PEMEX REFINACION AREA 8 CANGREJERA

EL pH, LA VARIABLE OCULTA DE ALTA IMPORTANCIA PARA EL DESALADO DE CRUDO

ING. SAMUEL M. SEGURA URIETACOORDINADOR DE ELABORACION

PEMEX REFINACION AREA 8 CANGREJERA

SEPTIEMBRE 2006

OBJETIVO

REDUCIR LA CANTIDAD DE ACIDO CLORHIDRICO QUE PASA AL DOMO DE LAS COLUMNAS DE DESTILACION DE CRUDO POR MEDIO DEL CONTROL EXAUSTIVA DEL PH EN LAS AGUAS DE LA SALMUERA DE LAS DESALAORAS.

FUNDAMENTO TEORICO

En 1923, Brônsted y Lowry sugirieron independientemente un concepto más amplio e importante de ácidos y bases. Propusieron que cualquier sustancia que pueda dar un protón a otra (un dador de protones) se llamará ácido, y aquélla que puede aceptar protones de otra (un aceptor de protones) se llamará base.Las sustancias que comparten sus electrones con cualquier aceptor de un par electrónico (ácido de Lewis), lo harán generalmente con un protón (ácido de Brônsted).

NO EXISTE UNA BUENA DEFINICION DE LA INTERFASE EN LAS DESALADORAS.

ALTO ARRASTRE DE GRASAS Y ACEITES EN EFLUENTES.

ALTO CONTENIDO DE AGUA Y SEDIMENTO EN EL CRUDO DESALADO.

BAJA EFICIENCIA EN EL CRUDO DESALADO.

PROBLEMAS CAUSA RAIZ

DESCONTROL DE PH EN EL AGUA DE SALMUERAS.

SOLUCION PROBLEMA

APLICACIÓN DE SOSA O GLICOL A LA ENTRADA DE LAS DESALADORAS, SEGÚN SEA EL CASO.

FORMULACION DE UN DESEMULSIONANTE CON UN PH DE 7.0 A 9.0.

ANTECEDENTES

En la planta estabilizadora de Pemex Refinación Cangrejera, se procesa crudo Istmo para obtener corrientes de alimentación al proceso petroquímico, aplicándose un tratamiento químico IMP para el control de la corrosión y del ensuciamiento.

Para reducir la salinidad del crudo de carga, se dispone de un sistema de desalado de una sola etapa, que actualmente opera con un flujo de 145,000 BPD a una temperatura de 105 oC, aplicándose desemulsionante en el intervalo de 20 a 30 ppm, con lo que se obtiene una eficiencia de 85 a 95 %.

1 PRETRATAMIENTO(FUERA DE OP´N)

2 ENTRADA ADESALADORAS

3 SALIDA DEDESALADORAS

4,5 TORREDESPUNTADORA

6 TORREDEBUTANIZADORA

GB-4001

GASES AMARGOS

AGUAAMARGA

FA-4004

BA-4001 A/B

FA-4005A

ANTIENSUCIANTEIMP-DARC-2

5

BA-4002

EA-4019 A/B

GAS COMBUSTIBLE

AGUAAMARGA

FA-4001

GASES AMARGOS

PENTANOSA PTA. HDN /

ALMACENAMIENTO

EA-4018

FA-4005B

FA-4004

TV-102TV-103TV-104

CRUDODESPUNTADO

CRUDODE CARGA

SALMUERA

EA-4023A

EA-4023BEA-4024B

EA-4024A

EA-4001

EA-4002

EA-4003

EA-4004

EA-4006

EA-4005

EA-4008

EA-4007

EA-4010

EA-4011

EA-4012

EA-4013

EA-4014

EA-4009

GAS COMBUSTIBLE

DA-4001

TORREDESPUNTADORA DA-4002

TOR

RE

DE

B UTA

NI Z

AD

OR

A

EA-4015 A/B, C/D, E/F*

DESEMULSIONANTEIMP-RHS-5

INHIBIDOR DE CORROSIONIMP-IC-IN-3

NEUTRALIZANTEIMP-NBG-1

INHIBIDOR DE CORROSIONIMP-IC-IN-3

DESEMULSIONANTEIMP-RHS-2

AGUA DE LAVADOFUERA DE OP´N.

