• Elementos que brinden fuerte agitación o energía en el mezclado:
• Movimiento de los fluidos del yacimiento hacia el pozo.
• Paso del fluido por las instalaciones de superficie.
FORMACIÓN DE EMULSIONES
FACILIDADES DE PRODUCCIÓN Tema de exposición: Gr.3
• La gravedad especifica.
• Viscosidad.
• Salinidad del agua.
• % de volumen en que se encuentran ambos líquidos en la mezcla
• Cantidad y tipo del agente emulsificante presente.
LA ESTABILIDAD DE LAS EMULSIONES DEPENDE DE VARIOS FACTORES
FACILIDADES DE PRODUCCIÓN Tema de exposición: Gr.3
• Inversa
FACILIDADES DE PRODUCCIÓN Tema de exposición: Gr.3
• Directa
• Dual
• Uso de microscopio
• Aplicación de colorantes solubles en agua
• Uso de solventes
PRUEBAS DE LABORATORIO
FACILIDADES DE PRODUCCIÓN Tema de exposición: Gr.3
• Temperatura viscosidad y GE
• Viscosidad del crudo afecta la coalescencia
• Contenido de agua a menor porcentaje mayor estabilización
• Diferencia de densidades a mayor diferencia menor estabilidad
• Tamaño de las gotas de agua a menor diámetro de las gotas de agua mas estable es la emulsión.
FACTORES RELACIONADOS CON LA FORMACIÓN Y ESTABILIDAD DE EMULSIONES
FACILIDADES DE PRODUCCIÓN Tema de exposición: Gr.3
• Un emulsificador es un agente superficial activo que facilita la mezcla de dos o más sustancias líquidas. El jabón, por ejemplo, puede actuar como emulsificador.
• Dos extremos: uno que atrae el aceite (hidrofóbico) y otro que atrae el agua (hidrofílico).
AGENTES EMULSIONANTES
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• Se dividen en tres clases principales:
• Productos tenso-activos o Surfactantes
• Materiales presentes en la naturaleza
• Sólidos finamente fraccionados
AGENTES EMULSIONANTES
FACILIDADES DE PRODUCCIÓN Tema de exposición: Gr.3
• Son agentes con la capacidad de absorberse sobre la interfase del sistema, creando una fina capa o película, la cual modifica las tensiones superficiales e interfaciales.
• Tensoactivo Ionico (Anionico (limpieza) y Cationico (Antisepticos)).
• Tensoactivo No Ionico (humectantes-no afinidad agua)
• Tensoactivos Anfotericos (+ o -, ph, espumas y shampoos)
PRODUCTOS TENSO-ACTIVOS O SURFACTANTES
FACILIDADES DE PRODUCCIÓN Tema de exposición: Gr.3
• Aumentan la viscosidad de formacion de nata.
• Sensibles a variaciones de Ph
• Lecitina, lanolina, goma de guar, derivados de algas, derivados de celulosa y goma arabiga.
MATERIALES PRESENTES EN LA NATURALEZA
FACILIDADES DE PRODUCCIÓN Tema de exposición: Gr.3
• Efectivos estabilizantes de emulsiones en varias aplicaciones
• Sales básicas de los metales, sílice en polvo, diferentes arcillas (Lodos)
SÓLIDOS FINAMENTE FRACCIONADOS
FACILIDADES DE PRODUCCIÓN Tema de exposición: Gr.3
DESESTABILIZACION Y ROMPIMIENTO AL
INSTANTE
TIEMPO DE ACTUACION
DISMINUCION DE LA VISCOSIDAD
PROMOVER COALESCENCIA DE GOTAS DE AGUA (PRECIPITACION)
SEPARACION DEL GAS
PRESENTTE
FUNCIONES QUE DEBEN DESEMPEÑAR LOS PROCESOS DE SEPARACION DE EMULSIONES
FACILIDADES DE PRODUCCIÓN Tema de exposición: Gr.3
LÍNEA DE PRODUCCIÓN (bombas dosificadoras)
FONDO DEL POZO (inyección
en el anular)
TANQUES DE TRATAMIENTO
LUGARES DE DOSIFICACION PARA CONTRARESTAR LA EMULSION
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SEDIMENTACION
METODO TERMICO
METODO ELECTRICO
METODO QUIMICO
CENTRIFUGACION
FILTRACION
METODOS DE TRATAMIENTO
FACILIDADES DE PRODUCCIÓN Tema de exposición: Gr.3
En función de la gravedad y el tiempo de retención o remanencia
SEDIMENTACION
FACILIDADES DE PRODUCCIÓN Tema de exposición: Gr.3
MÉTODOS TÉRMICOS
• Aumenta solubilidad, reduce viscosidad, aumento de energía (corrientes térmicas), expansión de las gotas, ruptura de tensiones interfaciales.
