Estabilización de Aceite

8/10/2019 Estabilizacin de Aceite

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ESTABILIZACIN DE ACEITE


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CONCEPTOS Y PRINCIPIOS BASICOS

5.0 19.3

0.4 14.7

0.0 14.3

-2.45 11.85

-14.3 0.0

PresinManom

trica

PresinAbsoluta

Presin Estndar

Presin Baromtrica

Vaco ideal

PRESION: Se define como la fuerza normal que ejerce un fluido por unidad de superficie.Libras por pulgadas cuadradas a) Presin atmosfrica: La presin del aire y del

medio atmosfrico que nos rodea el cual varia daa da.

b) Presin baromtrica: Se denomina presinbaromtrica debido a que utiliza un barmetropara medir la presin atmosfrica

c) Presin absoluta: Una medida de la presin conrespecto al vaco total o sea con relacin a unapresin nula

d) Presin manomtrica: La presin expresadacomo cantidad medida con respecto a la presinatmosfrica ( o con respecto a alguna otrapresin de referencia) siendo esta ultima menor.

e) Vaco: Un mtodo de expresar las presionesmenores que la presin atmosfrica ( o conrespecto a cualquier otra presin de referencia).

P absoluta = P Manomtrica + P Baromtrica


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TEMPERATURA: Es la medida de la intensidad de calor

Fahrenheit:T (F)=32(F)+T(C)[1.8(F)/1(C)]F=32+1.8(C)

Centgrado:

T (C)=[T(F)-2(F)][1(C)/1.8(F)]C=(F-32)/1.8

Rankine:T(R)=T(F)[1(R)/1(F)]+460(R)R=F+460T(R)=T(K)[1.8(R)/1(K)]

R=K(1.8)

Kelvin:T(K)=T(C)+273KK=C+273K=R/1.8

Temperatura de ebullicindel agua a 760 mm de Hg

Temperatura deCongelacin del agua

F = C

Cero absoluto

272 672

0 -273

233 -40

255 -18

273 0

373 100

32 492

0 460

-40 420

-460 0

Fahrenheit

Centgrados

Rankine

Kelvin

180 100


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PUNTO DE EBULLICION: El punto normal de ebullicin es la temperatura a la cual un liquido

vaporiza a presin atmosfrica.

Los puntos de ebullicin de los hidrocarburos, estn relacionados con el numero de carbonos. Ladiferencia en los puntos de ebullicin entre los hidrocarburos, hace posible la separacin entre ellos.

Para todos los hidrocarburos, el punto de ebullicin se incrementa conforme aumenta la presin.

C3 = 80%C4 = 20%

C3 = 60%C4 = 40%

C3 = 0.4%C4 = 99.6%

Composicin de liquidoC3 = 50%C4 = 50%

EBULLICION INICIAL

Composicin de liquidoC3 = 27%C4 = 73%

50% EBULLICION LIQUIDO

Composicin de liquidoC3 = 0.18%C4 = 99.9%

EBULLICION FINAL

-29C(-21F)

-18C(0F) -1C

(30F)


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CONDICIONES ESTANDAR: El volumen y la densidad de los productos derivados del petrleo,

varan con la Temperatura, y la industria Petrolera ha establecido 60F como la temperaturaestndar para el volumen y los API.

Con objeto de poder comparar las propiedades volumtricas de los diversos gases se hanseleccionado por costumbre diversos estados estndar de temperatura y presin especificadosarbitrariamente (Normalmente se conoce como condiciones estndar o C.E.). Las condicionesestndar de temperatura y presin mas comunes son:

Cientficas Universales 32F y 760 mm de Hg ( y sus equivalentes)

Industria del Gas Natural 60F y 14.7 Ib/pg2abs

El primer grupo de condiciones estndar, o sea de tipo Cientfico Universales, es el quepreviamente se ha utilizado y es de uso frecuente. En estas condiciones, los datos de volumen

que se indican en seguida son validos para cualquier gas ideal:

1 mol g 22.4 It a las C.E.

1 mol Ib 359 pies3a las C.E.

1 mol Kg 22.4 m3a las C.E.


