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1. WO2016084034 - SYSTÈME ET PROCÉDÉ POUR LA SÉPARATION DE LA PHASE LOURDE DE BRUTS LOURDS ET EXTRA-LOURDS PAR UTILISATION D'UN SOLVANT DANS DES CONDITIONS SUBCRITIQUES

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[ ES ]

SISTEMA Y MÉTODO PARA SEPARACIÓN DE LA FASE PESADA DE CRUDOS PESADOS Y EXTRAPESADOS MEDIANTE LA UTILIZACIÓN DE UN SOLVENTE A

CONDICIONES SUBCRITICAS

Campo Técnico

La presente invención describe un proceso de baja complejidad y alta eficiencia energética y operacional, para la remoción de los componentes de alto peso molecular presentes en crudos pesados o extrapesados. La invención permite obtener un crudo mejorado, que puede ser mezclado o no con diluyentes para su transporte y que posee una baja carga de metales y azufre, mejorando su desempeño en los procesos de refinación. A su vez, la fracción pesada retirada del crudo puede ser comercializada o empleada de manera parcial o total para satisfacer los requerimientos energéticos del proceso. La simplicidad del proceso y las variaciones incorporadas en las etapas declaradas en la invención, permiten la viabilidad técnica y económica de la implementación industrial en áreas cercanas a las zonas de producción del crudo.

Estado de la Técnica

En los países donde no se tienen yacimientos de crudos livianos o que se encuentran en declive, la alternativa de producción de los crudos pesados y extrapesados se convierte en una opción viable para la solución de los temas energéticos y económicos. Sin embargo, la explotación de los crudos pesados y extrapesados representa un duro reto tecnológico, debido a sus características que impiden o dificultan su transporte y procesamiento por medios convencionales. Dentro del estado de la técnica se encuentra una amplia gama de alternativas que permiten viabilizar el transporte y procesamiento de los crudos pesados y extrapesados, tales como la dilución con naftas o la construcción de pequeñas refinerías en los campos de producción. Sin embargo las técnicas mencionadas incurren en altos costos y altas complejidades operativas que han obligado al desarrollo de tecnologías alternativas.

Las tecnologías de extracción de las fracciones pesadas de los crudos mediante solventes, permiten obtener un crudo mejorado con mayor API, disminuyendo su viscosidad y contenido de metales pesados y azufre; de esta manera el producto

i

puede ser transportado por ducto y refinado más fácilmente. La fracción pesada retirada se compone en su mayoría de asfáltenos (Por lo que el proceso recibe el nombre de "Desasfaltado") que pueden ser comercializados o empleados como fuente de energía para el proceso. En la literatura técnica se encuentran distintas configuraciones para realizar el proceso de Desasfaltado y obtener el llamado "DAO'O crudo Desasfaltado, algunas de los cuales se orientan a cumplir con las condiciones presentes en los campos de producción, lo que agrega complejidad al problema tecnológico. Sin embargo, los procesos presentes en el estado del arte, dejan de lado los aspectos relacionados con la eficiencia y operatividad del proceso que le dan la viabilidad técnico-económica a escala industrial y definen su configuración final.

A continuación se describen algunas patentes relacionadas con la invención descrita en la presente memoria descriptiva.

El Documento de Patente US8257579 enseña un proceso continuo de desasfaltado para crudos pesados y extrapesados. El proceso allí mencionado comprende un paso inicial independiente de deshidratación, después del cual se realiza la separación con ayuda de un solvente y equipos tales como mezcladores estáticos y separadores por gravedad. El proceso de separación divulgado en este documento comprende los pasos generales de Mezcla con un solvente, Separación crudo/asfaltenos, Secado de asfáltenos y Recuperación de solvente, manteniendo las condiciones de operación en un rango moderado con el fin de reducir el consumo energético. Esta patente no considera la necesidad de incluir sistemas de separación multietapa, la inyección de solvente de lavado de fondos en los sedimentadores ni detalla la etapa de secado y manejo de sólidos.

