instituto mexicano de petroleo - imp · línea de vaporesde entrada al tambor acumulador v-31011....

INSTITUTO MEXICANO DE PETROLEO DIRECCION REGIONAL NORTEAREA DE TRATAMIENTOS QUIMICOS

ING. MARIANA ZAVALA LOPEZING. OSCAR M. NIEMBRO RODRIGUEZ

ING. RICARDO RAMOS GOMEZING. JAVIER SEQUERA MORALES

EVALUACION EN CAMPO DE UN DESEMULSIONANTE DE EMULSION INVERSA IMP-RDCR-1C PARA EL BLOWDOWN DE LA PLANTA DE COQUIZACION RETARDADA U-20 DE LA

REFINERIA FCO. I. MADERO

29-JUNIO-2011

OBJETIVO

Evaluar en campo la aplicación del desemulsionanteIMP-RDCR-1C, en la planta de coquización retardada(U-20) de la Refinería Fco. I. Madero en CiudadMadero, Tamaulipas.

V-3

1010

E-31001

H-3

1002

H-3

1001

A PILETA DE COQUE

V-3

1006

TORREFRACCIONADORA

V- 31011

V-3

1001

V-3

1002

V-3

1003

V-3

1004

V-3

1001

C- 31501

V-3

1507

DESEMULSIONANTE IMP-RDCR-1C

V- 31508

V- 31506

V- 31009

Gas a quemador

Slop

Agua a U-23

AC-31502

AC-31501

AC-31001

Residuo de vacío

Gasóleo pesado de vacío

A Domo V-31506

Aceite de recirculación

TRATAMIENTO QUIMICO PARA EL CONTROL DE LA CORROSIÓN, ESPUMACIÓN Y EMULSION EN LA PLANTA DE COQUIZACION RETARDADA U-20, REF. MADERO

AC-31003

V-31

010

V- 31011

DESEMULSIONANTE IMP-RDCR-1C

Gas a quemador

Slop

Agua a U-23

SECCION DE PURGAS

AC-31003

AC-31002

Vapor

CondensadoBN-31001

Vapores de apagado

Aceite de recirculación

Slop

P-31024 / 25

o Utilización de vapor en exceso en los tambores de coquización.

• Productos del cracking en los tambores de coquizado.

• El esfuerzo cortante que se produce debido al uso del agua a altapresión en los tambores de coquizado, durante la fase de corte,favorece la formación de emulsiones de tipo inverso (aceite en agua),con contenidos de aceite en el intervalo de 1% a 5% vol.

• Adicionalmente, las emulsiones se estabilizan por la presencia deagentes emulsionantes generados durante el proceso y por lapresencia significativa de sólidos en el proceso (finos de coque).

ORIGEN DE LAS EMULSIONES EN ELPROCESO DE COQUIZACION

El IMP ha venido dosificando un desemulsionante inverso con el cual no sehan podido obtener los resultados requeridos, a las condiciones en queopera actualmente la planta (temp. actual= 85°C; diseño= 66°C).

En agosto del 2010, personal del área de tratamientos químicos del IMPrealizó pruebas de funcionalidad con varios desemulsionantes, a fin deseleccionar al que presentara las mejores propiedades de separación aceite-agua, seleccionando un desemulsionante denominado IMP-RDCR-1C.

Desde el año 2009 en la planta coquizadora se han presentado arrastres deaceite emulsionado en el condensado del acumulador V-31011 (acumuladordel blowdown), regularmente por arriba de las 150 ppm.

El 8 de marzo del 2011 se inicia la inyección del nuevo desemulsionante enla planta, a fin de verificar si es capaz de mantener los valores de grasas yaceites por abajo de las 150 ppm, establecidas como meta para la prueba.

ANTECEDENTES

PRUEBAS DE LABORATORIO

Durante un intervalo de 12 horas se suspendió en la planta laaplicación del desemulsionante de línea (IMP-RDCR-1B) con elpropósito de que el sistema quedara libre de éste y no interfirieracon la prueba.

Los productos utilizados en las pruebas fueron los siguientes:IMP-RD-CR-1BIMP-RD-CR-1C HUMECT-10 IMP-RD-37

Se probaron inyectándose en diferentes dosificaciones (de 50hasta 300 ppm) a una temperatura de 85 °C (condición típica de lacorriente del blowdown al V-31011).

RESULTADOS OBTENIDOS DE LAS PRUEBAS A NIVEL LABORATORIO

EVALUACIÓN DEL PORCENTAJE DE RECUPERACIÓN DE ACEITEDurante las pruebas de laboratorio, los desemulsionantes quemostraron mejor desempeño en cuanto a recuperación de aceitefueron el IMP-RDCR-1C y el IMP-RDCR-1B, ya que ambos produjeronel mayor porcentaje de recuperación de aceite.