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VISCOSIDAD: Es la facilidad que tiene un fluido para fluir cuando se le aplica una fuerzaexterna.

La viscosidad es una medida de la fuerza de friccin entre las molculas de dicho fluido. Lasmolculas rozan entre si y hacen mas difcil el movimiento entre ellas. Esta resistencia al flujoes similar al esfuerzo que se experimenta al empujar un objeto sobre una superficie. La friccinentre las dos superficies hace mas difcil empujar el objeto.

FUERZA

La viscosidad de un gas es mucho mas baja que la de un liquido, debido a que las molculasdel gas estn mas dispersas, de tal forma que el roce entre ellas es menos frecuente. Mientrasmayor sea la viscosidad, mayor ser la resistencia al flujo.

Unidades de la viscosidad:

Viscosidad absoluta o dinmica: (SI) Pascal/s, (CGS) cPViscosidad cinemtica: (SI) m2/s, (CGS) stokeLa relacin que existe entre estas viscosidades es: (cst) = (cP) / (g/cm3)

=/ ; en donde: = Viscosidad cinemtica = Viscosidad dinmica = Densidad


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Una manera de medir la viscosidad es medir eltiempo que tarda el liquido en fluir en uninstrumento calibrado. Con frecuencia se utilizaun embudo para medir la viscosidad aproximadade materiales parecidos al lodo de perforacin. Elembudo se llena hasta la marca manteniendo elfondo cerrado, y se toma el tiempo que transcurrepara que el liquido baje hasta el nivel mnimo.

Un instrumento de medicin de mayoraproximacin es el orificio. El principio es el

mismo que utiliza el embudo.

En la industria petrolera, la medicin de laviscosidad corresponde simplemente a lossegundos requeridos para que el liquido fluya.

EMBUDO ORIFICIO

::::::::::::::::::::::::::::::::: ::::::::

:: ::::::::

::::

AGUA GASOLINA


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DENSIDAD RELATIVA DE UN LIQUIDO.

La densidad de los hidrocarburos lquidos es medida de dos maneras:

1. Densidad relativa

2. Densidad API

En las siguientes figuras se muestran las densidades relativas de algunassustancias comunes:

La densidad relativa es una medida del peso del lquido comparado con la delagua. La densidad relativa del agua es de 1.0; la del propano es deaproximadamente 0.5, lo que significa que es la mitad de denso que el agua.

La densidad del crudo es por lo general 0.85 su peso es slo 85% que la del aguapor lo que es mas ligero que el agua, algunos crudos pesados son mas densosque el agua, sin embargo esto es poco comn.

0.500.75

0.851.0

1.12

PROPANO GASOLINA CRUDO AGUA GLICOL ACERO MERCURIO

7.9 13.5


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La gravedad API es una medida de la densidad del crudo y de susproductos lquidos a 15

C (60

F).Una densidad relativa baja significa que se tiene un liquido ligero. Lagravedad API es lo contrario, a una gravedad API baja, el liquido espesado; y a una alta gravedad API, el liquido es ligero. El agua tiene unagravedad API de 10; la gasolina alrededor de 50 y el propano de 150.La relacin que hay entre estas dos medidas es la siguiente:

Tanto la densidad relativa como la gravedad API son determinadas conhidrmetros. El hidrmetro para la densidad relativa tiene una escaladiferente que la usada para la gravedad API.

(R)

Gravedad API = -141.5

131.5(R)


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DENSIDAD RELATIVA DE UN GAS.

El peso del gas es medido comparando su peso con el del aire. La densidadrelativa del aire es 1.0 un gas ms ligero que el aire tendr una densidad relativamenor de 1.0. La mayora del gas natural tiene una densidad de 0.6 a 0.65. estosignifica que pesa slo el 60-65% del peso del aire.

Todos los hidrocarburos gaseosos, excepto el metano, son mas pesados que elaire. Sus densidades relativas son mayores de 1.0. la densidad relativa del gasdebe ser conocida primero para calcular el volumen de gas medido con unmedidor de orificio o medidor tipo turbina. Si la densidad relativa del vapor esmayor de 1.0, el vapor es mas pesado que el aire, por lo tanto permanecer en lasuperficie. La densidad relativa es medida con un densitmetro.