El documento de aplicación US2013264247 también divulga un proceso de desasfaltado con los pasos generales de mezclar con un solvente, separar el crudo y los asfáltenos, secar los asfáltenos y recuperar el solvente. En este documento, la separación de los asfáltenos se realiza mediante hidro-ciclones o centrífugas, mientras que la recuperación de solvente se realiza mediante un separador de expansión súbita. Esta aplicación posee una mayor complejidad operacional y mayor consumo energético para la operación de los equipos al incluir dos etapas de agitación previa en recipiente con posterior separación en hidrociclones y centrifugas. Además carece de una adecuación del subproducto sólido necesaria para su aprovechamiento dentro del proceso y por ende el incremento de la eficiencia energética.

Por su parte, el documento US4737267 enseña un proceso para separar aceites bituminosos de residuos asfalténicos, en el cual se utiliza un recipiente tipo autoclave de alta presión y una pluralidad de decantadores de alta presión. El proceso de separación puede ser realizado incluso en condiciones supercríticas para el solvente. Para recuperar el solvente en este proceso se utiliza una columna de destilación de múltiples platos que tiene una presión menor que la atmosférica para disminuir la solubilidad de los componentes a ser separados. El proceso requiere de altas temperaturas y presiones lo que incrementa su complejidad operacional y su viabilidad de aplicación industrial en pozo. Por otro lado no tienen en cuenta la necesidad de versatilidad del proceso para la recepción de la materia prima.

Por último, el documento US7981277 divulga un método de desasfaltado y deshidratado simultáneo. Este proceso comprende la adición de un solvente con el fin de realizar el proceso de separación sin añadir energía adicional. El solvente es recuperado de la mezcla y de los asfáltenos. Este proceso utiliza separadores por gravedad, en donde los fondos pueden ser calentados para facilitar su transporte al interior de la planta. De acuerdo con las reclamaciones, el proceso se da en las condiciones súper críticas del solvente.

En todos los métodos de desasfaltado del estado de la técnica, incluyendo los documentos citados, se ignoran o se dan soluciones parciales, a temas de gran importancia como la flexibilidad al procesamiento de cargas de diferentes características, integración energética, la recuperación y reciclo de solventes y el uso final de los coproductos. En la presente invención se trata cada uno de estos aspectos, con el fin de hacer viable su aplicación industrial en campo de producción.

Breve Descripción de la Invención

La presente invención provee un sistema de remoción de fracciones pesadas de crudos de fácil adaptación a los campos de producción de crudos pesados y extrapesados, inherente a la sencillez de sus etapas y equipos, alta eficiencia

energética, recuperación y reciclo de solvente, baja complejidad operacional y mayor relación costo beneficio con respecto a las tecnologías existentes.

El proceso en mención permite obtener en el lugar de producción, un crudo mejorado que, dependiendo de la carga, puede transportarse con o sin el uso de diluyente y disminuyendo el contenido de metales pesados y azufre a valores entre 40% y 70 % peso y 20% al 35% peso, respectivamente. Adicionalmente, el proceso permite incrementar el API en más de tres grados y disminuir la viscosidad hasta en un 99%.

Como coproducto de este proceso se obtiene un hidrocarburo sólido, compuesto principalmente por asfáltenos y resinas, cuyas características permiten su uso como combustible para generación de energía en equipos disponibles en el estado del arte. Esta energía puede ser usada para satisfacer las necesidades energéticas del proceso referido en esta invención y del campo productor asociado.

La presente invención cuenta con las siguientes secciones:

1 . Preparación de la carga

2. Mezclado y ajuste de temperatura

3. Separación de fase pesada

4. Separación solvente-crudo mejorado

5. Secado de sólidos.

6. Manejo de sólidos.

La numeración anterior no necesariamente define pasos secuenciales dentro del método descrito en la presente invención, solo es una herramienta para realizar una descripción detallada y organizada del proceso.

A la sección de preparación de carga o primera sección puede entrar un crudo pesado o extrapesado, el cual de acuerdo con las condiciones propias del campo de producción, puede venir mezclado con diluyente para facilitar su transporte. Esta sección debe permitir el almacenamiento de materia prima, la conservación de las condiciones de homogeneidad de la misma y a su vez la posibilidad de agregar solvente si se requiere en el proceso. La sección en mención permite que el sistema relacionado con la invención sea versátil ante las variaciones en las características de la carga y que la reciba en la calidad necesaria.

