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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


TRATAMIENTO DE LOS HIDROCARBUROS LÍQUIDOS


Hidrocarburos Líquidos

•Separadores •Tratadores Térmicos •Trampas de Superficie •Gun Barrel •FWKO •Skimmer •Decantadores •Filtros

TRATAMIENTO DE LOS HIDROCARBUROS LÍQUIDOS Y GASEOSOS


Hidrocarburos Gaseosos

•Separadores •Trampas de Superficie •Scrubbers •Gun Barrel

CONDICIONES DE ENTREGA DE HIDROCARBUROS GASEOSOS


Hidrocarburos Gaseosos

CONDICIONES DE ENTREGA DE HIDROCARBUROS LÍQUIDOS


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


• 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


• 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


• Inversa


• Directa

• Dual

• Uso de microscopio

• Aplicación de colorantes solubles en agua

• Uso de solventes

PRUEBAS DE LABORATORIO


• 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


• 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


• Se dividen en tres clases principales:

• Productos tenso-activos o Surfactantes

• Materiales presentes en la naturaleza

• Sólidos finamente fraccionados

AGENTES EMULSIONANTES


• 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


• 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


• Efectivos estabilizantes de emulsiones en varias aplicaciones

• Sales básicas de los metales, sílice en polvo, diferentes arcillas (Lodos)

SÓLIDOS FINAMENTE FRACCIONADOS


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


LÍNEA DE PRODUCCIÓN (bombas dosificadoras)

FONDO DEL POZO (inyección

en el anular)

TANQUES DE TRATAMIENTO

LUGARES DE DOSIFICACION PARA CONTRARESTAR LA EMULSION


SEDIMENTACION

METODO TERMICO

METODO ELECTRICO

METODO QUIMICO

CENTRIFUGACION

FILTRACION

METODOS DE TRATAMIENTO


En función de la gravedad y el tiempo de retención o remanencia

SEDIMENTACION


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


• Consiste en el agregado de productos químicos deshidratantes que actúan rompiendo las emulsiones

• Desemulsificantes

METODO QUIMICO

CENTRIFUGACION Y FILTRACION


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.



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.


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.


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


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.




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.


- 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



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


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


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


• 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).


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.


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



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



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.



OPERACIÓN DEL TRATADOR ELECTROESTATICO


GRACIAS POR SU ATENCIÓN

PRESTADA


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