A A_

Adernas de calcular las longitudes de las secciones de gas

y agua libres, calentamiento y asentamiento se debe tener

en cuenta la seccion de filtracion, la seccion de acumula­

cion de gas en la parte alta del tratadory una cierta dis­

tancia que debe existir por debajo del calentador hasta el ­

fondo del recipiente; teniendo en cuenta esto se podria

calcular la altura del recipiente, conociendo el diametro,

de

hT = hSAL + hSCA + hSAS + (F), pies (m) (38)

donde el termino (F) se usa para indicar un factor adicio­

nal de 3 a 5 pies (0.91 - 1.52 m).

4.5.2.5 Algunas desventajas del tratamiento termico. Los

efectos adversos de un tratamiento termico podrian ser, en­

tre otros, .105 siguientes:

Reduccion del volumen de crudo, cuando el calentamiento

es alto, al evaporarse parte de este.

Variacion de las propiedades fisicas del crudo, aumento

en la densidad y la viscosidad, 10 cual disminuye su

valor comercial.

Costos mucho mayores por equipo y combustible

80

Incremento en costos por problemas de corrosion y man­

tenimiento.

No es tan versatil como el tratamiento qu!mico en el

sentido de poderse aplicar sin problemas en grande 0

pequena escala.

Aunque el funcionamiento de calentadores y tratadores

es seguro el riesgo potencial de accidentes graves pue­

de ser mucho mayor que en el caso del tratamiento qu!mi­

co.

4.5.3 Tratamiento electrico. No es tan usado como el

tratamiento termico. El principio basico de este tratamien­

to consiste en colocar la emulsion bajo la influencia de

un campo electrico de corriente alterna 0 continua de alto

potencial, despues de un calentamiento previo moderado.

La corriente alterna es la mas barata y la mas empleada.

Cuando se hablo de las posibles formas en que pod!a actuar ~ ~ ~ J.l.4h

el agente emulsificante~era creando cargas electricas en

la superficie de las gotas de agua 10 cual hac!a que las

gotas se repelieran entre si impidiendo la coalision: la

presencia del campo electrico puede llegar a vencer estas

fuerzas repulsivas y as! hacer que se unan las gotas, 0

sea que la accion del campo electrico es aumentar el efecto

81

de la gravedad. Experimentalmente se ha encontrado quela accion

del campo electrico es casi nula 'cuando la distanciaentre las go­

tas es mas 0 menos ocho veces el diametro promedio de ellas; en es­

te momenta el porcentaje deagua remanente debe estar por debajo

del 0,2%.

El potencial requerido varia con las caracteristicas dielectricas

del aceite, el espaciamiento de los electrodos y la naturaleza de

la pelicuTa emulsificante. En general varia entre 11000 y 33000

voltios.

Para aumentar la rata de union y precipitacion de las gotas de agua,

se debe disminuir la viscosidad del crudo por medio de calentamien­

to moderado, y para reducir las perdidas por evaporacion ocasiona ­

das por el calentamiento se pueden trabajar los deshidratadores a

presion.

En general un tratador electrico es un tratador horizontal con un

precipitador electrico reemplazando la seccion de filtracion.

Cuando las emulsiones son demasiado duras es necesario recurrir a

estos tipos de tratadores para conseguir reducir el contenido de

agua a los limites exigidos. Aunque tambien existen tratadores

electricos verticales estos general mente se usan en refinerias.

82

Los tratadores electricos funcionan generalmente con corriente al­

terna aunque recientementehan empezado a entrar en usa algunos tra­

tadores conocidos como de doble polaridad debido a que usan simulta­

neamente campos electricos alternos y continuos loscuales han re­

sultado ser mas efectivos para romper emulsiones demasiado duras y

su capacidad puede ser hasta un 15% mayor que la de un tratador con­

vencional de corriente alterna del mismo tamano.

0..­La Figura 19 muestra un tratador electrico convencional el cual fun­

ciona de la siguiente manera:

El fluido entra al recipiente y da sobre la cubierta que cubre el

tubo de combustion y empieza a deslizarse sobre ella hacia el fondo

del recipientejen esta zona se presenta la separacion de gas el

cual sale del recipiente por la parte superior. En el fonda del re­

cipiente se presenta separacion del agua libre, y el petroleo y la

emulsion pasan la lamina ranurada, que distribuye uniformemente el

fluido que se va a calentar, hacia la zona de calentamiento. Cuan­

do el nivel de fluido en la zona de calentamiento alcanza el rebo­

zadero pasa hacia la zona de coalescencia donde es sometido a un cam­

po electrico; el fluido entra a esta seccion a traves de tubos 0 la­

minas ranuradas para distribuirlo uniformemente. En la parte supe ­

rior de la seccion de coalescencia se tiene un tubo ranurado por don­~J.-

de se r;=eita el crudo ya limpio. Elagua separada en esta seccion se .~

retira por el drenaje inferior. Se consideraque en esta zona de

coalescencia no hay gas.

82a

El sistema electrico del tratador constade un trasnfonnador y dos

electrodos. Los dos electrodos estan suspendidos, uno encima de

otro, en la fase petr6leo de la secci6n de coalescencia. El area

transversal de los electrodos es perpendicular a la direcci6n de flu­

jo.

La altura del electrodo superior es ajustable, de tal manera que el

gradiente de voltaje (5000 - 7000 volti6s/p~lgada) se puede variar

para reunir los requerimientos de coalescencia.

El electrodo inferior no esta conectado a tierra y no es ajustable.

La salida secundaria del transfonnador esta conectada aeste electro­

do.

