Principios Basicos Del Tratamiento Quimico en El Agua de Produccion Para Eliminar Los Solidos Suspendidos y Aceites en Agua en Las PTAR.-libre

Principios Bsicos del Tratamiento Qumico en el Agua de Produccin Para Eliminar solidos Suspendidos y

Aceites en Agua en las PTAR

Planta de 25000 BWPD para el Campo Ocelote, Servicio de tratamiento de agua de produccin de las facilidades de tratamiento localizadas en Ocelote Batera SW-1 y Pre-tratamiento de Lodos producidos en las facilidades de tratamiento

Realizadas por New Gas and Oil S.A.

2014

Contenido

INTRODUCCION ................................................................................................... 4

1. SOLIDOS SUSPENDIDOS .............................................................................. 5

1.1. Coalescencia ............................................................................................ 6

1.2. Floculacin ................................................................................................ 6

1.3. Coagulacin .............................................................................................. 7

1.4. Propiedades Elctricas de los Solidos Suspendidos ................................. 7

1.5. Por Qu es Difcil la Remocin de Solidos Suspendidos en el Agua? ..... 8

2. ACEITE EN AGUA O/W ................................................................................ 9 2.1. Emulsiones ............................................................................................... 9

2.2. Teora sobre la formacin de emulsiones ................................................. 9

2.3. Emulsin Inversa..................................................................................... 10

2.4. Estabilidad de las emulsiones inversas. .................................................. 12

2.5. Uso de qumicos en el tratamiento de emulsiones inversas. ................... 13

3. PROPIEDADES FSICO-QUMICAS ............................................................. 15 3.1. Color y Turbidez ...................................................................................... 15

3.2. Olor y Sabor. ........................................................................................... 15

3.3. Temperatura. .......................................................................................... 16

3.4. Dureza. ................................................................................................... 16

3.5. Contenido de PH ..................................................................................... 16

3.6. Demanda Qumica de Oxigeno ............................................................... 16

3.7. Demanda Bioqumica de Oxigeno ........................................................... 17

3.8. Bacterias ................................................................................................. 17

3.9. Problemas ocasionados por Slidos suspendidos y el aceite en el agua de produccin ........................................................................................................ 17

4. OTROS PROBLEMAS PRESENTES EN LAS FACILIDADES DE SUPERFICIE. ...................................................................................................... 19

4.1. Incrustaciones ......................................................................................... 19

4.2. Corrosin ................................................................................................ 20

5. DISEO Y SELECCIN DE UN PRODUCTO QUMICO PARA TRATAR EMULSIONES INVERSAS Y SOLIDOS SUSPENDIDOS EN EL AGUA DE PRODUCCIN. ................................................................................................... 23

5.1. Condiciones para un tratamiento qumico ptimo. ................................... 24

5.2. Insuficiencia en la dosis aplicada de qumico .......................................... 24

5.3. Exceso de qumico aplicado .................................................................... 24

6. PRUEBAS DE LABORATORIO ..................................................................... 26

6.1. Pruebas de botella .................................................................................. 26

6.2. Prueba de Jarras..................................................................................... 28

7. RECOMENDACIONES PARA EL ARRANQUE Y OPERACIN DE UNA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL PETROLERA RESPECTO AL TRATAMIENTO QUMICO. .................................................................................. 32 8. BIBLIOGRAFA.............................................................................................. 34

INTRODUCCION El agua producida para la industria petrolera se convierte en un problema ambiental, dado que se debe cumplir con ciertas normas para la disposicin por vertimiento o para inyeccion. La solucin es implementar plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR) para campos petroleros. El agua de produccin, con frecuencia, es tratada mediante procesos fsico-mecnicos, sin embargo, se hace necesario el uso de productos qumicos que aseguren la eficiencia operativa es decir que las concentraciones en la entrada de los equipos sean similares a las condiciones para las cuales fue diseado dicho equipo.

Para garantizar la calidad del agua y eliminar las impurezas que ella transporta se debe implementar equipos de elevada calidad y eficiencia, entre los cuales podemos enunciar: Skim Tank, Celda de Flotacin, Filtro y Decantador. En este informe se establecen principios bsicos de los procesos qumicos que se deben ejecutar para mantener la eficiencia de los equipos en el momento que cambien las condiciones de concentracin de solidos suspendidos y aceites en agua y algunos otros factores que afecten el proceso.

De igual forma se encuentra recopilada la informacin pertinente y necesaria de cmo se remueven qumicamente los slidos suspendidos y la forma de romper las emulsiones estables entre el agua y el aceite para lograr la separacin y posteriormente retirar las impurezas de la corriente de agua.

1. SOLIDOS SUSPENDIDOS Los slidos pueden ser incorporados al agua por diversas actividades industriales y domsticas. La mayor parte de las partculas presentes en las aguas residuales estn en los rangos de 1*10-7 milmetros en adelante. Las partculas sobre 10-3 milmetros pueden ser removidas por procesos de sedimentacin o filtracin, por debajo de estas medidas requieren ser removidas por procesos especiales. Por esta razn las pruebas analticas, son comnmente divididas en slidos: sedimentables, suspendidos y disueltos.

Slidos sedimentables: Son aquellos que sedimentan bajo la accin de la gravedad. La determinacin se realiza generalmente en un cono Imhoff dejando la muestra en reposo durante una hora. EL resultado se reporta en ml/L. Esta determinacin evala la cantidad de sedimento que podra eventualmente ser lanzada a la fuente receptora; sirve adems para dimensionar un sistema de remocin.

Slidos suspendidos: Pueden ser orgnicos e inorgnicos. Por lo general son partculas de xido metlicos de la corrosin, hierro o manganeso presentes originalmente en el agua. Otros slidos suspendidos pueden ser los sedimentos, arena, arcilla o cuerpos bacterianos. En la prctica se identifican y se estima su tendencia al taponamiento haciendo uso de un filtro de membrana de 0.45 micras. Es la cantidad de slidos que pueden separarse por filtrado de un volumen dado, y la cantidad de estos slidos sirven para estimar la tendencia de taponamiento de los sistemas de inyeccin. Los TSS son uno de los parmetros para el diseo de equipos de filtracin y separacin de aguas de produccin

Slidos disueltos: Se consideran aquellos que pasan a travs de la membrana de filtracin. El TDS es simplemente la suma de las concentraciones de todos los iones individuales.

Para la remocin de solidos suspendidos en el agua se hace uso de procesos de coagulacin y floculacin (procesos qumicos), los cuales buscan la desestabilizacin de las partculas coloidales para agruparlas en unas de mayor tamao, llamadas flculos, las cuales pueden separarse del agua por sedimentacin o flotacin.