23

4

6

Agua deservicio

Agua deenfriamiento

Condensado

Agua deApagado deetileno

EA-4025

AGUA DE LAVADO A

DESALADORAS

1

PUNTOS DE DOSIFICACIÓN

BUTANOS

PUNTOS DE MONITOREO

VELOCIDADES DE CORROSIÓN

FISICOQUIMICOSEN AGUAS AMARGAS

FISICOQUIMICOSEN CORRIENTES

FACTOR DEENSUCIAMIENTO

IMP-CANG.AMCA

El desalado es el medio fundamental para purificar el petróleo crudo antes de su refinación; siendo su objetivo principal la eliminación máxima de sal y reducir la cantidad de contaminantes que contiene el crudo de carga tales como: ácidos, bases, metales y sólidos suspendidos y filtrables, mediante la deshidratación del crudo por medio de desaladoras en serie o en paralelo, en donde antes de entrar la corriente de crudo se le dosifica a esta un desemulsionante cuyo objetivo es el de romper toda emulsión y facilitar eficientemente la separación del agua, sal y sedimentos.

GENERALIDADES

Las sales minerales están presentes en el crudo en diversas formas, tales como: cristales solubilizados en agua emulsionada, productos de corrosión o incrustación insolubles en agua y compuestosorganometálicos como las porfirinas o los naftenatos.Después de la deshidratación o del rompimiento de la emulsión, el petróleo crudo todavía contiene un pequeño porcentaje de agua remanente. Los tratamientos típicos del aceite anteriormente mencionados (adición de desemulsificantes, calentamiento, sedimentación y tratamiento electrostático) pueden reducir el porcentaje de agua del crudo a rangos de 0.1-1.0 % volumen. Este valor de 0.1- 1.0 % agua consiste en numerosas gotitas de agua dispersas en el seno delcrudo.

Las sales y sedimentos pueden provocar taponamientos o incrustaciones en los tubos de los cambiadores de calor o calentadores, favorecen la formación de carbón acompañando a esto la pérdida de eficiencia de intercambio de calor.El cloruro de metales alcalinotérreos en presencia de agua se transforma en ácido clorhídrico que junto con los compuestos de azufre tienen una acción corrosiva sumamente severa para el hierro, al equipo más expuesto a este ataque son los platos superiores de las fraccionadoras, la línea de domo al condensador, los condensadores y los acumuladores.Además las partículas sólidas provocan una erosión elevada en tuberías, bombas y demás equipo al pasar el crudo a alta velocidad..Estos y otros efectos hacen necesarios la eliminación de sales, aguas y demás contaminantes del petróleo crudo para tener una operación más eficiente y económica.

EFECTOS DE LAS SALES EN LA REFINACIÓN DEL PETRÓLEO CRUDO.

Las sales minerales presentes en el crudo desalado corroen el equipo de producción, ductos y los tanques de almacenamiento de crudo.

En la refinación del crudo la presencia de salmuera asociada contribuye a los problemas de corrosión e incrustación y fallas de equipo. Bajo algunas circunstancias los iones cloruro se hidrolizan a ácido clorhídrico, el cual es extremadamente corrosivo.

El agua presente en el crudo puede estar en forma libre o emulsionada con el petróleo crudo. El rompimiento de estas emulsiones puede llegar a ser un problema muy serio y su rompimiento costoso. Asimismo el contenido de sal en la salmuera producida varía en el rango de cero a casi totalmente saturada.

AGENTES QUIMICOS DESEMULSIFICANTES

Comúnmente el primer paso en el tratamiento de una emulsión es la adición de compuestos emulsificantes, para estabilizarla. Son compuestos formulados con varios productos químicos, tales como glicoles y resinas polioxialquilénicas.El mecanismo de acción de los desemulsificantes consiste en

romper y desplazar la película de agente emulsificante que rodea a la gota de agua, aumentar su tensión superficial y la atracción molecular propiciando la coalescencia. Rara vez un solo compuesto actúa como agente floculante y coalescente; son generalmente dos o más compuestos los que intervienen en la formulacion de un desemulsificante.

EFECTO DEL PH SOBRE LOS TIPOS DE EMULSION Y SU ESTABILIDAD.

El pH del agua es un parámetro crítico que afecta la solubilidad de trazas de minerales, la propiedad del agua de causar corrosión o escamar metales y la conveniencia del agua para sostener organismos vivos.

La acidez o alcalinidad del medio influyen sobre las propiedades físicas, químicas y biológicas. Afecta a la movilidad de los elementos, aumentando o disminuyendo su solubilidad.