En la segunda sección o sección de mezclado y ajuste de temperatura, la carga preparada proveniente de la sección uno, se pone en contacto con un solvente de carácter parafínico y bajo peso molecular. El solvente puede ser: una nafta liviana de un crudo, un condensado de un campo de producción, una corriente de refinería, un solvente puro o un derivado de los anteriores. En esta sección, la mezcla solvente crudo obtiene la temperatura requerida para la sección de separación de la fase pesada. La proporción volumétrica Solvente a Crudo (S:C) alcanzada en la mezcla, está comprendida en el rango entre 2:1 y 10:1 . La temperatura en esta sección estará en el rango entre 320 K (50°C) y 360 K (90°C).

La mezcla de crudo y solvente resultante de la segunda sección posee las condiciones de presión y temperatura requeridas para acceder a la sección de separación de la fase pesada, donde se generan dos tipos de corrientes, en primer término, las corrientes de cima constituidas por solvente, crudo mejorado y algunas partículas sólidas y en segundo término, una corriente de fondos con una alta concentración de sólidos, solvente y en menor proporción, crudo mejorado. La sección de separación puede utilizar cualquiera de los equipos definidos en el estado del arte para estas operaciones, preferiblemente se usan sedimentadores de cuerpo cilindrico y fondo cónico, por su bajo consumo energético y facilidad de operación. Se pueden emplear uno o varios equipos configurados en serie o en paralelo a presiones manométricas, que van en el intervalo entre 140000 Pa (20 psig) y 900000 Pa (130 psig)

Las corrientes de cima se recolectan en un recipiente donde se retiran los sólidos arrastrados y de ahí se envían a la sección de separación solvente crudo mejorado. Las corrientes de fondos son enviadas a la sección de secado de sólidos, cual será descrita más adelante.

Las corrientes de cima provenientes de la separación de fase pesada y una corriente de vapor de solvente originada de la sección de secado de asfáltenos, ingresan a la sección de separación solvente-crudo mejorado, en donde se recupera el solvente para ser recirculado a la sección de mezclado y el crudo mejorado obtenido es

almacenado para su posterior transporte y comercialización. Los equipos empleados en esta sección pueden ser cualquiera de los existentes en el estado del arte, tales como torres de platos, columna de lecho empacado, separadores flash entre otros.

La corriente de fondos de la sección de separación de fase pesada es transferida a la sección de secado de sólidos. En la presente invención se reivindica el uso preferente de un recipiente calentador de asfáltenos que emplea calentamiento para recuperar el solvente y el crudo mejorado remanente, al igual que llevar los asfáltenos por encima de su punto de fusión para ser descargados por el fondo del recipiente calentador de asfáltenos, hacia la sección de manejo de sólidos. Los vapores generados al calentamiento, son llevados hasta la sección de separación de solvente y crudo mejorado.

El producto final de la sección de secado de sólidos es enviado a la sección de manejo de sólidos para su transporte y almacenamiento. En esta sección se emplean equipos conocidos en el estado del arte tales como cintas transportadoras, elevadores de cangilones, silos, tolvas entre otros.

Descripción de las Figuras

Fig. 1 . La figura 1 es el diagrama de flujo del sistema y método objeto de la invención, con las seis secciones generales, dos productos principales y las respectivas corrientes que relacionan las secciones.

Fig. 2. La figura 2 muestra el diagrama detallado del sistema objeto de la invención en su modalidad preferida.

Descripción detallada de la Invención

A continuación se presenta una descripción detallada de la invención. El objeto de esta descripción es dar claridad sobre los detalles propios de la misma, pero no limitarla únicamente a esta modalidad. Es parte del conocimiento normal de la persona versada en la materia que algunas de las variables de proceso, e incluso la disposición de algunos de los equipos, pueden ser modificadas sin alterar substancialmente la invención.

Sección de preparación de carga (1 )

El sistema objeto de la invención, puede recibir en su primera sección (1 ), una corriente de crudo pesado o extrapesado (201 ), que puede estar diluido con un hidrocarburo liviano por ejemplo nafta (202). El crudo recibido (201 ) es almacenado en un primer recipiente (203), dónde es homogenizado por medio de agitadores o recirculación, para evitar la segregación debido a la diferencia de densidades de sus componentes. El crudo diluido (204) es conducido hacia una subsección de separación de crudo y diluyente (205) por medio de una bomba.

En la subsección de separación (205), la mezcla Crudo/Diluyente (204) puede ser precalentada para darle al alimento la temperatura de separación requerida. Con el fin de mejorar la eficiencia térmica del proceso, se puede emplear como fluido de calentamiento la corriente de fondo (206) resultante de la separación Crudo/Diluyente (205).