Los mecanismos mediante los cuales se lleva a cabo los procesos de floculacin y coagulacin, son fenmenos o reacciones presentadas en los coloides.

1.1. Coalescencia

Es la unin de pequeas gotas para formar gotas de mayor tamao. A mayor tiempo de retencin mayor coalescencia, y por tanto ms eficiente es el tratamiento al agua.

1.2. Floculacin

La floculacin es un proceso qumico mediante el cual, con la adicin de sustancias denominadas floculantes, se aglutina las sustancias coloidales presentes en el agua, facilitando de esta forma su decantacin y posterior filtrado.

Los compuestos que pueden estar presentes en el agua son:

Slidos en suspensin; Partculas coloidales (menos de 1 micra), Sustancias disueltas El proceso de floculacin es precedido por la coagulacin, por eso muchas veces se habla de los procesos de coagulacin-floculacin. Estos facilitan el retiro de las sustancias en suspensin y de las partculas coloidales.

La floculacin es la aglomeracin de partculas desestabilizadas en microflculos y despus en los flculos ms grandes que tienden a depositarse en el fondo de los recipientes construidos para este fin, denominados sedimentadores.

Los factores que pueden promover la coagulacin-floculacin son el gradiente de la velocidad, el tiempo de retencin y el pH. El tiempo de retencin y el gradiente de velocidad son importantes al aumentar la probabilidad de que las partculas se unan y da ms tiempo para que las partculas desciendan, por efecto de la gravedad, y as se acumulen en el fondo. Por otra parte el pH es un factor prominente en accin desestabilizadora de las sustancias coagulantes y floculantes.

El alumbre, las sales de hierro y los polmeros de peso molecular alto, son floculantes comunes. La floculacin es estimada por un mezclado lento que junta poco a poco los flculos; un mezclado demasiado intenso los rompe y raramente se vuelven a formar en su tamao y fuerza ptima.

Los mecanismos responsables de la floculacin son:

Atraccin de Fuerzas de Van der Waals.

Puente de Hidrogeno. Puente Qumico. Atrapamiento o Barrido.

Los factores que afectan la floculacin son:

Gradiente de velocidad o agitacin. Tiempo de agitacin. Tipo de coagulante usado. Temperatura del agua.

1.3. Coagulacin

La coagulacin es la desestabilizacin de las partculas coloidales causadas por la adicin de un reactivo qumico llamado coagulante, el cual, neutralizando sus cargas electrostticas, hace que las partculas tiendan a unirse entre s y la sustancia que se coagula vaya al fondo para su posterior retiro.

El valor de los coagulantes es debido, en parte, a las propiedades esponjosas del floculo, ya que este tipo de estructuras poseen amplias reas superficiales a las que se adhieren las partculas coloidales o semicoloidales. La adicin de coagulantes al agua cumple dos funciones: acelera el asentamiento de materia en suspensin y permite velocidades de filtracin ms altas, no obtenibles con xito por otros mtodos. Cuando el agua que ha sido coagulada o asentada pasa por arena, cascarilla de palma africana u otros materiales filtrantes, el material coagulable remanente en el agua, es retenido. Debido a la estructura esponjosa del floculo, el agua pasa a travs de l, pero el material suspendido es englobado y retenido.

1.4. Propiedades Elctricas de los Solidos Suspendidos

Todas las partculas coloidales estn elctricamente cargadas positivamente o negativamente dependiendo de su composicin. Los coloides causantes de la turbiedad y/o color en las aguas naturales son de naturaleza negativa.

Cuando dos partculas poseen la misma carga elctrica, por ejemplo negativa, estas se repelen y no se pueden aglomerar en una partcula de mayor tamao, permaneciendo los coloides suspendidos en el agua.

La estabilidad de los slidos suspendidos se debe a la existencia de cargas elctricas sobre su superficie, las cuales pueden ser generadas por la adsorcin de iones sobre la superficie de la partcula.

1.5. Por Qu es Difcil la Remocin de Solidos Suspendidos en el Agua?

Las partculas son demasiado pequeas y su velocidad de asentamiento o sedimentacin es demasiado lenta.

Los slidos poseen la misma carga elctrica en sus superficies, crendose fuerzas de repulsin entre ellas, lo que impide que se puedan agrupar en partculas ms grandes, para aumentar su velocidad de asentamiento. Los coloides permanecern en un estado de fina subdivisin hasta que las cargas se neutralicen.

Las partculas mayores de 100 micras pueden observarse a simple vista y son consideradas como solidos asentables. En el intervalo de 10 a 100 micras se les considera turbidez. Por debajo de las 10 micras se les considera coloidales. Las partculas mayores de 0.1 micras son visibles en el microscopio ptico.

2. ACEITE EN AGUA O/W Es la cantidad de petrleo disperso o en emulsin en el agua producida. Muchas veces se ve como iridiscencia sobre las aguas donde se elimina o derrama, y causa problemas severos. Estos incluyen la toxicidad para los peces, la reduccin de la aireacin, sabores y olores y la interferencia con las plantas de tratamiento de agua. En pozos de inyeccin puede causar emulsiones y daos en la formacin, muchos debido a la compatibilidad de las aguas y a sus propiedades fsico qumicas. Para eliminar las trazas de aceite o las emulsiones entre el aceite y el agua, se hace necesario un tratamiento fsico-mecnico y fsico-qumico fuerte, para ello se implementan plantas de tratamiento de agua de produccin y adems se le agregan diferentes qumicos para la eliminacin de las impurezas presentes en el agua.

2.1. Emulsiones

Es una mezcla intima de dos lquidos inmiscibles y de diferente gravedad especfica, en la cual uno de los lquidos est disperso en el otro en forma de pequeas gotas, para formar una emulsin estable se necesitan tres condiciones.

1. La presencia de lquidos inmiscibles, como lo es el caso del agua y el aceite.

2. Existencia de suficiente agitacin para poder dispersar uno de los lquidos en forma de pequeas gotas en el otro lquido.

3. Presencia de un agente emulsionante o emulsificador que estabilice la emulsin.

2.2. Teora sobre la formacin de emulsiones

Existen varias teoras que tratan de explicar la formacin de emulsiones estables, sin embargo algunas de ellas no permiten explicar por si solas la gran estabilidad de ciertas emulsiones.

La Teora del Agente Emulsificante es la ms aceptada universalmente y explica la repulsin de las gotas dispersas a unirse debido a que estn recubiertas por una sustancia denominada agente Emulsificante, concentrado y retenido en la interfase por el proceso fsico denominado adsorcin.