Una emulsión es una suspensión cuasi-estable de finas gotas de un líquido dispersos en otro líquido, como se muestra en la figura 1. El líquido presente como pequeñas gotas es la fase dispersa o interna, mientras que el líquido que lo rodea es la fase continua o externa. Las emulsiones algunas veces son clasificadas de acuerdo al tamaño de las gotas dispersas; considerándose como macroemulsión cuando el rango de las gotas es de 10 a 150 micras y como microemulsión o micela cuando el tamaño de gotas varía de 0.5 a 50 micras.

Las emulsiones regulares producidas pueden ser clasificadascomo duras y suaves. Por definición una emulsión dura es muy estable y difícil de romper, principalmente porque las gotas dispersas son muy pequeñas. Por otro lado, una emulsión suave o dispersión es inestable y fácil de romper. En otras palabras, cuando un gran número de gotas de agua de gran diámetro están presentes, ellas a menudo se separan fácilmente por la fuerza gravitacional. El agua que se separa enmenos de cinco minutos es llamada agua libre.

ESTABILIDAD Y ROMPIMIENTO DE LA EMULSIÓN

Las emulsiones poseen energía interfacial, por esto, son termodinámicamente inestables. La emulsiones pueden ser rotas por tres mecanismos que son: sedimentación, agregación y coalescencia. La sedimentación se refiere a la caída de las gotas de agua en el aceite crudo, el agrupamiento de dos o más gotas es llamado agregación y por último la coalescencia que ocurre cuando las gotas originales pierden sus identidades y se funden en gotas más grandes reduciendo el área de interfase total. El rompimiento de la emulsión depende de los siguientes parámetros: película interfacial, viscosidad de la fase continua, tamaño de la gota, relación de volumen de fases, temperatura, pH, edad, salinidad de la salmuera y tipo de aceite.

APLICACIÓN DE SOSA CAUSTICA Y GLICOL PARA EL CONTROL DEL PH EN EL AGUA DE LAS SALMUERAS.

La adición de ácidos o bases inorgánicos cambia radicalmente la formación de películas de asfaltenos y resinas que estabilizan las emulsiones agua/aceite.

Ajustando el pH se puede minimizar la estabilidad de la película que estabiliza la emulsión e incrementar la tensión superficial.

La aplicación de estos productos químicos en la planta Estabilizadora de crudo del área 8 Cangrejera ha reducido considerablemente el costo de los tratamientos químicos, disminución de arrastre de grasas y aceites en el sistema de efluentes y sobre todo una buena separación de la interfase agua crudo en las desaladoras.Estos productos químicos alternos se aplican a la succión de las bombas de agua de lavado por contingencias cuando el crudo de carga llegan muy alcalinos o ácidos.

APLICACIÓN DE SOSA O GLICOL PARA EL CONTROL DE PH EN EL AGUA DE SALMUERAS.

FA-4005A

FA-4005B

FA-4004

SALMUERA

EA-4023A

EA-4023BEA-4024B

EA-4024A

AGUA DE LAVADO A

DESALADORAS

INYECCIÓN DE SOSA O GLICOL

CRUDODESALADO

IPM-RHS-5

CRUDODESALADO

ACEITECRUDO DE CARGA

ACEITECRUDO DE CARGA

APLICACIÓN DE GLICOL PARA CONTROL DE PH DE LA SALMUERA

pH Salmueras durante la contingencia

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0

09:00 12:45 14:40 15:45 17:00 19:00 22:00

30/Abril/06

pH

Salm.A Salm.B

BENEFICIOS TECNICOS RESULTANTES

Con la aplicación de sosa o glicol:

Mejora significativamente en la definición de la interfase en las desaladoras.Favorece la reducción del arrastre de agua en el crudo desalado.Se reduce el ensuciamiento en los hornos.Estabilización en el índice de corrosión de las desaladoras.Adicionalmente, se logró reducir el consumo de desemulsionante.

CONCLUSIONES

La composición del crudo ha sufrido cambios, causando una inestabilidad en el pH de la salmuera y por ende una difícil separación de interfase en las desaladoras, además una reducción de la eficiencia en el desalado.

El desemulsionante y los productos alternos (sosa o glicol) ha exhibido un comportamiento satisfactorio presentando como característica principal una mejora importante en cuanto a la definición de la interfase de las desaladoras.

GRACIASPOR

SU ATENCION

SAMUEL MODESTO SEGURA URIETA

LUGAR Y FECHA DE NACIMIENTO:

COATZACOALCOS, VER 15 DE JUNIO DE 1955

EDAD: 51 AÑOS

LUGAR DE RESIDENCIA: COATZACOALCOS, VER.

