Tema 6 a demulsificantes
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ACCIÓN DEL AGENTE DEMULSIFICANTE
Guido Yánez Q., PhD
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GENERALIDADES
• Requisitos técnicos del desmulsificante:
– Fuerte atracción en interfase
– Buena floculación
– Buena coalescencia
– Buen humectado de sólidos
• Emulsificantes y demulsificantes son STA de similares en naturaleza, pero de diferente estructura de la parte no polar.
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GENERALIDADES• El demulsificante actúa en la interfase agua-
aceite.
• Un buen demulsificante posee buena movilidada través de fase oleosa y concentración en lainterfase.
• Principal acción del demulsificante: floculación ycoalescencia en menor tiempo posible
• El demulsificante une las gotas de agua pormedio de atracción (coalescencia), adquierenpeso y se sedimentan.
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GENERALIDADES
• Demulsificante no rompe continuidad de la película del emulsificante – se une a ella.
Acción de un agente
demulsificanteen una
emulsión
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ACCION DEL DEMUSLFICANTE SOBRE LOS SÓLIDOS
• Las partículas sólidas que contienenlimo, arcilla, lodo deperforación, hierro, sulfuros, parafina, etc.complican el proceso de demulsificación.– Los sólidos se ubican en la interfase agua/petróleo
contribuyendo a la estabilidad
– Sólidos son los primeros materialesestabilizantes, se requiere remoción para buentratamiento.
– Los sólidos pueden estar: dispersos en el crudo(fácil tratamiento) o mojados por el agua.
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OBJETIVO DE LA DEMULSIFICACIÓN
• Debilitar película que rodea gota de agua y “romer” la emulsión.
• Se lo realiza por medio de agentes químicos y calor
• Objetivo : lograr coalescencia y sedimentación del agua por diferencia de densidades.
• Grado de agitación es un factor importante en la estabilidad:– Mayor agitación = menor tamaño de gotas = mayor
estabilidad
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FACTORES QUE AFECTAN LA ESTABILIDAD DE UNA EMULSIÓN
• Viscosidad. Baja viscosidad: gotas de agua muy finas en suspensión.
• El tiempo: envejecimiento de la emulsión
• pH. interviene en la estabilidad de la emulsión (inestable en 10,5)
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ELEMENTOS QUE AYUDAN A ROMPER LA EMULSIÓN
• Acción química en la interfase
• Calor
– Asentamiento más rápido (diferencia de densidad)
– Reduce viscosidad
– Rompe película que rodea al agua (expansión)
– Aumenta movimiento de partículas
• Tiempo de residencia en el tanque –sedimentación
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EFECTO DEL CALOR SOBRE LA DEMULSFICACIÓN
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QUÍMICOS DEMULSIFICANTES PARA ROMPER EMULSIONES EN EL PROCESO DE DESHIDRATACIÓN DEL
CRUDO
• Propiedades de los demulsificantes:– Gran actividad superficial
– Se absorban fácilmente en la interfase
– Facilitan la eliminación del agua
– Permitan obtener un crudo limpio (especificaciones)
• La adición debe hacerse en un punto de buena difusión que garantice un contacto íntimo
• La dosificación y temperatura varía según la estabilidad de la emulsión (10 a 25 ppm de demulsificante en base a los fluidos producidos.
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SUSTANCIAS TENSOACTIVAS SINTÉTICAS STA
• Sustancias orgánicas de estructura asimétricas capaces de adsorberse en la interfase
• Reduce tensión superficial de la interfase
• Poseen una parte hidrofóbica (polar) + una parte hidrofílica (no polar) mismas que reducen la diferencia de polaridad de la interfase = reducción de tensión superficial del sistema.
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CLASIFICACION DE LAS STA• Se fundamenta en el poder de disociación del TA
en presencia de un electrolito y de suspropiedades fisicoquímicas– Iónicos: aniónicos y catiónicos
– No-iónicos
– Anfótero
• Los iónicos pueden arrastrar consigo a lassoluciones de cadenas de hidrocarburos, porejemplo el ácido pálmico, prácticamente noionizable es insoluble, mientras que el palmitatosódico es soluble completamente ionizado.
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SUSTANCIAS TENSOACTIVAS SINTÉTICAS STA
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STA NO IONICAS
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SUSTANCIAS TENSOACTIVAS SINTÉTICAS STA
• Parte no polar:
– Radicales hidrocarburos (alquilo, arilo, arilalqilo)
• Mientras menor sea la cadena del radical hidrocarburo mayor solubilidad en agua
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SUSTANCIAS TENSOACTIVAS ANIÓNICAS
• Alquilsulfatos R-OSO3Me (Me=metal alcalino)
• Alquilsulfonatos R-SO3Me • R= 8-18 átomos de carbono
• Alquil sulfatos primarios – diferencia de los secundarios por propiedades físicas – diferentes actividades superficiales
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SUSTANCIAS TENSOACTIVAS ANIÓNICAS
• Alquilsulfatos primarios se obtienen mediante sulfonación de sus correspondientes alcoholes primarios con SO3 o ácido sulfúrico
• Alquil sulfatos secundarios – sulfonación de olefinas o alcoholes secundarios con H2SO4.