La separación Crudo/Diluyente (205) se realiza en una torre destilación, que puede ser cualquiera de los equipos existentes en el estado del arte para este tipo de procesos. Las condiciones de operación de la columna dependerán de las características tanto del crudo (201 ) como del diluyente usado (202).

Parte del diluyente recuperado (207) puede ser enviado de vuelta a la columna como reflujo (208), otra parte puede emplearse en algunos puntos de la planta para operaciones no continuas de lavado o limpieza. El diluyente recuperado (207) también puede ser llevado total o parcialmente a un recipiente acumulador (209) de crudo mejorado (210), para ser mezclado, si es necesario, antes de ser enviado a una estación o planta de tratamiento subsecuente. La corriente de fondo de la columna constituida por el crudo (201 ) al cual se le ha removido el diluyente (207), es enviada a la sección de mezclado y ajuste de temperatura (2).

En el caso de que el sistema reciba el crudo sin diluyente (201 ) debe emplearse el solvente (21 1 ) usado en el proceso para la separación, para realizar un premezclado en el primer recipiente (203). El solvente (21 1 ) empleado en el proceso es una nafta liviana de un crudo, un condensado de un campo de producción, una corriente de refinería, un solvente puro o un derivado de los anteriores, con un contenido de pentano e isopentanos cuya suma sea superior a un 50% del porcentaje másico de la mezcla, con un contenido de butanos y propano cuya suma sea menor al 30% del porcentaje másico de la mezcla, y con un contenido de naftenos más aromáticos inferior al 12% del porcentaje másico de la mezcla.

En el premezclado se agrega solvente, manteniendo la homogenización, con el fin de disminuir la viscosidad del crudo o propiciar la remoción de agua. Esta adición de solvente debe ser tal que la relación S:C no supere el valor de 1 :1 , preferiblemente que no supere la relación 0.7:1 , para evitar la precipitación de sólidos. Durante la adición del solvente se debe garantizar que la temperatura del recipiente se mantenga entre 300 K (30°C) y 320 K (50°C). Cuando se requiera remoción de agua, se debe dar a la carga un tiempo de decantación, tras el cual el agua se retira por el fondo del recipiente (203) y el crudo deshidratado (212) y parcialmente mezclado con solvente es enviado a la sección de mezclado y ajuste de temperatura (2).

Sección de Mezclado y ajuste de temperatura (2)

La carga proveniente de la sección anterior se debe mezclar con solvente hasta alcanzar la relación S:C requerida para la separación, la cual debe estar en el rango entre 2:1 y 10:1 , preferiblemente en el rango entre 4:1 y 7:1 y la temperatura de la mezcla se debe ajustar hasta alcanzar la temperatura de separación la cual debe estar en el rango entre 320 K (50°C) y 360 K (90°C), preferiblemente en el rango entre 330 K (55°C) y 345 K (70°C). Para realizar el mezclado del solvente con el crudo obtenido de la sección de preparación, se puede utilizar uno o más trenes de mezcladores estáticos (213a, 213b y 213c) o uno o más recipientes con agitación, preferiblemente mezcladores estáticos que aseguran, de manera eficiente y económica, el contacto de las corrientes de crudo pesado y solvente. Para realizar el ajuste de temperatura se puede emplear cualquiera de los equipos (214a, 214b y 214c) disponibles en el estado del arte, los cuales pueden ir intercalados con los trenes de mezclado (213a, 213b y 213c).

Si la carga preparada proviene de la columna de separación (206), el fluido presentará una temperatura mayor a la requerida, por lo que debe ser enfriado (214a y 214b) para alcanzar la temperatura ideal de la mezcla; para lo cual la energía en exceso se puede emplear para calentar otras corrientes del proceso, tal como las corrientes a las columnas de separación (215 y 216). En el caso de que el crudo provenga del recipiente de almacenamiento (203), premezcla o deshidratación, el fluido viene a una temperatura inferior a la requerida, por lo que debe ser calentado (214c) hasta alcanzar la temperatura definida para la mezcla. La mezcla resultante pasa a la siguiente sección de separación de fase pesada (3).