El agente Emulsificante puede ser un compuesto orgnico o inorgnico, el cual est presente en los fluidos que se estn produciendo. El agente Emulsificante puede actuar mejor como surfactante en los crudos de tipo naftenico y en los

pesados, que en los parafinicos, explicndose as porque la emulsin que se forma al agitar una mezcla de agua y crudo parafinico no es estable, mientras que si lo es la de salmuera y crudo naftenico .

Los mecanismos de funcionamiento de los agentes emulsificantes pueden ser los siguientes:

Formacin de una membrana o pelcula elstica fuerte que envuelve la superficie de las gotas de la fase dispersa y evita que se unan.

Creacin de cargas elctricas iguales en la superficie de las gotas de la fase dispersa, lo que induce a la repulsin entre las mismas por tener cargas iguales.

Depositacin con polvo fino sobre las gotas de la fase dispersa. Las emulsiones segn su naturaleza se pueden dividir en:

Emulsin directa o normal. Emulsin indirecta o inversa Emulsin dual 2.3. Emulsin Inversa

En el tratamiento de aguas residuales petroleras se observan emulsiones inversas, es decir pequeas gotas de aceite estn dispersas dentro de la fase agua; por lo tanto la fase continua es el agua y la fase dispersa es el aceite, muchas de las emulsiones son demasiado estables, lo que significa que su separacin es muy lenta, debido a que las gotas de aceite son muy pequeas y los procesos de coalescencia son interferidos por agentes o pelculas emulsificantes que rodean la gota estabilizndola.

Las fuerzas que actan sobre las gotas de aceite dispersas en la fase agua son: fuerza de boyancia (FB), fuerza de gravedad (FG) y fuerza de friccin (FF) que acta en direccin opuesta al movimiento normal de la partcula, en este caso hacia abajo, porque la partcula de aceite tiende a subir por tener menor densidad que la partcula de agua. En la figura # 3 se observan las diferentes fuerzas que actan sobre una gota de aceite dispersa en agua.

Figura 3. Fuerzas que actan sobre una gota de aceite dispersa en agua.

Fuente. El Autor.

Para conocer la velocidad de la gota de aceite a travs de la fase agua se hace uso de lay de Stokes. /)**10*78.1( 26 dmDGEVT

Dnde:

1.78*10-6 = constante adimensional

VT = Velocidad de separacin de la fase dispersa (gota de aceite), pie/seg DGE = Diferencia de gravedades especificas entre la fase agua y la fase aceite.

Dm = Dimetro de la gota de la fase dispersa (gota de aceite), micrones m. = Viscosidad de la fase continua (agua), centipoises. De la ley de Stokes se puede concluir lo siguiente:

A mayor viscosidad del agua, menor ser la velocidad de separacin de la gota de aceite dispersa en el agua. Hay que tener en cuenta que la velocidad disminuye al aumentar la temperatura por lo tanto, a mayor temperatura del agua, mayor velocidad de la gota de aceite que se mueve en la fase agua.

GOTA DE

ACEITE

FB

FF FG

Entre mayor sea la diferencia de las densidades del aguay el aceite, mayor es la velocidad de separacin de la gota de aceite en la fase agua. La diferencia de densidades tiene gran incidencia sobre las fuerzas de boyancia. Se debe tener en cuenta que aguas con mayor salinidad tienen mayor densidad especfica, y crudos de altos API son de baja densidad.

Uno de los factores ms importantes en la velocidad de separacin, es el tamao de la gota de aceite, el cual tiene un efecto exponencial, sobre la ecuacin por estar elevado al cuadrado; por lo tanto, si el dimetro de la partcula de aceite decrece en factor de diez, la velocidad de separacin de la misma decrecer cien veces.

La velocidad de separacin entre la fase agua y la fase aceite est fuertemente influenciada por el tamao de la gota, pues la diferencia de densidades es inherente a las sustancias, en cambio el tamao de la gota puede ser manipulado con productos qumicos incrementando el dimetro de la misma.

2.4. Estabilidad de las emulsiones inversas.

Muchas de las emulsiones inversas son demasiado estables, lo que significa que su separacin es muy lenta, debido a que las gotas de aceite son muy pequeas y los procesos de coalescencia son interferidos por agentes o pelculas emulsificantes que rodean la gota estabilizndola.

La estabilidad de las emulsiones inversas se debe a:

Reduccin de la tensin interfacial: La presencia de ciertos agentes surfactantes provocan la reduccin de la tensin interfacial de las gotas de aceite, lo que produce la formacin de gotas ms pequeas, necesitndose tiempos ms prolongados para que estas puedan volver a unirse (coalescencia).

Formacin de pelculas: La mayora de los materiales activos surfactantes poseen una porcin de la molcula hidroflica (soluble o a fin con el agua) y una porcin lipofilica o hidrofobica (soluble en aceite o a fin con el aceite). Cuando los agentes surfactantes estn presentes en abundantes cantidades, ellos pueden formar una densa pelcula sobre la gota de aceite, en donde la parte lipofilica del surfactante se adhiere a la gota de aceite y la parte lipofilica se coloca en la parte externa de la gota de aceite, lo cual acta como una barrera previniendo la interaccin de la gota recubierta con las otras gotas, evitndose as que estas se una entre s.

Las fuentes de los productos surfactantes pueden ser: qumicos utilizados en trabajos de estimulacin, materiales propios de la formacin, qumicos utilizados para tratar el agua de inyeccin, productos utilizados en la recuperacin secundaria y terciaria, etc.

Las fuentes de las pelculas interfaciales adems de los surfactantes pueden ser: solidos finamente divididos, barreras de cargas elctricas, qumicos como inhibidores de corrosin y combinacin de los anteriores.

Repulsin electrosttica: cuando las gotas tienen la misma carga elctrica, estas tienden a crear una fuerza de repulsin entre ellas, evitando que se unan.

Adsorcin de slidos en la interfase de la gota: Algunos solidos muy finos tienden a adsorben en la superficie dela gota de aceite, reforzando la pelcula interfacial y creando una barrera resistente a la penetracin que retarda la coalescencia entre las gotas.

2.5. Uso de qumicos en el tratamiento de emulsiones inversas.

La resolucin de una emulsin de aceite en agua debe, idealmente, producir una capa de aceite y una capa de agua. Sin embargo no es frecuente lograr una resolucin tan clara; a menudo hay una espuma, llamada trapo, en la entre cara, donde se colectan los slidos y el emulsificador neutralizado.

El tratamiento de las emulsiones inversas est dividido en dos fases: la coagulacin y la floculacin. En la coagulacin, el desmulsificante inverso cancela las propiedades emulsificantes del agente activo de superficie y/o neutraliza las cargas negativas de las gticas de aceite dispersas en la fase agua. En la etapa de floculacin, las gticas desestabilizadas se agrupan en gotas ms grandes que se pueden separar por diferencia de densidades del agua.