Densidades relativas de gases y vapores:

Metano Etano Propano I-Butano N-Butano I-Pentano N.Hexano N-Heptano

0.55 1.04 1.52 2.01 2.49 2.49 2.98 3.46


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HUMEDAD.

Es la cantidad de agua en fase vapor presente en el aire de la atmsfera oen otros gases de la industria.

La humedad absoluta es el contenido de agua en fase vapor en el aire,medido como el peso del agua por libra en aire seco. Se expresa tambinen partes por milln (ppm).

La cantidad de agua que el gas contiene depende de su presin ytemperatura. El agua se remueve del gas para prevenir la condensacin entuberas y evitar altos consumos de combustible en los equipos.

La forma de expresar la humedad es mediante el punto de roco y dependede la presin del gas.


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ESTABILIZACIN DEL PETRLEO CRUDOLa estabilizacin es el proceso que consiste en remover loscomponentes ligeros del aceite crudo condensados, con el objeto deque los hidrocarburos ligeros no sufran prdidas sustanciales porvaporizacin durante su almacenamiento al ser manejados a

condiciones superficiales. Esto se logra ajustando su Presin de Vapor,de tal forma que sea menor que la presin atmosfrica a la temperaturamxima esperada.

El grado de estabilizacin de un lquido se acostumbre expresarmediante su Presin de Vapor Reid (PVR), la cual no corresponde a la

Presin de Vapor Verdadera (PVV), que es la que ejerce un lquido sobresu vapor en condiciones de equilibrio, a una temperatura dada.

La PVR se obtiene mediante un procedimiento estndar, utilizando unabotella metlica especial, determinndose bajo condiciones controladasa 100 oF.


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El primer objetivo del tratamiento de estabilizacin del aceite es laseparacin de los componentes voltiles contenidos en el efluente paraproducir aceite adecuado para el almacenamiento y el transporte.

Las obligaciones relacionadas con este tratamiento son de dos tipos:

Cant idad: Se trata de recuperar la cantidad si de aceite de reserva apartir del efluente producido por el yacimiento.

Calidad: El crudo debe cumplir con las especificaciones habituales

admitidas por los transportadores y refinadores principalmente a laseguridad.

En la practica trata el productor optimizar la cantidad y el grado API delaceite, respetando presin de vapor limite y un contenido mximoadmisible de H2S.

OBJETIVOS DE LA ESTABILIZACION


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OPTIMIZAR LA RECUPERACION

Caso 1.- Solo se valoriza el crudo.Caso 2.- Se valorizan todos los productos.

Se puede tratar el caso No . 1, con una gama de mtodos del mssencillo: separacin multietapa simple, al sofisticado por destilacin

derivando la recuperacin de la separacin gas-aceite.

El caso No. 2, requiere medios adicionales de compresin,fraccionamiento, purificacin que necesitan procesos clsicos deplantas de gas y ofrece as automticamente la posibilidad de optimizarla recuperacin del crudo mediante la reinyeccion de fracciones ligeras(GPL, C5+) en el crudo.

Sin embargo, la existencia de mercados para las fracciones ligeras: GPL,C2, C1no es una condicin necesaria para una recuperacin elevada decrudo de reserva, siendo posible una recuperacin equivalente mediantelos mtodos mas selectivos utilizables dentro del

caso No . 1.


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RECUPERACIN Y CALIDAD

Valorando solo el crudo obtenido con mtodos que van desde una simplemultietapas de separacin (MSS) hasta el mas sofisticado proceso dedestilacin. La recuperacin depender de la selectividad de laseparacin gas/aceite.

Valorando todos los productos obtenidos, se requiere de unprocesamiento adicional, tal como: compresin de gas, fraccionamiento ypurificacin, estos procesos convencionales utilizados en Plantas de Gas,ofrecen la oportunidad para maximizar la recuperacin del crudo

mediante la reinyeccin de fracciones ligeras al mismo.La recuperacin equivalente es posible utilizando mtodos msselectivos para cada crudo especfico.