0

0.5

1

1.5

2

2.5

IMP-RDCR-1C IMP-RDCR-1B IMP-RD-37 IMP-HUMECT-10

Recu

pera

ción

de

acei

te, %

EVALUACIÓN DEL TIEMPO DE SEPARACION


Por otro lado, los desemulsionantes que mostraron mejordesempeño en cuanto a tiempo de separación fueron el IMP-RD-37 yel IMP-HUMECT-10 ya que realizaron la separación del aceite en untiempo menor (ambos con un tiempo de separación de 1 min.),mientras que el IMP-RDCR-1C presentó el segundo menor tiempode separación con un tiempo de 1.5 min.

0

0.5

1

1.5

2

2.5

IMP-RD-37 IMP-HUMECT-10 IMP-RDCR-1C IMP-RDCR-1B

Tiem

po d

e se

para

ción

, min

.


EVALUACIÓN DE GRASAS Y ACEITES El desemulsionante que removió la mayor cantidad de grasas yaceites del agua fue el IMP-RDCR-1C; las restantes dejaron un altocontenido de grasas y aceites en el agua.

0

100

200

300

400

500

600

700

800

IMP-RDCR-1C IMP-HUMECT-10 IMP-RD-37 IMP-RDCR-1B

20.8

658.7704.8

760.7

gras

asy

acei

tes,

mg/

l

Concentración de grasas y aceites


Una vez concluidas las pruebas se realizó un comparativo de los resultados obtenidos paradarle puntuaciones de acuerdo a su desempeño y así seleccionar el mejordesemulsionante. Los resultados obtenidos se presentan en la siguiente tabla

DESEMULSIONANTE RECUPERACIÓN DE ACEITE

TIEMPO DE SEPARACIÓN

EVALUACIÓN DE GRASAS Y ACEITE CALIFICACIÓN

TOTAL

IMP-RD-CR-1B 3 1 0 4IMP-RD-CR-1C 3 2 3 8IMP-HUMECT-10 2 3 0 5IMP-RD-37 2 3 0 5

Puntuación: 3-Excelente, 2-Bueno, 1-Regular, 0-malo.

De acuerdo a los resultados obtenidos, el de mejor desempeño a nivel laboratorio fue elIMP-RD-CR-1C debido a que fue el que obtuvo mayor puntuación, sobre todo en cuanto adejar la menor cantidad de grasas y aceite emulsionado en el agua, principal parámetro acontrolar.

EVALUACION EN CAMPO

Para iniciar la prueba en campo se adaptó temporalmente un tanqueadicional al existente.

EVALUACION EN CAMPOSe realizaron pruebas adicionales a nivel laboratorio para fijar ladosificación inicial, de acuerdo a las condiciones de operaciónactuales de la planta de coquización retardada U-20.

Se suspendió la aplicación del desemulsionante IMP-RDCR-1B 36h.antes para asegurar la eliminación total del producto actual, paraevitar cualquier tipo de interferencia.

El 8 de Marzo se alineó el IMP-RDCR-1C el cual fue inyectado en lalínea de vapores de entrada al tambor acumulador V-31011.

El monitoreo de los resultados de la aplicación del IMP-RDCR-1Cse realizó evaluando la concentración de grasas y aceites en lacorriente de agua del V-31011 que se envía a la planta de aguasamargas U-23.

Fecha Resultado Pemex Resultado IMP08-mar-11 105.510-mar-11 271.3 130.511-mar-11 96.512-mar-11 78.613-mar-11 21.914-mar-11 10.715-mar-11 45.916-mar-11 119.6 104.817-mar-11 30.518-mar-11 7.119-mar-11 113.120-mar-11 189.421-mar-11 62.722-mar-11 142.0 118.423-mar-11 58.724-mar-11 168.825-mar-11 212.426-mar-11 7227-mar-11 102.728-mar-11 165.529-mar-11 28.430-mar-11 2131-mar-11 92.901-abr-11 185.302-abr-11 126.703-abr-11 30.504-abr-11 1505-abr-11 172.506-abr-11 36.6 31.807-abr-11 37.208-abr-11 35

RESULTADOS DE GRASAS Y ACEITES OBTENIDOS DURANTE LA EVALUACION EN CAMPO

La prueba inicia el 8de marzo y concluyeel 8 de abril

Promedio Pemex142.3 mg/l

Promedio I.M.P.86.1 mg/l

0

150

300

450

600

750

900

1050

1200

01-ju

n-10

08-ju

n-10

15-ju

n-10

22-ju

n-10

29-ju

n-10

06-ju

l-10

13-ju

l-10

20-ju

l-10

27-ju

l-10

03-a

go-1

010

-ago

-10

17-a

go-1

024

-ago

-10

31-a

go-1

007

-sep

-10

14-s

ep-1

021

-sep

-10

28-s

ep-1

005

-oct

-10

12-o

ct-1

019

-oct

-10

26-o

ct-1

002

-nov

-10

09-n

ov-1

016

-nov

-10

23-n

ov-1

030

-nov

-10

07-d

ic-1

014

-dic

-10

21-d

ic-1

028

-dic

-10

04-e

ne-1

111

-ene

-11

18-e

ne-1

125

-ene

-11

01-fe

b-11

08-fe

b-11

15-fe

b-11

22-fe

b-11

01-m

ar-1

108

-mar

-11

15-m

ar-1

122

-mar

-11

29-m

ar-1

105

-abr

-11

12-a

br-1

1

Gra

sas y

Ace

ites,

mg/

l

Concentración de Grasas y Aceites en el agua de descarga del V-31011Planta Coquizadora U-20.