Sección de separación de fase pesada (3)

La configuración preferida para la sección de separación de fase pesada (3), incluye un tren compuesto por tres sedimentadores (217, 218 y 219) de cuerpo cilindrico y fondo cónico cuyo ángulo de inclinación debe estar entre 7 y 13e respecto al eje vertical, además cuentan parcial o totalmente con recubrimiento antiadherente en sus paredes internas, para evitar puntos de adherencia de sólidos. El recubrimiento antiadherente puede ser de naturaleza polimérica o cerámica y debe soportar las condiciones de operación de los sedimentadores.

Los sedimentadores (217, 218 y 219) se diferencian de los conocidos en el estado del arte porque pueden poseer adaptaciones internas que facilitan su funcionamiento bajo las condiciones de proceso especificadas en la presente invención. Dentro de las adaptaciones internas de los sedimentadores (217, 218 y 219), se cuenta con: la inyección de solvente (219), que tiene como fin realizar el lavado de la fase pesada; un dispositivo de calentamiento de la zona superior del sedimentador que se encuentra por encima de la entrada de alimento y que incrementa la velocidad de sedimentación de partículas dentro del equipo, es decir, disminuye el contenido de sólidos en la corriente de cima; un dispositivo mecánico tipo raspador y/o tornillo sinfín, que facilita la salida continua de los fondos y un elemento mecánico que permita reducir la turbulencia en la zona de carga del sedimentador; este último se caracteriza porque está compuesto por un tubo de entrada horizontal, frente al cual se acoplan: una lámina circular ligeramente cóncava o un casquete semiesférico.

El primer sedimentador (217), puede operar a una temperatura entre 320 K (50°C) y 360 K (90°C), preferiblemente entre 330 K (55°C) y 345 K (70°C) y una presión manométrica que puede esta entre 140000 Pa (20 psig) y 900000 Pa (130 psig), al menos entre 280000 Pa (40 psig) y 660000 Pa (95 psig). Del sedimentador (217) se obtienen dos corrientes, una de cima (220) que corresponde a una mezcla crudo mejorado-solvente y en el fondo (223) una mezcla de solvente, asfáltenos y un bajo porcentaje de crudo mejorado.

La corriente de cima obtenida en el primer sedimentador (220) es enviada a un recipiente (226) que tiene como fin la recepción de las todas las corrientes de cima (220, 221 y 222) originadas en los sedimentadores (217, 218 y 219), puede relacionarse con un recipiente o tambor de almacenaje, similar a los empleados en el estado de la técnica para contener este tipo de mezclas, para la invención descrita, se prefiere el uso de un tambor colchón (226), que incluye en su interior una mampara que divide el recipiente en dos zonas, una de entrada de las corrientes de cima y otra de salida hacia la sección de separación de solvente y crudo mejorado; y que incluye también un bafle para desviar los sólidos arrastrados en las corrientes de cima hacia una bota en donde se acumulan dichos sólidos para ser recirculados (227) a uno de los sedimentadores (217, 218 y 219).

Los fondos del primer sedimentador (223), son enviados al segundo sedimentador (218) que puede operar a una temperatura entre 320 K (45°C) y 365 K (90°C), preferiblemente entre 320 K (50°C) y 340 K (70°C) y una presión manométrica que puede esta entre 140000 Pa (20 psig) y 900000 Pa (130 psig), al menos entre 280000 Pa (40 psig) y 660000 Pa (95 psig). En este sedimentador la corriente de fondos proveniente del equipo anterior, es lavada con una corriente de solvente limpio, con el fin de retirar el crudo mejorado que haya sido arrastrado por los componentes sólidos. La corriente de la cima del segundo sedimentador (221 ) también es enviada al tambor colchón (226). Los fondos del segundo sedimentador (224) pueden ser enviados a un tercer sedimentador (219) en el cual se logra una mayor concentración de sólidos.

El tercer sedimentador (219) se caracteriza porque es una tercera sección de separación que opera a una temperatura entre 300K (25°C) y 365 K (90°C), preferiblemente entre 300 K (25°C) y 325 K (50°C) y una presión manométrica que

puede esta entre 70000 Pa (10 psig) y 350000 Pa (50 psig), al menos entre 82000 Pa (12 psig) y 210000 Pa (30 psig). Los fondos del tercer sedimentador (225) son envidos a la sección de secado de sólidos (5).

Sección de separación solvente-crudo mejorado (4).