METODO TERMICO
• Campo eléctrico (interactúan en el movimiento partículas) (incidir en vibraciones, permitan choques)
METODO ELECTRICO
FACILIDADES DE PRODUCCIÓN Tema de exposición: Gr.3
• Consiste en el agregado de productos químicos deshidratantes que actúan rompiendo las emulsiones
• Desemulsificantes
METODO QUIMICO
CENTRIFUGACION Y FILTRACION
FACILIDADES DE PRODUCCIÓN Tema de exposición: Gr.3
INYECCIÓN DE QUÍMICOS
Consiste en agregar
Sustancias químicas llamadas
desmulsificantes
Actúa sobre la película que cubre las gotas de la fase
dispersa debilitándola
Las gotas se unen lo que lleva a que las fases se separen
La mayoría son solubles en agua y otros en petróleo y sus derivados.
Se pueden utilizar puros o disueltos en agua, crudo.
Gasolina o querosene.
La selección y cantidad adecuada se realiza mediante prueba de
botellas en laboratorio.
Se analizan distintos productos a diferentes
concentraciones cada uno
Se selecciona el que de mejores resultados de rompimiento de la emulsión y la
concentración optima de este.
FACILIDADES DE PRODUCCIÓN Tema de exposición: Gr.3
INYECCIÓN DE QUÍMICOS
Para la prueba de
botella se debe tener
en cuenta
Como se toma la muestra de la emulsión:
• Lo mas representativa y reciente posible. *someterse a condiciones de agitación semejantes a las reales.
Como se agrega el desemulsificante:
Se usa diluido aunque no es recomendable porque el solvente
usado puede afectar la emulsión.
El sitio de aplicación depende principalmente de las características de la emulsión y en su elección se debe
tener presente:
Agitación para mezclarse con la emulsión, no excesiva se puede presentar
separación de fases y crear una nueva emulsificación
Si hay agua libre retirarla antes de
agregar el desemulsificante.
Mientras > tiempo de agitación > será el grado
de emulsificación, se debe agregar lo mas rápido el
desemulsificante.
> Temperatura > Efecto del
desemulsificante.
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La línea de superficie lo mas cercano a la cabeza del pozo
Se agrega en un punto después que el agua
halla sido retirada
Agregando el surfantate en el fondo del pozo.
INYECCIÓN DE QUÍMICOS
Con lo anterior el sitio mas apropiado para agregar el desemulsifiante seria
Cuando hay emulsiones muy duras se puede mejorar la separación
Si se trata de pozos con mucha agua libre
Algunas veces se agrega en los tanques pero esto sucede cuando no ha dado
resultando el tratamiento y el crudo ha pasado con mucha agua a los tanques
FACILIDADES DE PRODUCCIÓN Tema de exposición: Gr.3
El equipo de inyección es una bomba pequeña que puede ser operada por gas a presión, aire o eléctricamente; la bomba está conectada al depósito del químico de donde lo succiona y lo descarga a la presión requerida para poderlo inyectar a la línea de la emulsión.
La rata de inyección se puede ajustar para inyectar la cantidad adecuada y así evitar el desperdicio de surfactante, lo cual es importante ya que es bastante costoso.
En algunas ocasiones para obtener una buena mezcla entre el desemulsificante y la emulsión se usa un dispositivo conocido como mezclador – mixer el cual ofrece restricciones al flujo y de esta manera genera turbulencia.