Los qumicos utilizados para el rompimiento de las emulsiones inversas son llamados DEOILER y pueden ser sales inorgnicas, rompedores inversos orgnicos (polielectrlitos) y/o mezclas de los dos.

Rompimiento de la emulsin por el uso de materiales inorgnicos: Las sales inorgnicas son efectivas en la desestabilizacin de emulsiones, bsicamente porque reducen las cargas primarias de la gota, disminuyendo las fuerzas de repulsin que impiden la coalescencia de las

gotas de aceite; esto lo logran gracias a la influencia que tienen las sales inorgnicas sobre la doble capa elctrica de las gotas y las cargas primarias de las mismas.

Las sales utilizadas para el rompimiento de las emulsiones inversas son: el alumbre o sulfato de aluminio, cal, sulfato de hierro, cloruro de hierro y cloruro de zinc.

A continuacin explicaremos los diferentes mecanismos mediante los cuales las sales inorgnicas desestabilizan las emulsiones. Es de aclarar que los mecanismos de disminucin de la doble capa y neutralizacin de cargas son los ms importantes.

Disminucin de la doble capa por sales inorgnicas: El aumento de la concentracin inica tiende a disminuir la capa doble de electricidad que se forma alrededor de las gotas, permitiendo que las mismas se puedan acercar, antes de que las fuerzas electrostticas de repulsin se activen. Si la doble capa es lo suficientemente reducida, permitir que las gotas se aproximen a una distancia donde las fuerzas de atraccin de Van Der Waals se incrementan ms rpidamente que las fuerzas de repulsin, permitiendo que el nmero de hoques entre gotas aumente y el fenmeno de coalescencia ocurra rompiendo la emulsin.

Neutralizacin de Cargas: Otra forma como las sales inorgnicas desestabilizan las emulsiones es neutralizando las cargas de la superficie de las gotas, esto se logra gracias a que hay iones que pueden ser adsorbidos en la superficie de la gota. Si los iones adsorbidos tienen cargas opuestas a aquellos presentes en la superficie, la carga primaria de la superficie es neutralizada, disminuyndose las fuerzas de repulsin entre las gotas. por lo tanto para tratar de desestabilizar una emulsin inversa se deben utilizar desmulsificantes catinicos (de carga positiva).

3. PROPIEDADES FSICO-QUMICAS

Generalmente, antes del tratamiento, el agua producida contiene niveles demasiado altos de gotas de aceite suspendidas y emulsificadas. Por lo general las salmueras de yacimientos petrolferos no son aptas para el consumo humano ni para el uso de los animales. El agua producida tambin puede aparecer relativamente clara y a menudo es difcil distinguirla de otras aguas.

Es importante conocer las propiedades del agua de produccin, ya que pueden dar otro indicativo de que tratamiento debe realizarse, para dejarla en especificaciones y una vez as proceder a la eliminacin. A continuacin se describen brevemente las propiedades ms importantes de este subproducto asociado al petrleo.

3.1. Color y Turbidez

El color en los cuerpos de agua surge naturalmente a travs de la degradacin de materiales orgnicos e inorgnicos. Tales materiales incluyen compuestos de hierro y manganeso, humus, turba, tanino, algas, malezas y organismos. Estos materiales, como tambin los slidos suspendidos, no slo dan color sino tambin turbidez, lo que hacen que el agua no sea clara y previene la penetracin de la luz.

La turbidez tambin se podra decir que es la dificultad del agua para transmitir la luz, sea que a mayor sea esta, mayor sern las partculas que impiden el paso de la luz y menor visibilidad a travs de ella.

3.2. Olor y Sabor.

Las aguas residuales tienen un olor caracterstico desagradable, mientras que las aguas residuales spticas tienen un olor muy ofensivo, generalmente producido por H2S proveniente de la descomposicin anaerobia de los sulfatos o sulfuros. Las aguas industriales residuales tienen a veces, olores caractersticos especficos del proceso industrial del cual provienen. Los olores de las aguas residuales constituyen una de las principales objeciones ambientales y su control en plantas de tratamiento es muy importante. Adems del cido sulfhdrico son causantes de olores ofensivos en aguas residuales los siguientes compuestos: aminas, amoniaco, diaminas, mercaptanos y sulfuros orgnicos.

Compuestos qumicos presentes en el agua como fenoles, diversos hidrocarburos, cloro, materias orgnicas pueden dar olores y sabores muy fuertes al agua aunque estn en pequeas concentraciones.

3.3. Temperatura.

La temperatura de los yacimientos es una funcin de la profundidad. Las temperaturas de las aguas producidas reflejan la temperatura del yacimiento, la tasa de flujo, la geometra del agujero del pozo, la temperatura ambiente y el mtodo de procesamiento en la superficie. En el punto de eliminacin las aguas producidas tienen todava temperaturas elevadas. Las descargas en aguas de superficie elevar su temperatura y este cambio disminuir los niveles de oxgeno disuelto, causando mortandad de peces, interferir con la procreacin y propagacin de las especies, aumentar las tasas de crecimiento de las bacterias, de organismos benficos y perjudiciales, acelerar las reacciones qumicas y conducir a la eutrofizacin.

3.4. Dureza.

La dureza es una caracterstica qumica del agua que est determinada por el contenido de carbonatos, bicarbonatos, cloruros, sulfatos y ocasionalmente nitratos de calcio y magnesio. El grado de dureza es directamente proporcional a la concentracin de sales metlicas. Existen dos tipos: dureza temporal la cual est determinada por el contenido de carbonatos y bicarbonatos de calcio y magnesio. Puede ser eliminada por ebullicin del agua y posterior eliminacin de precipitados formados por filtracin, tambin se le conoce como dureza de carbonatos. Y la dureza permanente est determinada por todas las sales de calcio y magnesio excepto carbonatos y bicarbonatos. No puede ser eliminada por ebullicin del agua y tambin se le conoce como dureza de no carbonatos.

3.5. Contenido de PH

El PH es una medida del complejo equilibrio qumico que existe en un cuerpo de agua, o de otra manera es una medida de acidez o alcalinidad. Las aguas superficiales normales contienen qumicos disueltos tales como carbonatos, que ayudan al agua a amortiguar cambios rpidos en las concentraciones de iones de hidrgeno e hidroxilos. La vida acutica, las plantas y la vida silvestre slo pueden sobrevivir dentro de un rango de PH entre 5 y 8.5. En ocasiones niveles excesivos de PH pueden causar problemas de corrosin en la industria.

3.6. Demanda Qumica de Oxigeno Llamada tambin demanda inmediata, es la cantidad de oxgeno que sustancias reductoras, como la materia orgnica, presentes en un agua residual necesitan para descomponerse, sin la intervencin de microorganismos. La DQO no diferencia la materia orgnica biolgicamente oxidable y la biolgicamente inerte.