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CONTROL DE LA CALIDAD

Se resumen a continuacin los criterios de calidad relacionados con eltratamiento de estabilizacin.

GRAVEDAD API

En el mercado se prefieren los crudos ligeros, por consiguiente se tratarde alcanzar un grado API tan alto como sea posible, lo que es primordialde la investigacin para la recuperacin mxima del crudo cuyo objetivo

es dejar en el aceite la mayor cantidad de componentes ligeros.Para una mxima recuperacin de crudo, con un contenido mximo decomponentes ligeros que permanecen en el aceite, hay que tenerpresente que un grado ms alto de API, significa una ganancia de $ 0.03usd/bbl mas.


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La presin de vapor el crudo es una caracterstica importante relacionadacon la estabilidad del aceite durante el almacenamiento y el transporte.Una presin de vapor demasiado elevada acarreara perdidas posterioresde componentes voltiles durante el almacenamiento, la PV es una

limitacin en la busqueda de calidad y la recuperacin del crudo.

Por otra parte, una PV demasiado elevada originar problemas deseguridad debido a que los gases liberados por un crudo mal estabilizadoson ms pesados que el aire y se dispersan fcilmente originando riesgosde explosin.

La especificacin de PV del crudo se determinara en funcin de latemperatura del lugar de produccin y del lugar de entrega del rumbo delbuque tanque, en Mxico se requiere estabilizar el crudo a 6.0 psi.

PRESION DE VAPOR


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Cont. PRESION DE VAPOR

La PV se obtiene por medio de la lectura de un manmetro colocado enun separador conteniendo hidrocarburos gaseosos y lquidos. Estalectura del manmetro, es la presin de vapor de los hidrocarburoslquidos contenidos en el recipiente, cuando el gas est en equilibriocon el lquido.

La PV se debe al movimiento de las molculas. Se puede considerar elmovimiento molecular como un martilleo de cada molcula del gas,golpeando sobre las paredes del separador. El metano tiene una PVms alta que cualquier hidrocarburo. Las molculas golpean conmayor rapidez que otros hidrocarburos, por esto ejerce una mayor

presin dentro de un separador. El movimiento molecular de loshidrocarburos con ocho o ms tomos de carbono es muy lento, por loque ejerce presiones muy pequeas dentro de un separador.

La PV de una mezcla de hidrocarburos, es igual a la suma de losproductos de la PV por la fraccin molar del componente en la mezcla


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CONTENIDO DE H2S

Debido a que en la corriente de crudo a estabilizar existe H2S se requierenrestricciones adicionales en el proceso de estabilizacin.

La seguridad del personal y la corrosin provocada por el mismo requiere

que los niveles de H2S sean llevados a niveles de seguridad.

Las especificaciones generalmente se encuentran en un rango de 60 a 80ppm de H2S mximo en el crudo, sin embargo, en algunos casos suelenser tan bajos como 10 ppm. As entonces, conocer el nivel de H2Srequerido en el producto resulta bastante importante para la seleccin del

mtodo de estabilizacin aplicable a un sistema.

Adems puede limitar la recuperacin del crudo cuando la conformidadcon la especificacin de H2S requiere que se prosiga la estabilizacin msque necesaria para cumplir con la especificacin de PV.


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PRINCIPIOS BASICOS DE ESTABILIZACION

El aceite que se produce en yacimientos petroliferos es una mezcla dehidrocarburos formado por las siguientes fracciones:

Fracciones ligeras: metano, etano, propano, butano

Fracciones ms pesadas que las anteriores: pentano, hexano y mspesados.

Es necesario separar del crudo, la mayor parte de las fracciones ligeras,antes de enviarse a tanques de almacenamiento atmosfrico; de otraforma, parte de estas vaporizarn en el tanque, lo que significa prdidas

del producto y daos al ambiente.

El proceso de remocin de hidrocarburos con alta presin de vapor(componentes ligeros) de la corriente de crudo se conoce comoestabilizacin.


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La mayor parte de los componentes ligeros, debe ser removida del aceitecrudo condensados antes de descargarlos en el tanque dealmacenamiento, el cual se encuentra a condiciones atmosfricas, de locontrario parte de ellos se vaporizarn en el tanque, dando comoresultados una prdida de productos lquidos creando as un medio

ambiente de peligro y contaminacin.