INYECCIÓN DE QUÍMICOS
FACILIDADES DE PRODUCCIÓN Tema de exposición: Gr.3
INYECCIÓN DE QUÍMICOS
INYECCION
DESENMULSIFICANTE
CONTINUA
BACHES
en algunos casos se usa baches
preferentemente cuando en un
tanque hay agua emulsionada o
cuando la producción es muy
baja y no amerita inyección
continua.
-No hay suficiente agitación.
-No concentración uniforme.
- Desperdicio químico cuando
las densidades de es te y la
emulsión son diferentes (se
presenta segregación.
FACILIDADES DE PRODUCCIÓN Tema de exposición: Gr.3
INYECCIÓN DE QUÍMICOS
FACILIDADES DE PRODUCCIÓN Tema de exposición: Gr.3
- Bajo costo de instalación y operación
- Proceso y equipo sencillo
- Versátil. Se puede aplicar a procesos en grande y pequeña escala.
- La calidad del crudo no se altera
- Separación rápida y efectiva
VENTAJAS
FACILIDADES DE PRODUCCIÓN Tema de exposición: Gr.3
FACILIDADES DE PRODUCCIÓN Tema de exposición: Gr.3
TIEMPO DE RESIDENCIA
Tiempo de residencia para la separación
de gas
Densidad del crudo Minutos (Típico)
Sobre 35 °API 1
20-30 °API 1-2
10-20 °API 2-4
Tiempo de residencia para la separación
de agua
Densidad del crudo Minutos (Típico)
Arriba de 35 °API 3-5
Abajo 35 °API ----------------
100 °F 5-10
80 °F 10-20
60 °F 20-30
• Según el American Petroleum Institute (API) una de las entidades mas citada y referenciada en tema de seguridad y diseño petrolero establece:
En la sección C.1.7 se muestra un criterio para estimar el tiempo de retención en líquidos hidrocarburos para separar gas.
En la sección C.2.2 se muestra un criterio para estimar el tiempo de retención en líquidos hidrocarburos para separar agua.
Comprende el tiempo de entrada al separador y el tiempo de salida del mismo
CALENTADORES
FACILIDADES DE PRODUCCIÓN Tema de exposición: Gr.3
El calentamiento de la emulsión se
realiza en recipientes conocidas
como calentadores o tratadores. El
aplicar temperatura a la emulsión
tiene los siguientes efectos:
-Debilitar la película de
emulsificante.
- Aumentar el movimiento Browniano
de las partículas de la fase dispersa,
lo cual implica mayor número de
choques incrementando la posibilidad
de unión.
-Disminuye la viscosidad de la fase
continua y, si ésta es aceite, la
densidad lo cual implica una
disminución en la capacidad para
mantener en suspensión las gotas de
agua.
CALENTADOR Mezcla Fría Mezcla Caliente
• El fluido esta en reposo
para ocurra el
rompimiento de la
emulsión, pero no la
separación de las fases
CLASES DE CALENTADORES
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DIRECTOS
• El mismo recipiente genera el calor para calentar la emulsión
INDIRECTOS
• el calor es generado a través de un fluido que sirve como medio de transporte para calentar la emulsión
CALENTADORES DIRECTOS PIROTUBULARES
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• El serpentín mientras mayor número de vueltas tenga
mayor cantidad de calor se podrá transmitir al fluido
porque el área de contacto es mayor. Al entrar la mezcla
fría por la parte superior el calentamiento y la
transferencia de calor se hace progresivamente.
CALENTADORES INDIRECTOS
• Un calentador indirecto, dependiendo del tamaño, puede
manejar cantidades grandes de fluido pero el
calentamiento no es tan eficiente y además hay más
oportunidad de pérdidas de calor.
• se conoce como tubular porque el fluido va a través del
serpentín el cual está rodeado por la llama producida por
los quemadores y los gases producidos por la combustión
que tratan de salir por la chimenea.
• Generalmente es Horizontal.
• Estos calentadores generalmente trabajan con gas como
combustible pero también pueden trabajar con
combustible líquido.
• Es un intercambiador de calor.