3.7. Demanda Bioqumica de Oxigeno

Se define como la cantidad de oxgeno requerido por las bacterias para descomponer la materia orgnica en condiciones aerobias. La DBO es una medida de la materia orgnica y por consiguiente una medida del grado de polucin orgnica.

3.8. Bacterias

Las bacterias son extremadamente pequeas (0.5 mm en dimetro) y hay miles de especies. Pueden configurarse como bastones, esferas o curvas. Algunas pueden duplicar su poblacin en menos de 20 minutos, abrumando literalmente un fluido. Las bacterias pueden soportar variaciones amplias de temperatura (-10 a 100 C), de valores de pH (0 a 10.5) y variaciones en las concentraciones de oxgeno (0 a 100%). En el agua se desarrollan mejor con un pH de 5 - 9, temperaturas menores de 80 C y, aunque prefieren el agua dulce, se adaptan bastante a las salmueras.

Las bacterias pueden conducir a serios problemas en el yacimiento y en los sistemas de tuberas.

3.9. Problemas ocasionados por Slidos suspendidos y el aceite en el agua de produccin1

A continuacin se enunciaran algunos de los principales problemas ocasionados por los slidos suspendidos y el aceite disperso en las aguas manejadas.

Incremento de la presin de inyeccin y disminucin de las ratas de inyeccin ocasionada por el taponamiento de la cara de la formacin.

Cierres definitivos o parciales de los pozos inyectores debido a daos severos en la formacin.

Necesidad de perforar o acondicionar nuevos pozos inyectores para mantener los volmenes de agua inyectada.

Prdidas de produccin ocasionadas por el cierre de pozos productores con alto BSW debido a la imposibilidad de disponer del agua asociada al crudo.

Excesivos costos en el tratamiento qumico del agua asociada a la produccin ya sea para inyectarla y/o verterla al medio ambiente.

1 PEREZ AYA Fernando. Principios bsicos del tratamiento qumico de solidos suspendidos y las emulsiones

inversas en el agua. Perenco Colombia. S.A.

Aumento del costo por barril de agua utilizada de otras fuentes cuando las mismas contienen elevadas cantidades del Total de slidos suspendidos (TSS).

Desgaste excesivo de las piezas de las bombas de inyeccin de agua ya sea por abrasin de los slidos o por sobre-esfuerzos cuando la presin de inyeccin se incrementa.

Incremento de los costos operacionales por consumo de combustible y/o energa de los motores de las bombas, ocasionados por el trabajo extra que deben realizar los mismos para inyectar el agua cuando la presin del pozo aumenta.

Cuando un agua est demasiado emulsionada, esta puede llegar a transportar grandes cantidades de crudo, conllevando a prdidas de aceite.

Disminucin de los tiempos entre retrolavados de los filtros, para lograr mantener la calidad del agua en 2 ppm de aceite en agua y 2 ppm del Total de slidos suspendidos (TSS).

Aumento de los tiempos de retrolavado de los filtros para lograr una buena limpieza de los mismos. Implementacin del uso de varsol y/o jabones para descontaminar los medios filtrantes de los trenes de filtracin.

Perturbacin de la calidad del tratamiento del crudo ocasionado por : Acumulacin de grumos en las interfaces de las facilidades de produccin.

Recuperacin excesiva de crudo en los desnates de las vasijas de tratamiento de agua, lo que ocasiona agitacin en la entrada de los fluidos a los equipos.

Acumulacin de slidos (xido de hierro y sulfuro de hierro) en la interfase agua-aceite lo que obstruye la normal separacin de las fases y el funcionamiento de los rompedores.

Problemas en la calidad del agua inyectada y vertida al medio ambiente. Disminucin en la capacidad y en el tiempo de retencin de las facilidades

de produccin debido a la progresiva acumulacin de arena en el interior de las mismas.

4. OTROS PROBLEMAS PRESENTES EN LAS FACILIDADES DE SUPERFICIE.

4.1. Incrustaciones

La mayor parte de las incrustaciones se forman por precipitacin de minerales presentes en el agua de formacin, o bien como resultado de que el agua producida se sobresatura de componentes minerales, cuando dos aguas incompatibles se encuentran en el fondo del pozo. La formacin de las incrustaciones comienza cuando se perturba el estado de cualquier fluido natural de forma tal que se excede el lmite de solubilidad de uno o ms de sus componentes.

Los principales problemas que generan las incrustaciones en las facilidades de superficie son:

Restriccin del flujo a travs de las tuberas (taponamiento del tubing y las lneas de flujo).

Disminucin de la capacidad de las lneas, vessels y tanques. Cambios totales o parciales de lneas y accesorios. Prdida de tiempo y dinero en el mantenimiento de lneas y equipos. Reduccin de la eficiencia de los equipos, vessels a presin y tanques

involucrados en las operaciones de produccin e inyeccin.

Mal funcionamiento de los separadores y tratadores por la reduccin del dimetro de la lnea de salida de agua.

Desgaste excesivo de las bombas de inyeccin. Pega de las vlvulas. Aumento de las prdidas de produccin debidas a la imposibilidad de hacer

una adecuada disposicin de las aguas asociadas a la produccin.

Problemas de corrosin por pitting (picadura) causados por la depositacin irregular sobre las superficies metlicas, debido a que se crean zonas andicas y catdicas. las picaduras se observan debajo del scale.

Imposibilidad de mezclar aguas debido a su incompatibilidad. Incremento de los slidos suspendidos en el agua.

Los clculos de solubilidad ms usados en la industria del petrleo para determinar la tendencia de las incrustaciones son:

ndice de estabilidad de Stiff & Davis para carbonato de calcio. ndice rgido de estabilidad de Skillman, McDonald y Stiff para sulfato de

calcio.

ndice de estabilidad Templeton para sulfato de bario. ndice de estabilidad Jacques & Bourland para sulfato de estroncio. ndice de estabilidad Thomson & Oddo para carbonato de calcio.

La mayora de los clculos de solubilidad son hechos a presin atmosfrica.

4.2. Corrosin

Debido a las caractersticas del agua, los problemas de corrosin asociados a la operacin de los sistemas de recuperacin secundaria son muy frecuentes y generalmente de origen bitico, produciendo corrosin localizada en el interior de lneas, tanques, y equipos presentes en plantas de tratamiento de agua para inyeccin.