, ,En la pagina9 ~~ se muestran algunos tipos de tratadores electricos

disponibles con sus caracterfsticas mas importantes. La columna AC

se refiere a tratadores electricos de corriente alterna y la columna

AC/DC se refiere a tratadores electricos de polaridad doble.

4.5.3.1 Ventajas del tratamiento electrico. Algunas, entre las mu­

chas, ventajas del tratamiento electrico son:

- Menores temperaturas de tratamiento

- Menor uso de desemulsificante

- Menores perdidas por evaporaci6n

- Mayor volumen de crudo tratado y mayor gravedad API

82b

Fig . 69. ELECTROSTATIC TREATER CAPACITIES . -.,- ­ .---­ _.. . _- ------ -­_ ...-. ....._--_. "- - - -.

15' to 42 ' API GRAVITY Oil -­ -­ --­--­ --­

Shelf Size (L~nglh X DI~me'crl

fll"l~tu~

C~p"clty lUlU/Hr.)

. flrdubes (Number

,lI1d 0,0,1 AC

Bbls/Hr.

ACIOC

011

AC

BbhlD~y

AGDC

Free W.ter IB~rr~hJ Pcr O;ayl

GllS IMMscfdl

6' X IS' 550,000 I-IS'" 20·100 24·120 480- 2400 576· 2880 500-1500 0.5·1 6' X 20' 1;000,000

-1-18" 20-100 24·120 480­ 2400 576· 2800 500-1500 05·1

8' X IS' 750,000 1-24" 50·180 60·216 1200· 4320 1400- 5184 600· 1800 15-2 8' X IS' 1.100,000 2·18" 50·180 60·216 1200· 4320 1400· 51S4 600-1800 1.5-2 8' X 20' 1300,000 1·24" 100·230 120·276 2400­ 5520 2880- 6624 800·2400 15·2 8' X 20' 2,000,000 2·18" 100·230 120·276 2400­ 5520 2880· 662,1 800-2400 1 5-2 8' X 25' 1.500,000 1-24" 125·250 150·300 3000- 6000 3600­ 7200 SOO·24OO I 5-2

Ul I

00 0

(J U­

8' X 25'

10' X 20' 10' X 20' 10' X 20'

2,250,000

2,000.000 2,500,000 3,000.000

2·18"

2- 18" 2·24" 3·IS"

125·250 150·300 -

140·280 168·336 l'lD·280 168-336 140·280 168·336._- -_.._--­

3000· 6000 .. 3360· 6720 3360· 6720 3360· 6720

3000- 6000

4032- 8064 4032- S064 4032- 8064

1)00·2400

1000·3000 1000·3000 1000·3000

15·2

2·3 2·3 2·3

... _­10' X 25' 2.000.000 2·IS" 175·430 210·516 4200·10320 5040·12384 1000·3000 2·3 10' )( 25' 2500.000 2·24" 175·430 210·516 4200 · 10320 ~;0'10 · 12384 1000·3000 2·3 10' X 25' -

3,000,000 ---­

3·18" 175·430 210-516 ----._­ -­

4200-10320 5040· 12384 1000-3000 --.-- --­ ---.•-~---- ". '.

2·3

10' X 30' 2,000,000 2·18" 200-580 240-696 4800· 13920 5760· 16704 1000-3000 2-3 10' X 30' 2,500.000 2-24" 200-5UO 240H)6 4flOO-13')20 5760-16704 1000-3000 2-3 10' X 30' -­ 3,000,000 3·18" 200 ·5BO 240·696 . 'WOO· 13920 5160· 16704 1000-3000 --.-----..• '-­ --...•­.. __ .. . _----­ ---­.. ' . - --"

2-3

la' X 35' 3,000,000 2·24" 200-580 240-696 4UDO-13920 5760·16704 1500·4500 2·3 10' X 35' 3.150,000

•.--.- - .­3·18" 200·580 240-696 4800-13920 5760-16704 1500-4500 2·3

10' )( 40' 3,750.000 2·24" 350- 730 420-876 8'100· 17520 10080-2 I024 2000-6000 3-5 10' x 45 ' 5,000.000 2-24" 350-730 420·m6 8'100-17520 10080-21024 2500-7500 3-5 10' x 50' 6.000,000 2-24" 35o-no 420-876 B'100·17520 100nO·21024 3000-C)000 3-5

r-"'

- Menores costos de combustible

- Se elimina el uso de los filtros y su respectivo mantenimiento

- Reduccion en la corrosion y depositacion de escamas

- El agua que sale de 1a seccion de coa1escencia esmucho m~s limpia

4.5.4 A1gunas notas adicionales sobre el tratamiento de emulsiones.

Aunque a trav~s de este capftu10 se ha hablado independientemente de

tratamiento 'qufmico, t~rmico, e1~ctrico, etc; en realidad casi siem­

pre un proceso de tratamiento de una emulsion involucra una combina­

cion de tratamientos y en estos cas6s cada m~todo pasarfa a ser un

paso en el proceso de rompimiento de 1a emulsion. De esta manera se

puede decir que los pasos en el tratamiento de una emulsion son:

Inyeccion de qufmico

- Separacion de agua y gas 1ibres

- Calentamiento

- Coalescencia 0 filtracion

- Asentamiento

Cuando se trata de emulsiones flojas es posible tratarlas sin ap1icar

todos los cinco pasos anteriores, pero cuando la emulsion es dura

casi invariablemente se requiere aplicar todos los pasos. El trata­

miento el~ctrico genera l mente reemplaza el paso de coalescencia 0

filtracion c~ando se tienen emulsiones muy duras en las cual es la

unica forma efectiva de reducir el contenido deaguadel petr61eo a

los valores permisibles es por medio del precipitador el~ctrico.

82c