La cantidad de componentes ligeros en el aceite crudo condensados,depende de la presin de vapor en la cabeza del pozo y de la relacin gas-aceite con la que fluyen los pozos,

El aceite de pozos de alta presin con una RGA elevada, tiene una granconcentracin de componentes ligeros, por otro lado el aceite de pozos debaja presin y con una RGA baja tiene una cantidad menor decomponentes ligeros.

Los condensados de los pozos de gas tienen una concentracin alta decomponentes ligeros.


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Para estabilizar el lquido por debajo de 14.7 psia. Los componentes conalta presin de vapor (PV) (metano, etano propano) deben ser removidostal que la Presin de Vapor Verdadera (PVV) del lquido remanente seamenor a 14.7 psia.

Se considera un producto estable, aquel que no vaporiza a presinatmosfrica de almacenamiento y temperatura ambiente.

La presin de vapor del crudo y el contenido de cido sulfhdrico son losdos parmetros mas importantes que estn relacionados con laestabilidad del crudo.

Hay que tener presente que un grado mas alto de API significa unaganancia de $0.03 usd/bl o mas.


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La PV del crudo es importante para la estabilizacin durante elalmacenamiento y transporte. Valores altos de PV se traducen en unaperdida de componentes voltiles en los tanques de almacenamiento o enbuque-tanques.

Una alta PVR llega a ser un problema de seguridad, los gases generadosde un crudo inestable son mas pesados que el aire tienen dificultad paradispersarse, esto incrementa el riesgo de una explosin, para prevenir queesto ocurra durante el almacenamiento del aceite, la especificacin de laPVR usualmente era de 10 a 12 psi pero por especificacin actualmente seexige una PVR de 6.0 psi.

La especificacin se selecciona de acuerdo a la temperatura ambiente dellugar de embarque y el destino, as como de la ruta del buque-tanque.


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El acido sulfhidrico (H2S) en la corriente del crudo es una limitante adicionalal proceso de estabilizacion. La espeificacion exige que se tenga comomximo 60 ppm, pero tambien puede reducirse hasta valores de 10 ppm.

El nivel de H2S es significativo porque impone diferentes mtodos de

estabilizacin, dependiendo del nivel de H2

S en la corriente del crudo y dela especificacin del crudo estabilizado. El H2S puede limitar el volumen dela recuperacin del crudo, por ejemplo: se requiere un agotamiento massevero para alcanzar la especificacin del H2S en lugar de un agotamientosomero necesario para encontrar la presiona de vapor (PVR) especificada.

La deshidratacin y el desalado del crudo normalmente no influye en elproceso de estabilizacin; pero si la instalacin requiere una columna deestabilizacin, es necesario deshidratar el crudo aguas arriba de estacolumna a fin de evitar problemas causados por la depositacin de sales enlos calentadores y consumos excesivos de energa.


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La estabilizacin del aceite o condensados es un proceso demucha importancia, ya que mediante su aplicacin se evitangrandes prdidas econmicas por la vaporizacin de los

componentes ligeros de los hidrocarburos lquidos.

La presin de vapor de los hidrocarburos lquidos, es lapropiedad ms importante relacionada con la estabilizacin y sedebe al movimiento molecular, con esta propiedad se puedeestablecer si hidrocarburos ligeros del aceite se vaporizarn enun tanque a condiciones atmosfricas.

El parmetro que se utiliza para determinar el grado deestabilizacin es la Presin de Vapor Reid (PVR).


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CONTROL DETEMPERATURA

DE BAOMARIA

INDICADOR DEPRESION VAPOR REID

CONEXIONES CAMARA DE LIQUIDO

BAO MARIA A 100 F

PVRPSIA

100 F

PRESIN DE VAPOR REID (PVR).

Una manera de evaluar el grado de estabilizacin del petrleo crudo, es la Presin de Vapor Reid(PVR). La PVR de un crudo es un indicador de la tendencia del crudo para desprenderse dehidrocarburos gaseosos, la cantidad de componentes ligeros en el crudo depende de la presinde cabezal del pozo y de la relacin gas-aceite de la corriente del mismo. Las unidades paraindicar la PVR son psi.