La corrosin de un material metlico es la interaccin electroqumica del mismo con el medio que lo rodea, produciendo un deterioro en sus propiedades fsicas y qumicas, acelerando su envejecimiento y destruccin. Existen dos tipos de corrosin, corrosin qumica y corrosin electroqumica que es la nica que se presenta en las operaciones de inyeccin de agua:

Corrosin electroqumica El tipo de corrosin frecuente en los campos petroleros es la electroqumica por la presencia de agua, en el cual es necesario que existan cuatro elementos bsicos para que pueda desarrollarse el proceso de la corrosin, como lo son: ctodo, nodo, La superficie conductora de electricidad, el electrolito y se explican a continuacin:

El nodo Es el lugar donde ocurren las reacciones de oxidacin. En este punto el metal se disuelve o va a la solucin, es decir, es la zona donde existe la prdida del material metlico. Cuando el metal se disuelve, los tomos del metal pierden electrones y van a la solucin como un in. Dado que los tomos tienen igual

nmero de protones y electrones, la prdida de electrones deja un exceso de cargas positivas y el in resultante es cargado positivamente. La prdida de electrones se llama oxidacin, el in hierro va a la solucin y los dos electrones son dejados en el metal.

El ctodo Es el rea en donde se presentan las reacciones de reduccin, esta es la superficie del metal que no se disuelve, pero en ella ocurre una reaccin qumica necesaria para el proceso de la corrosin. Los electrones dejados durante la solucin del hierro en el nodo viajan a travs del metal hacia el rea de superficie catdica, en donde sern consumidos por reaccin con un agente oxidante presente en el agua. Este consumo de electrones se le conoce como reaccin de reduccin. De esta manera, las reacciones en las reas andicas producen electrones y las reacciones en el rea catdica consumen dichos electrones.

La superficie conductora de electricidad: es la superficie metlica.

El electrolito Este cubre la superficie metlica. De acuerdo al soporte de las reacciones previamente listadas para completar el circuito elctrico, la superficie del metal (ctodo y nodo) debe ser cubierta con una solucin elctricamente conductiva. Tal solucin es denominada electrolito. El agua pura es un electrolito pobre, pero la conductividad elctrica aumenta rpidamente con la adicin de sales disueltas. El electrolito conduce la corriente desde el nodo hasta el ctodo. La corriente regresa luego al nodo a travs del metal, completando el circuito.

Si alguno de estos elementos no est presente en la celda de corrosin electroqumica, el fenmeno corrosivo nunca ocurrir.

En resumen los electrones son generados por una reaccin de oxidacin en un punto y luego viajan a otro punto donde sern consumidos por una reaccin de reduccin. El flujo de corriente elctrica es realmente el paso de electrones de un punto a otro. La convencin dice que el flujo de corriente elctrica se da en direccin opuesta al flujo de electrones. Por lo tanto, como el flujo de electrones va desde el rea andica hacia la catdica, el flujo de corriente elctrica se dar en direccin opuesta, del ctodo al nodo. Hay que recordar que este flujo de corriente se da dentro del metal, por lo tanto la ruta metlica entre el nodo y el ctodo debe ser un conductor de electricidad. En la figura 4 para mayor compresin se presenta un esquema representativo del proceso de la corrosin electroqumica.

Figura 4. Proceso de la corrosin electroqumica

Fuente. GIRALDO Jorge y ESCALANTE Luis. Diseo Conceptual para la Construccin de una Planta de Tratamiento e Inyeccin de Agua en el Campo

Cantagallo. Tesis. 2008.

5. DISEO Y SELECCIN DE UN PRODUCTO QUMICO PARA TRATAR EMULSIONES INVERSAS Y SOLIDOS SUSPENDIDOS EN EL AGUA DE PRODUCCIN.

Cuando se va a seleccionar o disear un producto para la clarificacin de aguas asociadas o de inyeccin para un campo en especial, se lleva a cabo una prueba de botella y una prueba de jarras, la cual permite observar el comportamiento y desempeo de las diferentes bases qumicas (compuestos qumicos puros como por ejemplo sales inorgnicas) y productos elaborados o diseados para otros campos. Es usual que una base qumica sola no arroje tan buenos resultados como la mezcla de varias bases. A continuacin mostraremos algunas mezclas tpicas para el diseo de un producto comercial:

Sal inorgnica / coagulante catinico. Sal inorgnica / floculante-coagulante catinico. Sal inorgnica / floculante.

NOTA: Normalmente las sales inorgnicas son utilizadas como coagulantes y los polmeros como floculantes. Claro que algunos polmeros tienen propiedades coagulantes y floculantes a la vez.

Una vez se tenga indicio de cuales productos pueden funcionar para mi sistema a tratar, se hace la seleccin final del producto teniendo en cuenta los siguientes parmetros:

1. Comparacin de la claridad y calidad de las aguas obtenidas

2. Evaluacin de las dosis requeridas para el funcionamiento de los productos.

3. Evaluacin de los costos / beneficio de cada producto.

4. Velocidad de separacin de las fases.

5. Necesidad de agitacin para el funcionamiento de los diferentes productos. Se deben preferir los que necesiten menor agitacin para su ptimo funcionamiento.

6. Compatibilidad con otros productos utilizados en el tratamiento de agua y crudo.

7. Cantidad de flocs formado.

5.1. Condiciones para un tratamiento qumico ptimo.

Para tratar adecuadamente un problema de emulsin inversa y de solidos suspendidos, se requiere contar con todas las condiciones a continuacin numeradas:

Seleccin de un producto qumico adecuado. Aplicacin de las dosis recomendadas. Agitacin adecuada para que el qumico se mezcle con la totalidad del agua

a tratar. Adems para que las partculas se aglomeren deben chocar, y la agitacin promueve la colisin entre partculas.

Suficiente tiempo de contacto del qumico con el fluido para iniciar la coalescencia.

Tiempo de asentamiento apropiado para permitir la separacin de las fases. 5.2. Insuficiencia en la dosis aplicada de qumico

Cuando en el campo se aplican dosis demasiado bajas de qumico se pueden apreciar los siguientes problemas:

Agua turbia Flculos muy pequeos Flculos cortados Post-precipitacin. 5.3. Exceso de qumico aplicado

En la aplicacin de productos qumicos en el campo, algunas veces por error, se utilizan dosis demasiado altas, las cuales pueden ocasionar los siguientes problemas:

Reestabilizacin de las emulsiones inversas y de los slidos suspendidos. Ineficiente remocin de la turbidez. Post-precipitacin. Taponamiento prematuro del medio filtrante en los filtros. (retrolavados ms

frecuentes).

6. PRUEBAS DE LABORATORIO En las pruebas de laboratorio necesarias para seleccionar un producto qumico adecuado, se encuentran las pruebas de botella y las pruebas de jarras que se especifican a continuacin.