La mezcla crudo mejorado y solvente proveniente del tambor colchón (228) es enviada a una torre de destilación de crudo mejorado y solvente (229), la cual puede ser precalentada (230) para darle al alimento la temperatura de separación requerida. Con el fin de mejorar la eficiencia térmica del proceso, se puede emplear como fluido de calentamiento la corriente de fondo (231 ) resultante de la torre.

La separación de la mezcla crudo mejorado-solvente se realiza en una torre de destilación (229), que puede ser cualquiera de los equipos existentes en el estado del arte para este tipo de procesos, preferiblemente una columna de platos con una entrada de reflujo (232) en su parte superior. Las condiciones de operación de la columna (229) dependerán de las características tanto del crudo (201 ) como del solvente (202) y de la proporción entre ellos.

Parte del solvente recuperado (233) puede ser enviado de vuelta a la columna (229) como reflujo (232) y otra parte es recirculada al proceso (234). La corriente de fondo de la torre de destilación (231 ) está constituida por el crudo mejorado (210) el cual es almacenado para su posterior transporte y comercialización.

Secado de sólidos (5)

La mezcla concentrada de sólidos que constituye la corriente de salida de los fondos (225) de la sección de separación de fase pesada (3), se transfiere a un recipiente calentador de asfáltenos (235). Este recipiente está provisto de agitación y calentamiento. En este equipo se logra evaporar el solvente y el crudo mejorado y en segundo término llevar los asfáltenos por encima de su punto de fusión. Los vapores generados (236) durante el proceso de calentamiento son llevados a la sección de separación de solvente y crudo mejorado (4).

El calentamiento dentro del recipiente calentador de asfáltenos (235), se realiza hasta una temperatura que está en el rango entre 420 K (150°C) y 570 K (300°C), preferiblemente en el rango entre 460 K (190°C) y 520 K (250°C) y a una presión de entre 35000 (5 psig) y 210000 Pa (30 psig).

En la configuración preferida, los asfáltenos fundidos son descargados a través de una criba de extrusión que fracciona la corriente de asfáltenos en chorros para dar el diámetro para facilitar su enfriamiento y solidificación. El proceso de enfriamiento puede ser acelerado por medio de corrientes de nitrógeno o de aire. Adicionalmente, se pueden rociar los asfáltenos con agua, en caso de evidenciarse su necesidad durante la operación.

Sistema de manejo de sólidos (6)

El producto final de la sección de secado de sólidos (237) es enviado a la sección de manejo de sólidos (6) para su transporte y almacenamiento. En esta sección se emplean equipos conocidos en el estado del arte tales como cintas transportadoras, elevadores de cangilones, silos, tolvas entre otros.

Ejemplos

Ejemplo 1. Condiciones de procesamiento y características de carga y producto para un crudo extra pesado.

El ejemplo presenta las condiciones de operación del sistema descrito en la presente invención, aplicado al mejoramiento de las características de un crudo extrapesado. En la Error! Reference source not found. se detallan las características del crudo empleado como carga y del crudo mejorado obtenido, y en la Error! Reference source not found. se muestran las condiciones de operación. Nótese que la aplicación del proceso permite un incremento del API en 6,4 grados, al igual que una reducción del 92.5% de los asfáltenos, 14,7% del azufre, 61 ,3% del Níquel, 64,0% del Vanadio y una disminución de la viscosidad desde 649600 cP hasta 2540 cP medida a una temperatura de 30°C.

La etapa de secado de sólidos permitió la recuperación total del solvente de la corriente de fondos proveniente de la etapa de separación de fase pesada. El proceso alcanzó un rendimiento volumétrico del 83%.

Tabla 1. Características fisicoquímicas de la carga al proceso y del producto.

Valor Valor crudo

Propiedad Crudo mejorado

(Carga) (DAO)

Gravedad API 7,5 13,9

Viscosidad a 30°C,

649600 2540

cP

Asfáltenos, %w 15,9 1 ,2

Azufre, %w 3,4 2,9

Níquel, ppm 125 48.4

Vanadio, ppm 556 200

Tabla 2. Ejemplo de condiciones de proceso del sistema para separación de la fase pesada de crudos extrapesados.


Ejemplo 2. Condiciones de procesamiento y características de carga y producto para un crudo pesado.