La prueba de la PVR de una aproximacin de la presin de vapor de un lquido del petrleo auna temperatura de 38

C (100

F).

CAMARADE

VAPOR

CAMARADE

LQUIDO


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Cuando se desarrollo la PVR, se intento contar con un procedimientorpido y aproximado para medir la PVV. Sin embargo el procedimientopara correr una prueba de PVR implica que en dos ocasiones el lquido seexponga al medio ambiente:

1.- Cuando la muestra es recolectada en un recipiente.

2.- Cuando es transferida de ste al aparato de prueba.

Durante esas exposiciones, parte de los hidrocarburos ligeros en el aceite

se vaporizan y la lectura de PV resulta menor.


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Presin de Vapor Verdadera (PVV)

Es la presin a la cual la fase vapor de una sustancia se encuentra enequilibrio con la fase lquida de la misma a una temperatura dada.

Refrindose a una sustancia en fase lquida, la presin de vapor es aquella

a la que se inicia su vaporizacin a una temperatura fija. Representa unamedida de la fuerza con la que un liquido voltil (como el petrleo), tiende avaporizar estas molculas del liquido.

La presin de vapor real es una propiedad termodinmica como ladensidad, viscosidad, etc. que, como muchas propiedades

termodinmicas, cambia con la temperatura.

Para la medicin de la presin de vapor de una sustancia pura, los valoresdeterminados son iguales a los reales ya que para esta sustancia, no existeun cambio de composicin por prdidas de vapores.


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Presin de Vapor Verdadera (PVV)

La presin de vapor se obtiene por medio de la lectura en un manmetrocolocado en un separador conteniendo hidrocarburos gaseosos ylquidos.

Esta lectura del manmetro, es la presin de vapor de los hidrocarburoslquidos contenidos en el recipiente cuando el gas sta en equilibrio conel lquido.

Yi= Fraccin mol de componente i

en la fase vaporXi= Fraccin mol de componente ien la fase liquidaKi= Constante de equilibrioKi= yi/xi


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Curvas dePresin deVapor de HcsPuros

La PV se debe almovimiento de lasmolculas . Se puedeconsiderar el movimiento

molecular como elmartilleo de cada molculadel gas, golpeando sobrelas paredes. El metano tieneuna presin de vapor msalta que cualquierhidrocarburo.

Las molculas golpean conmayor rapidez que otros

hidrocarburos, por estoejercen una mayor presindentro de un separador. Elmovimiento molecular delos hidrocarburos con ochoo ms atomos de carbonoes muy lento, por lo queejercen presiones muypequeas en el separador


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La PV de una mezcla de hidrocarburos, es igual a la suma de los productos dela presin de vapor por la fraccin molar del componente en la mezcla. Acontinuacin se presenta un ejemplo del clculo de la PV A 100 oF.

Ejemplo:

Calcule la PV de una mezcla de hidrocarburos (utilice grafico)

% molar en la PV del componente puro PV que cada componente

mezcla a 100 oF (psia) ejerce en la mezcla (psia)Metano 4.0 5000 200

Etano 2.0 800 16

Propano 3.0 188 5.64

Butanos 3.0 60 1.8

Pentanos 6.0 18 1.08

Hexano 7.0 5 0.35

Heptano 9.0 1.6 0.144

Octano 10.0 0.53 0.053

Nonano y + pesados 56.0 0.09 0.05

Total 100 225.12

14.7 psi

210.42 psi

Componente

Presin Atmosfrica

Presin Manomtrica

PV = PV de la mezclaP atm. = 225.12 psia14.7 psi = 210.42 psi


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La presin manomtrica que se tiene en el separador a cualquier otratemperatura puede determinarse como sigue:

1.- Sobre la grafica de PV, se localiza el punto de la presin de vaporabsoluta a la temperatura considerada (para el ejemplo anterior 225.12psia a 100 oF).

2. Se traza en la grfica una lnea a partir de este punto, que sea paralelaa la lnea ms cercana de la presin de vapor de un hidrocarburo puro.