6.1. Pruebas de botella

Los des-emulsionantes deben ser dosificados en forma continua en la relacin determinada por pruebas de botella y/o pruebas de campo. Los rangos de dosificacin pueden variar de 10 a 1.000 ppm, aunque generalmente con un buen deshidratante se utilizan 10 a 100 ppm.

Generalmente los crudos pesados requieren mayor dosificacin que los crudos ligeros. El exceso de dosificacin de des-Emulsificante incrementa los costos de tratamiento, puede estabilizar a un ms la emulsin directa W/O o producir emulsiones inversas O/W.

Debido a que los agentes des-emulsionantes son tan numerosos y complejos para permitir su completa identificacin, seleccionar el des-emulsionante ms adecuado es un arte. La seleccin est basada en pruebas empricas de laboratorio conocidas como Pruebas de botella, las cuales se han estandarizado como tcnica de seleccin de estos productos en los laboratorios de la industria petrolera.

Las pruebas de botella ayudan a determinar cul qumica puede ser ms efectiva para romper la emulsin de campo. Los resultados de esta prueba indican la menor cantidad de qumica necesaria para separar la mayor cantidad de agua de la emulsin W/O. Para el xito de esta prueba se requiere seleccionar una muestra representativa de la corriente de produccin de la emulsin, la cual debe reunir las siguientes caractersticas (University of Texas, 1990):

1. Ser representativa de la emulsin a ser tratada.

2. Contener cantidades representativas de los qumicos presentes en el sistema, tales como inhibidores de corrosin y parafinas.

3. Debe ser fresca para evitar la estabilizacin por envejecimiento de la emulsin.

4. Simular las mismas condiciones de agitacin y calentamiento tanto como sea posible.

En la figura 1 se esquematiza el procedimiento para la aplicacin de la prueba de botella, el cual consiste bsicamente en preparar una serie de botellas graduadas y aadir 100 ml de la emulsin agua en crudo fresca o preparada en laboratorio, se dosifican diferente concentraciones del producto deshidratante a cada botella dejando una botella sin deshidratante (botella patrn), se homogeniza la mezcla y se colocan las botellas en un bao termosttico a la temperatura deseada. Cada 30 min se lee el volumen de agua coalescida y se observa la calidad de la interfase, del agua separada y de las paredes del tubo. Con esta data se construye la grfica de Porcentaje de agua separada en funcin del tiempo, as como la grfica de estabilidad, que permite conocer el tiempo necesario para separar 2/3 del volumen de fase acuosa. Tales grficas permiten determinar la eficiencia del deshidratante.

Figura 1. Accin del deshidratante dosificado en las pruebas de botella en un mapa de estabilidad-formulacin.

FUENTE. MARFISE Shirley. Deshidratacion de crudo, Principios y tecnologia. Universidad de los Andes. Venezuela 2004.

6.2. Prueba de Jarras

La prueba de jarras es una tcnica de laboratorio que pretende realizar una simulacin del proceso de clarificacin del agua que se lleva a cabo en la planta de tratamiento de agua residual petrolera, de manera que permite evaluar a escala y de una manera rpida la accin que ejerce sobre el proceso de clarificacin, la variacin de los diferentes parmetros como velocidad y/o tiempo de agitacin, gradientes de velocidad producidos, dosificacin de diversos compuestos qumicos solos o en combinaciones, etc. La Norma ASTM D2035:08 Standard Practices for Coagulation-Flocculation Jar Test Water. Regula el procedimiento de laboratorio de la prueba de Jarras.

En la prueba de jarras se simulan bsicamente las etapas de coagulacin (desestabilizacin de la carga negativa de los slidos suspendidos y partculas coloidales), floculacin (aglomeracin de partculas desestabilizadas), y sedimentacin (asentamiento del flocs por gravedad), de acuerdo a las condiciones de operacin de la planta. Una vez realizada la simulacin, se miden de nuevo los mismos parmetros iniciales a fin de comparar y determinar en cual jarra y bajo qu condiciones se obtuvo la mejor calidad de agua. Por lo general, paralelamente se hace una valoracin econmica de los resultados obtenidos.

Los resultados que se obtienen en la prueba de jarras dependen esencialmente de:

Naturaleza del agua a tratar. (pH, turbiedad, color, alcalinidad, naturaleza de los slidos suspendidos, temperatura, etc.)

Naturaleza de los qumicos a adicionar, y secuencia de adicin. Tiempo y velocidad de agitacin durante las etapas de coagulacin y

floculacin, y tiempo de sedimentacin. (Gradientes de velocidad producidos) pH del sistema.

La variacin de uno o varios de las anteriores condiciones conduce a resultados sustancialmente diferentes. Por ello, la confiabilidad de los resultados obtenidos en pruebas de jarras depende de la precisin con la cual se hallan controlado las condiciones de simulacin de las diferentes etapas (velocidad de agitacin y duracin de la etapa), y ms an cuando, por lo general, se requiere de varias corridas para obtener los mejores resultados. Es en este punto donde se precisa que todas las pruebas o corridas que se realicen sean similares entre s, y poder asegurar una correspondencia entre ellas, a fin de obtener conclusiones vlidas.

La prueba de jarras se usa para: 1. Evaluar, determinar y optimizar las variables qumicas del proceso de

coagulacin y/o floculacin, esto es, medir el desempeo de uno o varios productos qumicos dados, coagulante, floculante, etc., y encontrar la dosificacin adecuada, tanto en trminos de calidad final del agua obtenida, como en trminos econmicos.

2. Determinar la concentracin de la solucin de coagulante ms apropiada para utilizar en la planta.

3. Encontrar el punto o etapa de dosificacin adecuado para el producto que se ensaya.

4. Evaluar y comparar el desempeo de una combinacin de productos frente a la forma y secuencia de dosificacin ptima de cada uno de ellos, el punto o etapa ideal de dosificacin, la Influencia en el proceso de la concentracin de los qumicos dosificados y la determinacin del pH ptimo de coagulacin.

5. En operacin, tomar decisiones rpidas sobre la dosificacin de qumicos a utilizar de acuerdo a las variaciones en la calidad del agua.

6. Evaluar los efectos de modificaciones en las condiciones de operacin de la planta sobre el proceso de clarificacin.

Figura 2. Procedimiento de laboratorio. Pruebe de Jarras.

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Fuente. Norma ASTM D2035:08 Standard Practices for Coagulation-Flocculation Jar Test Water.

Para la prueba de jarras usualmente se utiliza un dispositivo que permite trabajar simultneamente 6 jarras, y que consiste en 6 paletas interconectadas a un regulador de velocidad, con el cual se puede dar la misma velocidad de agitacin, y durante el mismo tiempo, a las 6 jarras.