ESTADO CIVIL:

CASADO

NIVEL ACTUAL :

38

EXPERIENCIA

1978–1980 Complejo Petroquímico Pajaritos Coatzacoalcos, Ver. Ayudante de diversos oficios (Sindicalizado). Capacitación en máquinas herramientas Operador de máquina herramientas.Curso No. 73 Para Ingenieros de nuevo ingreso en Azcapotzalco

1984–1985 Complejo Petroquímico Cangrejera Coatzacoalcos, Ver. Curso No. 73 para Ingenieros de nuevo ingreso llevado a cabo en IMP Azcapotzalco.

1985–1986 Complejo Petroquímica Cangrejera Coatzacoalcos, Ver. Ingeniero instrumentista

1986–1993 Complejo Petroquímica Cangrejera Coatzacoalcos, Ver. Ingeniero Supervisor de Turno en Planta Cristalización de Paraxileno.

Eliminé problema de surge en los compresores de proceso. Después de casi 10 años de operar la unidad con solamente el eyector de

arranque; puse en operación normal el sistema de eyectores primario y secundario de los condensadores de superficie del compresor de proceso.

Se eliminó el fenómeno de Wash out en los filtros centrífugos de lavado del paraxileno producto.

1993–1995 Complejo Petroquímica Cangrejera Coatzacoalcos, Ver. Ingeniero Supervisor de Turno en Planta Fraccionadora de Gasolinas Naturales y Planta Criogénica.

1995–1997 Complejo Petroquímica Cangrejera Coatzacoalcos, Ver. Ingeniero Supervisor de Turno en Planta Estabilizadora de Crudo.

Participé en seguimiento a prueba de producto desemulsificante.

1997–2002 Complejo Petroquímica Cangrejera Coatzacoalcos, Ver. Jefatura en Planta Isomerización de Pentanos-Hexanos.

Eliminé problema de suministro de agua de enfriamiento a los compresores de aire.

Se eliminan pasivos operativos diversos. Se consiguió que la Planta tuviera corridas operativas prolongadas con

excelentes resultados operativos dando un octano de 86 contra el comprometido por UOP (diseñador) de 84.

Planear reparaciones y suministro de materias primas. Efectuar programas de reparaciones. Encargado de la implantación del sistema de calidad ISO-9002- ver. 1994

2002–2003 Refinería Gral. Lázaro Cárdenas Minatitlán, Ver. Ingeniero Supervisor de Turno en el Área 4 que comprende las Plantas Fraccionamiento Catalítico Fluido, Primaria 5, Preparadora de carga 2 y Preparadora de carga 3.

2003–2004 Ref. Gral. Lázaro Cárdenas Minatitlán, Ver. Ingeniero Especialista Adscrito a la Unidad de Producción.

2004 Ref. Gral. Lázaro Cárdenas Minatitlán, Ver. Jefe de Ingeniería de Procesos en el Sector Cangrejera.( Julio a Agosto).

2004–2006 Ref. Gral. Lázaro Cárdenas Minatitlán, Ver. Coordinador de Elaboración del Sector Cangrejera.(Nivel 38)

Se eliminan problemas operativos en calentadores de fuego directo en las Plantas Estabilizadora de Crudo y Hidrodesulfurizadora de Naftas.

Se corrigen problemas operativos y se incrementa la seguridad en las instalaciones.

Se ajustan condiciones de operación en la Planta Hidrodesulfurizadora de Naftas para conseguir corridas operativas prolongadas.

Planear reparaciones de plantas. Planear y solicitar recursos financieros. Efectuar programas.

EDUCACIÓN

1961–1967 Esc. Prim. Art. 123 TOMASA VALDEZ VDA. DE

ALEMAN Coatzacoalcos, Ver. 1967–1970 Esc. Sec. Part. COATZACOALCOS Coatzacoalcos, Ver. 1970–1972 Bachillerato Instituto Tecnológico de Veracruz

Veracruz, Ver.

EDUCACIÓN PROFESIONAL

1972–1976 Instituto Tecnológico de Veracruz Veracruz, Ver.

Certificado Incompleto en Ingenieria Química Industrial. 1981–1985 Universidad Veracruzana Campus Veracruz

Veracruz, Ver. Diplomado en administración y Finanzas. Curso sobre ISO 9002 ver. 2000 Especialidad en Ingenieria Ambiental.

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