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SUSTANCIAS TENSOACTIVAS CATIONICAS
• Mas difundidas: sales cuaternarias de aminas
• Aminas cuaternarias dependen de radical unido al átomo de N
• Obtención: reacción de una amina (primaria, secundaria o tercearia) + alquil- o alquilarilhalógeno
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SUSTANCIAS TENSOACTIVAS NO IONICAS
• Se usan en gran escala como demulsificantes en industria petrolera
• Obtención: condensación del óxido de etileno o prolileno con alquil fenoles, alcohol o ácidos grasos
• Amplia gama de tensoactivos y aplicaciones
• Son sustancias no polares, no generan iones
• Posee parte hidrofóbica (radical alquilo, arilo, alquilarilo) e hidrofílica (cadena oxietilénica u oxipropilénica)
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SUSTANCIAS TENSOACTIVAS SINTÉTICAS STA
• Formula general de los compuestos oxietilénicos:
R – (CH2CH20)nCH2CH2OH
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DEMULSIFICANES INDUSTRIALES
• Mezcla de varias STA + agente solubilizante(tolueno, xileno, u otros derivados del petróleo)
• Característica del demulsificante en dependenciadel tipo de crudo a ser tratado.
• Factores importantes: concentración desustancias resinoasfalténicas, tipo deemulsión, porcentaje de agua, concentración desales, temperatura, velocidad deenvejecimiento, agitación, distancia entre el pozoy la estación detratamiento, turbulencia, gas, concentración deparafina, viscosidad, densidad.
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TIPOS DE DEMULSIFICANES
• El demulsificante en el mercado tiene de 2 a 6componentes y agentes adicionales
• Cada agente tiene su propósito endependencia del tipo de crudo (romperemulsiones agua-petróleo, antiparáfinico, reductores desustancias resino-asfalténicas.
• La formulación del demulsificante esmas ARTE que ciencia
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TIPOS DE DEMULSIFICANES• Grupos químicos de los demulsificantes:
– Eteres polietilenglicoles de alcoholes y fenoles sustituidos
– Aminas oxietilenicas
– Polímeros de óxido de etileno y óxido de propileno en base de alcoholes y aminas
– Alquilsulfatos primarios y secundarios
– Sales de ácidos carboxílicos.
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IMPORTANCIA DE LOS DEMULSIFICANTES EN LA PRESERVACION DEL MEDIO AMBIENTE
• Demulsificantes = importancia económica + ecológica
– Económicamente = incrementa recuperación de crudo, evita pérdida de crudo en agua de desecho – 10 ppm x 100000 barriles tratados = 10 barriles de crudo recuperados.
– Ecológicamente = evita contaminación de fuentes hídricas, daños en hábitat (flora+fauna)
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IMPORTANCIA DE LOS DEMULSIFICANTES EN LA PRESERVACION DEL MEDIO AMBIENTE
• Comportamiento intrínseco ecológico de los demulsificantes: – Toxicidad
– Biodegradabilidad
• La EPA en 1993 – establece límite de aceites y grasas (mínimo de 29mg/lt y máximo de 42 mg/lt)
• EPA – publicoó el manual de métodos delaboratorio para investigar biodegradabilidad desustancias químicas.
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BIO
DEG
RA
DA
BILID
AD
BIODEGRADABILIDAD DE LOS DEMULSIFICANTES
ETERES RAMIFICADOS POLITILENGLICOLES DE FENOLES
ETERES LINEALES POLIETILENGLICOLES DE FENOLES
AMINAS OXIETILENICAS
POLÍMEROS DE OXIDO DE ETILENO/PROPILENO EN BASE A ALCOHOLES
ETERES POLIETILENGLICOLES DE ALCOHOLES SECUNDARIOS
ETERES POLIETILENGLICOLES DE ALCOHOLES PRIMARIOS
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IMPORTANCIA DE LOS DEMULSIFICANTES EN LA PRESERVACION DEL MEDIO AMBIENTE
• Los últimos, es difícil su descomposición por bacterias
• Los éteres polietilenglicoles de los alcoholes lineales se degradan hasta un 96%(30 días)
• Aminas se degradan hasta un 80%
• Métodos mas utilizados por EPA = prueba en “botella cerrada” – analiza el grado de biodegradabilidad de la sustancia analizada al día 30 de incubación de microorganismos
![Page 28: Tema 6 a demulsificantes](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022052116/559418d11a28ab730d8b45bb/html5/thumbnails/28.jpg)
IMPORTANCIA DE LOS DEMULSIFICANTES EN LA PRESERVACION DEL MEDIO AMBIENTE
• Biodegradabilidad según prueba de botella cerrada