Tema 4.4 Inhibicion de HidratosVICTOR

4.4 inhibicin de Hidratos por Inyeccin Aditiva

Elaborado por :Erick de J. Martnez GutirrezAndrs Cazarin HernndezVictor Hugo Reyes MoralesEduardo Zetina Gmez4.4 inhibicin de Hidratos por Inyeccin Aditiva1IntroduccinLos hidratos de gas denominados tambin clateratos, se forman en lneas de gas, condensado y aun en oleoductos y pueden bloquear lneas, vlvulas y equipos de proceso.El problema de hidratos es particularmente crtico en la produccin de gas y condensado onshore y offshore siendo muy frecuente en corrientes de gas saturado con agua transporte de fluidos en estado multifasico desde el pozo hasta la planta de tratamiento.

Qu es un Hidrato?Un hidrato es una combinacin fsica de agua con otras pequeas molculas para producir un slido de apariencia nieve pero diferente estructura que el hielo.

Los crculos negros indican cargas mas pequeasLos crculos blancos indican cargas mas grandesConfiguracin de la estructura de la clula 1Configuracin de la estructura de la clula 2Origen y Composicin de los Hidratos de Gas.Cuando el gas natural deja el reservorio y fluye en el wellbore, el pozo tiene menor temperatura que el reservorio y el gas saturado con agua tiende a dejar esta como liquido condensado. Aunque la cada de presin tambin afecta al contenido de agua, su efecto es mucho menor que el de la temperatura.Las condiciones que favorecen la formacin de hidratos son la alta presin (tpicamente mayores a 30 bars) y la baja temperatura (tpicamente menores a 20 C).Las condiciones de presin y temperatura son las que definen el tipo de estructura, las tipo 2 son mas estables que las tipo 1.Los gases ricos en propano e i-butano forman hidratos a mayor temperatura que aquellos en los cuales esos compuestos son escasos.Las condiciones que afectan la formacin de hidratos son:a) Primarias. Gas y lquidos deben estar debajo del punto de roco de agua (condicin de saturacin)

Temperatura

Presin y composicinb) SecundariasMezcladoCintica SalinidadPrevencin de Hidratos1.Calefaccionado o aislando la lnea de conduccin.

2. Agregando inhibidores termodinmicos para operar, con un margen de seguridad, fuera de la zona de hidratos

3. Dejar que se forme (termodinmicamente) el hidrato pero modificar su crecimiento(cinticamente) previniendo la agregacin (crecimiento) del hidrato.Se puede prevenir la formacin de hidratos:AditivosMuchos aditivos se le pueden proporcionar al agua para deprimir la temperatura de hidratacin. Por muchas razones practicas, un inhibidor de hidratos termodinmicos (THI) tal como el alcohol, o uno de los glicoles es inyectado usualmente metanol, etilenglicol, trietilenglicol, todos pueden ser recuperados y reciclados, pero la economa de recuperacin del metanol o los glicoles pueden llegar hacer algo costoso debido a la alta dosificacin requerida ( 10 al 60% de la fase acuosa).

La tabla siguiente indica la temperatura deformacin de hidratos para el caso de uso de metanol y cloruro de sodio.Los Inhibidores de Hidratos no Termodinmicos o Cinticos (LDHI)Tambin denominados THI o inhibidores por efecto umbral, los inhibidores cinticos no desplazan el equilibrio termodinmico de formacin de hidrato sino que extienden el tiempo de induccin.

Los qumicos modificadores del tiempo de induccin de formacin del hidrato se denominan KHI.Los que modifican las partculas de hidratos cambiando la aglomeracin de los cristales de hidratos se denominan AA.

Algunos inhibidores son surfactantes que evitan la adherencia de los hidratos a las lneas o forman emulsiones O/W que interfieren con el proceso de cristalizacin.Evolucin de los LDHILa primera generacin de KHI fueron polmeros de pirrolidona o caprolactama (1994).La ventana de aplicacin de los KHI no est limitada por el corte de agua como sucede con los inhibidores termodinmicos sino por el mximo sub-enfriamiento obtenible en el sistema Los AA de ltima generacin tienen en su estructura un extremo hidratoflico y otro hidratofbico cuyos efectos se combinan para dispersar el hidrato incipiente en la fase lquida hidrocarburo.El funcionamiento efectivo a muy bajas concentraciones (debajo de 1000 ppm) ha hecho que tambin se denomine a los LDHI como THI (thershold hydrate inhibitors).La segunda generacin de LDHI son los denominados KHI que son qumicamente polmeros de 1 generacin modificados. Pueden controlar hidratos durante 48 hrs. Con sub-enfriamientos de 13C.Otros qumicos (inhibidores de corrosin y de incrustaciones) solubles en agua son compatibles con los KHI pero los qumicos solubles en hidrocarburos habitualmente no lo son. Diamonoides:Son slidos muy estables que usualmente precipitan desde la fase gaseosa en sistemas con alto contenido de H2S en el gas (gas seco).Contienen principalmente hc. Cclicos y forman cristales diamantadosConclusinEs necesario tener un solido conocimiento sobre la formacin y prevencin de los hidratos para prevenir futuros problemas de taponamiento debido a la formacin y acumulacin de tales (hidratos), en las tuberas de conduccin. Manteniendo la presin y temperatura por arriba de las cuales son propicias para su formacin. As tambin, considerar los efectos y ventajas sobre el mejor tratamiento para la prevencin de los hidratos.