3.- Sobre la lnea paralela al componente puro se lee la presin de vapora cualquier otra temperatura que se requiera. Esta es la presin absoluta

en el separador.

4.- Se resta la presin atmosfrica a la lectura de la grfica obtenida enel inciso anterior. Este valor es la presin manomtrica a la temperaturarequerida.


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El aceite crudo es almacenado en tanques atmosfricos antes de enviarse a larefinera, donde tambin es descargado en el mismo tipo de taques antes de serprocesado. Si el aceite contiene cantidades significativas de componentes voltiles,parte de ellos pueden vaporizarse en los tanques de almacenamiento dando comoresultado una prdida de productos y un peligro latente debido a que se crea una

atmsfera explosiva por la liberacin de gas de los tanques.

La PV del aceite crudo, es una forma de establecer si algunos hidrocarburos ligerosdel aceite se vaporizarn en un tanque a condiciones atmosfricas.

Se sabe que el agua no hierve a presin atmosfrica y temperatura ambiente; sinembargo, cuando es calentada a 212 oF se presenta ste fenmeno. Esto se debe a

que la PV del agua a 212 oF es la presin atmosfrica. Cualquier lquido en unrecipiente abierto, hierve cuando es calentado a un nivel tal que su PV es la Patm.Inversamente, un lquido no hierve mientras que su PV es menor que dicha presin.De este modo si la PV del aceite crudo en un tanque de almacenamiento es menorque la Patm. no se presenta la evaporacin.

EVAPORACIN EN TANQUES DE ALMACENAMIENTO


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El crudo es almacenado frecuentemente en tanques expuestos al calor del sol. LaPV del aceite a la entrada del tanque puede ser menor que la atmosfrica, de estamanera inicialmente no ocurre la evaporacin; pero como el tanque absorbe elcalor del medio ambiente, la PV del aceite se incrementa y puede llegar a ser mayorque la atmosfrica, comenzando la evaporacin.

Antes de que la mezcla de hcs sea conducida al tanque, su PV debe reducirse pordebajo de la Patm. de sta manera no ocurrir la evaporacin.

Haciendo referencia al clculo de la PV del ejemplo anterior, si el metano y el etanoson removidos del aceite, la PV de la mezcla remanente ser de 9.7 psia a unatemperatura de 100 oF, la cual es apropiada para el almacenamiento en un tanque

atmosfrico.

Por ejemplo 0.1 % molar de metano en el aceite crudo, contribuye conaproximadamente 5 psi de PV de la mezcla.



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Si se almacena un crudo o gasolina en un tanqueabierto a la atmsfera, y el tanque se calienta porel sol hasta que su presin de vapor alcance lapresin atmosfrica, el lquido empezar aevaporarse.

En general, un producto almacenado en untanque atmosfrico no puede tener una PV mayorque la presin atmosfrica

Un producto almacenado en un tanqueatmosfrico no evaporar si su PV es menor a lapresin atmosfrica



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RELACIN DE LA PVV Y LA PVR DE ACEITES CRUDOS

14

10

12

8

6


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Ejemplo:

Mediante la figura anterior, calcular la mxima temperatura a la que puedealmacenarse un aceite crudo con una PVR de 14 psi. La Patm. es de 14.7psia., si la temperatura del aceite es 100 oF.

Las graficas de PV pueden emplearse para determinar la PVV del aceite adiferentes temperaturas, as como para estimar las presiones de operacinde un separador y la PVR de un aceite crudo producido a alta temperatura.

Las curvas son valores promedio para muchos aceites crudos. Sinembargo la diferencia entre la PVR y la PVV puede variar de un 25% hastaun 50 %.


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Solucin.

PVR = 14 psiT aceite = 100 oF

Con estos valores de la figura se tiene:

PVV = 21.5 psia.Puesto que la PVV a 100 oF es mayor que la P atm., el aceite crudovaporizar si se almacena en un tanque atmosfrico a estatemperatura.