• El fluido que se va a calentar va a través de los tubos
internos del calentador los cuales están rodeados por el
fluido de calentamiento el cual puede ser un líquido
caliente o, lo más común, vapor de agua.
• Al salir el fluido de calentamiento del calentador es llevado
al sitio donde se le aplica calor para calentador y
recircularlo nuevamente al intercambiador (calentador).
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DISPOSITIVOS DE SEGURIIDAD DEL CALENTADOR
Por temperatura alta de líquido
• Es un mecanismo que actúa cuando la temperatura del líquido está de unos 10 a 18°F por encima de la temperatura de operación, abriendo al aire una válvula de tres vías que está ubicada en la línea de presión que conecta el controlador de temperatura con la válvula de control de combustible al mechero principal, la cual al no tener presión en la línea de suministro de presión se cierra y hace que se apague el quemador principal.
Por bajo nivel de fluido
• El dispositivo es un flotador que se localiza cerca la parte superior del tubo de calentamiento y cuando el fluido no cubra completamente el tubo de combustión hará que se abra el aire una
válvula de tres vías que se halla en la línea de suministro de gas a los instrumentos de control y que conecta con una válvula de bloqueo, la cual se cerrará y bloqueará el paso de combustible
el quemadero.
Por temperatura alta en la chimenea
• Cuando la temperatura en la chimenea es alta accionará un interruptor que abre una válvula de tres vías a la atmósfera y descarga la línea de suministro de gas a los instrumentos; esto hará que la presión sobre le diafragma de la válvula de bloqueo en la línea de combustible caiga a cero y la válvula se cierre.
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PROCEDIMIENTO DE ENCENDIDO
1. Llene el recipiente hasta tapar el tubo de combustión o si
el calentador está lleno verifique el nivel de fluido.
2. Cierre las válvulas en las líneas de combustible a los
quemaderos principal y piloto.
3. Abra la válvula en la línea de combustible antes del
regulador de presión.
4. Ajuste el regulador de presión de acuerdo con las
instrucciones de fabricante del equipo. La presión es
normalmente de 15-30 psi (103.6-207.2 kPa).
5. Abra la válvula en el piloto y enciéndalo
6. Coloque el control de temperatura, u otro dispositivo que
regule el funcionamiento, en servicio. Este dispositivo
controla la válvula de control; al instalarlo la válvula de
control de temperatura si cierra la válvula de control de
combustible.
7, Cierre la válvula en la línea de combustibles antes
del regulador de presión y deje que el combustible en la
línea después del regulador se consuma
completamente. Cuando se apague la llama, cierre las
válvulas en las líneas al piloto y al
quemador principal.
PROCEDIMIENTO DE APAGADO
TRATAMIENTO ELECTROSTATICO
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TRATAMIENTO ELECTROSTATICO
Componentes externos del
tratador
- Las chimeneas y las cajas de fuego: para
llamas (Flame Arrestor), depurador de gas (Fuel
Gas Scrubber).
-Líneas de escape del tratador: tubo de salida
del agua, La línea de salida de crudo, la salida
de agua tratada.
- Conectadas a los controladores de nivel se
encuentran las líneas que proveen a estos de
gas o aire comprimido para que funcionen
bien: Las mirillas de vidrio, drenajes, El
termómetro, La sonda de temperatura del
termostato, El control de bajo nivel, línea de
compensación del gas, La válvula de alivio,
transformador, voltímetro ,un corta circuito
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TRATAMIENTO ELECTROSTATICO
Componentes internos del tratador
-Básicamente el interior de un tratador
electroestático está dividido en tres secciones:
la de entrada, la de inundación, y la de
tratamiento.
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TRATAMIENTO ELECTROSTATICO
OPERACIÓN DEL TRATADOR ELECTROESTATICO
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TRATAMIENTO ELECTROSTATICO
OPERACIÓN DEL TRATADOR ELECTROESTATICO
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TRATAMIENTO ELECTROSTATICO
OPERACIÓN DEL TRATADOR ELECTROESTATICO
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GRACIAS POR SU ATENCIÓN
PRESTADA
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