Comercialmente se encuentran equipo capaces de operar entre 0 y 400 r.p.m. Deben de evitarse fuentes de luz que generen mucho calor, produciendo diferencias de temperatura entre el agua de las jarras y el agua cruda de la planta, lo que se traduce en diferencias de viscosidad, choque de partculas, y en general, en una serie de parmetros, que finalmente producen un efecto significativo en la coagulacin y sedimentacin.

Las jarras o vasos a usar deben ser de 1000ml como mnimo. Se debe evitar usar vasos ms pequeos, debido a la dificultad de obtener precisin en la dosificacin de pequeos volmenes de coagulantes, ayudantes de coagulacin o de floculacin, en jarras con volmenes ms pequeos. Cuando se utilicen jarras de vidrio.

En cada una de las 6 jarras se coloca igual cantidad de agua a tratar (1000 ml), a la cual se le han medido los parmetros iniciales: temperatura, pH, turbiedad, color, y alcalinidad como mnimo.

En cada jarra se coloca una dosificacin de qumico que aumenta gradualmente y en la misma proporcin, respecto a la jarra anterior. Es muy importante que la dosificacin de qumicos se realice de manera rpida, y en lo posible, simultnea a cada jarra, puesto que de lo contrario se causan resultados errneos. Los estudios muestran que las diferencias que existen en el tiempo de adicin de los reactivos qumicos o soluciones a las diferentes jarras afectan apreciablemente los resultados, particularmente cuando se usan ayudantes de coagulacin. Tambin puede afectar los resultados la velocidad de adicin, la cual debe de ser lo ms rpida posible.

La prctica comn de adicionar los coagulantes a cada vaso mediante el uso de una pipeta graduada conduce a que la velocidad de adicin del reactivo qumico sea muy lenta y se presenten diferencias considerables en cuanto al tiempo de agitacin del coagulante en la primera jarra, en comparacin con el tiempo de agitacin del coagulante en la ltima jarra, hecho que distorsiona los resultados. Los equipos comerciales olvidan este detalle, que puede evitarse mediante el montaje de un dispositivo que

contiene vasos dosificadores unidos en un soporte de diseo adecuado, el cual puede ser sostenido en las manos, o puede montarse sobre la unidad de agitacin. Otra alternativa es utilizar jeringas dosificadoras, previamente llenadas con la cantidad adecuada de coagulante o floculante, que toman menos tiempo al dosificar, que la prctica de la pipeta graduada.

En el momento de vaciar el contenido de las jeringas se debe inyectar profundamente en la correspondiente jarra para que la dispersin sea lo ms rpida posible. En trminos generales, se recomienda aplicar las dosis en un punto fijo localizado en o cerca del eje impulsor de la paleta durante una mezcla rpida a alta velocidad.

Equipo Adicional.

Adems del equipo de pruebas de jarras se requiere de un cronmetro para controlar el tiempo de duracin de las diferentes etapas. Y para la medicin de los parmetros del agua se requiere de un turbidmetro, un colormetro, un peachmetro, un termmetro, y de bureta, reactivos y soluciones para medir la alcalinidad.

7. RECOMENDACIONES PARA EL ARRANQUE Y OPERACIN DE UNA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL PETROLERA RESPECTO AL TRATAMIENTO QUMICO.

Para que cualquier equipo de tratamiento funcione dentro de los parmetros de eficiencia mecnica operativa, es importante tener en cuenta el tratamiento qumico, realizando las pruebas de botella o jarras al agua de produccin y tamao de partcula de los slidos suspendidos para seleccionar el mejor producto qumico y la concentracin necesaria para que se efectu la separacin y posterior eliminacin de los contaminantes del agua.

La funcin del Skim Tank es retirar la mayor cantidad de aceite en agua (entre el 70% al 90% del mismo), y poca cantidad de solidos suspendidos (SS), mediante procesos de coalescencia y separacin gravitacional manejando los tiempos de residencia necesarios.

Los slidos suspendidos sern retirados en mayor cantidad en la Celda de Flotacin, ya que el crudo que se ha separado en el Skim Tank debe contener la menor cantidad de solidos suspendidos (SS) para ser enviado a la planta de crudo y ventas o refinera.

El proceso de separacin del tanque permite la adicin de qumicos (ayudantes de flotacin) Este proceso mejora la separacin de las gotas de aceite de la fase continua. Este objetivo es alcanzado por el incremento de la diferencia entre la densidad de los dos fluidos al juntar las burbujas de gas con las de aceite. Este proceso disminuye el proceso de retencin en los equipos

Los equipos de flotacin son equipos desnatadores que utilizan como mecanismo de separacin la induccin y/o disolucin de gas.

En este caso se usa un tanque vertical normal con un generador de microburbujas que descarga su corriente a la lnea de entrada al tanque y a un distribuidor interno que cubre toda el rea de paso en el tanque, formando una espuma aceitosa en la parte superior la cual es retirada por medio de un colector.

Entre las ventajas de los equipos de flotacin se encuentra que: Son capaces de remover partculas entre 2 - 5 m, llegando a eficiencias

del orden de 80 90%.

El equipo puede funcionar con gas de cobertura con el fin de aislar el agua para evitar la absorcin de oxgeno del aire.

El siguiente tratamiento es la filtracin, estos filtros constan de un lecho de cscara de nuez con un sistema de agitacin o restregado que permite mejorar la eficiencia del proceso. En rendimiento eliminan del 95 al 99% de los slidos en suspensin y del 90 al 99% de los hidrocarburos insolubles sin emplear productos qumicos. Estos filtros permiten la separacin de gotas de un tamao cercano a 2 m. Ejemplo: Si al Skim Tank entran entre 2000 a 3000 partes por milln (PPM) de aceite, este equipo debe retirar entre 1600 ppm a 2400 ppm de aceite, con eficiencias aproximadas del 80 %.En este equipo se debe aplicar Rompedores de Emulsin Inversa, Coagulantes y Floculantes, para mejorar la separacin de aceite.

Al siguiente equipo, Celda de Flotacin, deben entrar entre 300 ppm a 400 ppm de aceite en agua (oil and Water), y la misma cantidad de solidos suspendidos (SS), aqu tambin deben usarse productos qumicos para optimizar la eficiencia de separacin, es muy importante realizar pruebas para determinar el tamao y distribucin de partculas de solidos suspendidos (SS) presentes en el agua porque es en este equipo es donde se retira la mayor cantidad de solidos suspendidos (SS). Para los equipos de Filtracin y Decantacin, la entrada al Filtro debe estar entre 50 a 60 ppm de aceites en agua (oil and Water) y 50 a 60 ppm de solidos suspendidos (SS). Es importante que en el Lecho Filtrante no se usen qumicos que contengan surfactantes, ya que dichos qumicos daan la propiedad oleoflica del lecho.

8. BIBLIOGRAFA

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