Desaladores en la industria petrolera

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El nombre desalador implica un recipiente que remueve la sal del crudo. La sal solo esta presente en la fase acuosa por lo cual hay dos formas de removerla. Una es remover toda el agua y otra es diluir el agua. Un desalador realiza ambas y utiliza una carga electrostática para remover la mayoria del agua, agua limpia es inyectada al crudo para diluir la concentración de sal.
Cuando el petróleo crudo llega a la superficie, frecuentemente contiene gases asociados y otros contaminantes no deseados. Estos contaminantes incluyen aguas producidas (Salmueras) y partículas sólidas insolubles como arena, sílices y por supuesto sales disueltas en el agua.
Antes de que cualquier planta de refinación acepte el crudo para ser procesado, el gas, el agua producida (Conteniendo sal) y otros sólidos insolubles deberán de ser retirados. El termino “Basic Sediment and Water” BS&W, es utilizado para determinar el tipo y nivel de contaminantes del crudo, usualmente expresado en por ciento de volumen.
DESALACIÓN DEL PETRÓLEO
El proceso de desalación consiste en la remoción de las pequeñas cantidades de sales inorgánicas, que generalmente quedan disueltas en el agua remanente, mediante la adición de una corriente de agua fresca (con bajo contenido de sales) a la corriente de crudo deshidratado. Posteriormente, se efectúa la separación de las fases agua y crudo, hasta alcanzar las especificaciones requeridas de contenido de agua y sales en el crudo.
Las sales minerales están presentes en el crudo en diversas formas: como cristales
solubilizados en el agua emulsionada, productos de corrosión o incrustación insolubles en agua y compuestos organometálicos como las porfirinas. Después de la deshidratación o del rompimiento de la emulsión, el petróleo crudo todavía contiene un pequeño porcentaje de agua remanente. Los tratamientos típicos anteriormente mencionados (adición de desemulsionante, calentamiento, sedimentación y tratamiento
electrostático) pueden reducir el porcentaje de agua del crudo a rangos de 0,2-1 % volumen.
El desalado en campo reduce la corrosión corriente aguas abajo (bombeo, ductos, tanques de almacenamiento). Adicionalmente la salmuera producida puedeser adecuadamente tratada para que no cause los daños mencionados en los equipos y sea inyectada al yacimiento, resolviendo un problema ambiental. En ausencia de cristales de sal sólidos, el contenidode sal en el crudo deshidratado está directamente relacionado con el porcentaje de agua y con la concentración de salinidad de la fase acuosa (en ppm de NaCl).
El desalado se realiza después del proceso de rompimiento de la emulsión en
deshidratadores electrostáticos y consiste de los siguientes pasos:
a) Adición de agua de dilución al crudo.
b) Mezclado del agua de dilución con el crudo.
c) Deshidratación (tratamiento de la emulsión) para separar el crudo y la salmuera diluida.
 Agua de lavado en los desaladores

Muchos de los procesos de refinación en una refinería de petróleo producen corrientes de aguas residuales (comúnmente conocidas como aguas ácidas) que contienen sulfuro de hidrógeno disuelto (H2Sy amoniaco (NH3) los cuales formaran el hidrosulfuro de amonio en forma iónica (NH4HS). Por lo general, las refinerías recogen la totalidad de sus aguas ácidas y utilizan torres de destilación de vapor (llamados despojadores de agua agria) para despojar a prácticamente todo el sulfuro de hidrógeno y un poco menos del amoníaco de las aguas ácidas agregados. El agua agria  se recicla parar reutilización como agua de lavado en los desaladores, aumentado por el agua dulce, si es necesario.

Algunos de las corrientes de aguas ácidas contienen también contienenfenoles, que no son fácilmente despojadosAsí, el agua agria despojadoutilizada como agua de lavado desaladora contiene fenoles que son absorbidos preferentemente por el petróleo crudo y posteriormente pasarán a formar parte de las fracciones de nafta y queroseno destilados del petróleo crudo.

 

Descripción general del proceso de desalación

La unidad de destilación de petróleo crudo (CDU) es la primera unidad de procesamiento en prácticamente todas las refinerías de petróleo. La CDU destila el crudo entrante en varias fracciones de diferentes intervalos de ebullición, cada uno de los cuales luego son tratados posteriormente en las otras unidades de procesamiento de refinería. Los desaladores se instalan típicamente en el tren de intercambio de calor que calienta el petróleo crudo entrante antes de alcance la torre de destilaciónLos desaladores se encuentra normalmente en el punto donde el crudo entrante ha sido calentado a aproximadamente 100 a 150 ° CLa temperatura óptima de desalacion varía algo dependiendo de la fuente de petróleo crudo.

En ese punto, se inyecta agua de lavado y se mezcla en el flujo continuo de petróleo crudo y la emulsión aceite-agua resultante entra continuamente la desaladora electrostática. La velocidad de agua de lavado requerida es de aproximadamente 4 a 10% en volumen de la tasa de petróleo crudo. La tasa de agua de lavado óptima varía con la gravedad API del petróleo crudo y con la temperatura del desalinizador.

Externamente vistoel desalador típica electrostática es un recipiente cilíndrico horizontal como se representa en la Figura 1. Una vista desde un extremo de la sección transversal de la del interior de la desaladora se muestra en la Figura 2 a continuación. La emulsión de aceite-agua queentra desde la parte inferior del desalinizador a través de la línea de alimentación es una mezcla a fondo de dos líquidos no miscibles que constan de una fase continua (aceite crudo) y una fase dispersa (agua en forma de gotitas muy pequeñas con unas dimensiones que van de 1 a 10micrómetros). Los asfaltenos y sólidos de sedimentos finamente divididasson adsorbidos en la interfase aceite-agua y estabilizan la emulsión. Así, elgrado de dificultad de la coalescencia de las gotitas en glóbulos grandes que pueden ser liquidados y removidos se relaciona con la presencia deasfaltenos, sedimentos y otros contaminantes insolubles en agua.

Un sistema eléctrico conectado a los electrodos dentro de la desaladora(véase la Figura 2) genera un campo electrostático a potenciales que varían de aproximadamente 6000 voltios a aproximadamente 20.000 voltios que inducen fuerzas de atracción entre el dipolo gotas vecinas de agua. En otras palabras, los resultados de campo electrostáticas en cada gotita que tiene una carga positiva en un lado y una carga negativa en el otro, que hacen que las gotitas se unen a causa de la fuerza de atracción generada por las cargas opuestas de las gotitas de vecinos. Las gotitas resultantes más grandes de agua (glóbulos), junto con los sólidos insolubles en agua, a continuación, se depositan en el fondo de la desaladoraEl agua sedimentada se extrae continuamente del desalinizador desde un punto ligeramente por encima de la parte inferior del desalinizador (véase la Figura 2 y 3y que se conoce como una salmuera, ya que contiene las sales inorgánicas que originalmente entraron en el desalinizador con el agua en el aceite crudoEl sedimento asentado en la parte inferior del desalador se retira como un lodo a intervalos intermitentes como sea necesario para evitar que los sólidos entren en la toma de extracción de agua sedimentada.