A continuación se presentan un ejemplo del proceso descrito en la presente invención, aplicado al mejoramiento de las características de un crudo pesado. En la Error! Reference source not found. se detallan las características del crudo empleado como carga y del crudo mejorado obtenido, y en la Error! Reference source not found. se muestran las condiciones de operación. Nótese que la aplicación del proceso permite un incremento del API en 6.2, al igual que una reducción del 82,4% de los asfáltenos, 56.6% del Níquel y 51 .8% del Vanadio y una disminución de la viscosidad desde 4329 cP hasta 744 cP medida a una temperatura de 30°C.

La etapa de secado de sólidos permitió la recuperación total del de la corriente de fondos preveniente de la etapa de separación de fase pesada. El proceso permitió obtener un rendimiento volumétrico del 88%.

Tabla 3. Características fisicoquímicas de la carga al proceso y del producto.


ana o, ppm

Tabla 4. Ejemplo de condiciones de proceso del sistema para separación de la fase pesada de crudos pesados.


Delta de temperatura

Ejemplo 3. Evaluación de recubrimientos para mitigación de la adherencia de sólidos en los sedimentadores.

Se recubrieron las paredes internas del sedimentador con un antiadherente comercial, con el propósito de disminuir la adherencia de sólidos en las paredes del equipo. Se realizó un análisis comparativo del comportamiento del proceso de sedimentación durante dos corridas usando conos con y sin el recubrimiento.

En la Error! Reference source not found. se detallan los resultados obtenidos en las pruebas de recubrimiento. La tabla muestra en la relación entre la masa de sólidos adheridos a la pared del equipo sin recubrimiento (MSR), contra la masa de sólidos adheridos en el equipo con el antiadherente comercial (MCR). En la última columna se presenta el porcentaje de disminución de la adherencia de sólidos (%DA).

Tabla 5. Resultados de la prueba de evaluación del desempeño del

recubrimiento comercial versus el equipo sin antiadherente.


Nótese que con el uso de antiadherente en el cono del equipo de sedimentación, se logra una disminución de más de siete veces en la adherencia de sólidos en las paredes del equipo, es decir un 86.2% menos de sólidos adheridos al cono.

Ejemplo 4. Influencia del gradiente de temperatura entre el punto de entrada y el punto de salida de la corriente de cima del sedimentador, sobre el contenido de sólidos en la corriente de cima.

Durante la operación del proceso descrito por el sistema reivindicado en la presente invención, se aplicaron distintos gradientes de temperatura entre el punto de entrada de carga (TPC) y el punto de salida de la corriente de cima (TC); con el fin de disminuir el arrastre de sólidos (AS) por las corrientes de cima de los sedimentadores. En la Error! Reference source not found. se presentan los resultados de las pruebas.

Tabla 6. Resultados de la evaluación del contenido de sólidos en las corrientes de cima del sedimentador en comparación con el gradiente de temperatura aplicado a la zona superior.


Nótese que se pueden alcanzar porcentajes de disminución del arrastre de sólidos alrededor del 50%, cuando se aplican gradientes de temperatura superiores a los 6,0°C.

Ejemplo 5. Efecto del número de sedimentadores y de la inyección de solvente en el fondo de los mismos.

En el ejemplo se muestra el efecto del número de sedimentadores y de la inyección de solvente al fondo de los mismos, sobre la eficiencia en la recuperación de crudo mejorado (DAO). En la segunda columna de la Error! Reference source not found., se presenta el porcentaje de DAO recuperado, con respecto al DAO en la entrada a cada sedimentador. En la tercera columna, se muestra la eficiencia en la recuperación del DAO en cada sedimentador. Finalmente en la cuarta columna, se presentan los rendimientos volumétricos con respecto al crudo cargado.

Tabla 7. Resultados de la evaluación de la influencia del número de sedimentadores del tren de sedimentación en el rendimiento de recuperación de crudo mejorado.

Sedimentador 3 23,6 93,2 78,8

Nótese que la inclusión del segundo sedimentador permite recuperar más del 20% del crudo remanente en la carga de entrada al mismo. El mismo fenómeno se puede visualizar en el tercer sedimentador. El aumento en el número de sedimentadores y la inyección de solvente en el fondo, genera una recuperación de más del cinco por ciento del DAO presente en el crudo de carga, que se ve reflejado en el incremento del rendimiento volumétrico del proceso.