IMP PEMEX

Planta fuera de operaciónpor reparación general

Planta sale de operación 3 días y entra a operar en forma inestable

Problemas detaponamiento deaeroenfriadores

sección de purga

Inicia la dosificación delIMP-RDCR-1C

Planta opera en formainestable y sale de operación por lapsos de tiempo en algunosdías

RESULTADOS DE LA EVALUACION EN CAMPO

DATOS DE CAMPO DURANTE LA PRUEBA

Durante el desarrollo de la evaluación en campo del desemulsionante IMP-RDCR-1Clos niveles de recuperación de aceite se incrementaron, lo cual es indicativo de unadecuado rompimiento de la emulsión agua-aceite.

0

10

20

30

40

50

60

02-m

ar-1

1

04-m

ar-1

1

06-m

ar-1

1

08-m

ar-1

1

10-m

ar-1

1

12-m

ar-1

1

14-m

ar-1

1

16-m

ar-1

1

18-m

ar-1

1

20-m

ar-1

1

22-m

ar-1

1

24-m

ar-1

1

26-m

ar-1

1

28-m

ar-1

1

30-m

ar-1

1

01-a

br-1

1

03-a

br-1

1

05-a

br-1

1

07-a

br-1

1

%

Nivel de Hidrocarburo

Inicia prueba de campo IMP-RDCR-1C

DATOS DE CAMPO DURANTE LA PRUEBA

0

20

40

60

80

100

120

02-m

ar-1

1

04-m

ar-1

1

06-m

ar-1

1

08-m

ar-1

1

10-m

ar-1

1

12-m

ar-1

1

14-m

ar-1

1

16-m

ar-1

1

18-m

ar-1

1

20-m

ar-1

1

22-m

ar-1

1

24-m

ar-1

1

26-m

ar-1

1

28-m

ar-1

1

30-m

ar-1

1

01-a

br-1

1

03-a

br-1

1

05-a

br-1

1

07-a

br-1

1

%

Nivel de Agua

Inicia prueba de campo IMP-RDCR-1C

Durante el desarrollo de la prueba se pudo observar que manteniendo el nivel en un 80% seobtuvo buena recuperación de aceite separado.


APARIENCIA DEL AGUA SIN LA INYECCION DE DESEMULSIONANTE

APARIENCIA DEL AGUA CON LA INYECCIÓN DEL

DESEMULSIONANTE ANTERIOR


APARIENCIA DEL AGUA CON LA INYECCION DE DESEMULSIONANTE IMP-RDCR-1C EN LA PRIMERA SEMANA DE PRUEBA

APARIENCIA DEL AGUA CON LA INYECCION DE DESEMULSIONANTE IMP-RDCR-1C EN LA ÚLTIMA SEMANA DE PRUEBA

OBSERVACIONES DE LA EVALUACION EN CAMPO

Muestra de agua, durante el problema de arrastre de aceite hacia la planta de aguas amarga U-23.

El aceite separado que se encuentrapresente en la muestra de agua se debe a larecuperación incompleta del aceitearrastrado con el agua, debido a fallasoperativas de control de los niveles en elacumulador.

Durante la determinación del contenido degrasas y aceite, únicamente debeconsiderarse la grasa contenida en lamuestra de agua y desechar el aceiteseparado.

}

CONCLUSIONESEl producto IMP-RDCR-1C mostró un mejor desempeño que el desemulsionante delínea que se utiliza actualmente, en cuanto al rompimiento de la emulsión agua-aceite en el acumulador V-31011, ya que los valores residuales de aceite en el aguase redujeron hasta 86.1 mg/l (promedio IMP durante la prueba) siendo el límitetécnico recomendado de 150 mg/l.

Los niveles de recuperación de aceite separado en el V-31011 se incrementarondurante el desarrollo de la prueba hasta en un 25%, confirmando en campo losresultados obtenidos en el laboratorio, en cuanto a la habilidad del nuevo productopara romper la emulsión agua-aceite. Como resultado del mejor desempeño (seobtiene agua menos emulsionada) se beneficia en forma directa la planta tratadorade aguas amargas.

Cabe mencionar que con este nuevo producto se disminuye el consumo dedesemulsionante en esta sección hasta en un 60% (consumo anterior promedio: 22l/día; consumo promedio del IMP-RDCR-1C: 8 l/día).

GRACIAS

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