Para determinar la mxima temperatura a la cual el aceite puede seralmacenado en un tanque sin vaporizacin, se procede como sigue:

P atm. = 14.7 psiPVR del aceite crudo = 14 psiDe la figura se obtiene que la temperatura a la que la PVV es igual a

la Patm. es 73 oF


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Las graficas de PV pueden emplearse para determinar la PV del aceitecrudo a diferentes temperaturas, la temperatura a la cual se vaporizar elaceite en el tanque de almacenamiento, las presiones de operacin deun separador, y la PVR de un aceite crudo producido a alta temperatura.

Las curvas de PVV son valores promedio para muchos aceites crudos.Sin embargo, la diferencia entre la PVR y la PVV, puede variar hasta un50 % para ciertos crudos. La PVV del aceite de pozos con una alta RGA,puede ser mayor que la mostrada en la grafica.

La PVV de una mezcla almacenada en un tanque atmosfrico, no puedeser mayor que la presin atmosfrica a su temperatura en el tanque.

Las curvas de PV se utilizan solo para aceites crudo, no son aplicablepara gasolinas, condensados de un estabilizador, cualquier otroderivado del petrleo que sale de una torre fraccionadora.

GRAFICA DE PV


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Ejemplo:

Calcular (1) la Pop del separador de produccin, considerando que setiene una PVR de 12 psi en el TA y la Top del separador es de 120 oF, (2) aque temperatura comenzar la vaporizacin del aceite en el TA y (3) cualser la PVR mxima del aceite en el TA sin que haya vaporizacin

considerando una Tamb. mxima de 110 oF.

GAS

PVR = 12 1b/pg

120 F

TANQUE DE ALMACENAMIENTOSEPARADOR

8.7 psi


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Solucin.

(1): P op del separadorPVR del aceite = 12 psiT op. del separador = 120 oFPVV de aceite a la T op = 23.4 psia (de grafica)P man. del separador = PVVPatm = 23.4 psia14.7 psi = 8.7 psi

(2): Temp. que comenzar la vaporizacin del aceite en el TAPVR del aceite: 12 psiP atm. = 14.7 psiT a la cual la PVV es igual a la Patm. = 87.4 oF (de grafica)

(3): T mxima del aceite crudo en el TA sin que haya vaporizacinT mx. de almacenamiento = 110 oFPVV mxima del aceite crudo a la temperatura de almacenamiento(Patm) = 14.7 psiMxima PVR del aceite crudo a la temperatura de almacenamiento paraevitar la vaporizacin = 9.2 psi (de grafica)


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PROCESOS DE ESTABILIZACION DE PETROLEO CRUDO

Separacin Simple en Multietapas (MSS).

Separacin multietapas con vaco.

Separacin multietapas con tren de calentamiento.

Separacin Simple en Multietapas (MSS) con recuperacin de gas natural lquido (NGRL).

Agotamiento (Striping) en fro.

Agotamiento (Striping) en caliente.

Rectificacin en dos etapas.

Columna de estabilizacin con reflujo.

Columna de estabilizacin sin reflujo.

Combinacin proceso BOOTFraccionamiento

Proceso Gas - Boots


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Separacin Simple en Multietapas (MSS)

Cuando el H2S de los fluidos del yacimiento es menor a 700 ppm. La temperatura en la etapafinal de la estabilizacin depender de la PVR requerida, pero si hay mas de 700 ppm de H2S,la temperatura estar determinada por la especificacin para el H2S y la PVR llegara a ser

menor de 10 psia.

RESUMEN ANLISIS DE PROCESOS DE ESTABILIZACIN

El rendimiento de la recuperacin con mutietapas de separacin (MSS) es pobre, hay unaperdida significativa de componentes pesados en los vapores de la ultima etapa, la capacidadpara eliminar H2S esta limitada. Si el contenido de H2S de la corriente de produccin es mayorde 1000 ppm, la temperatura en la ltima etapa tender a ser excesiva y la evaporacin sermuy elevada, por lo que no es muy recomendable este mtodo.

Gas Baja PresinControl de

Temperatura

Calentador oEnfriador

EnfriadorEventual

MezclaGas Aceite

Gas Alta Presin Gas Presin Intermedia

Crudo Estabilizado aAlmacenamiento


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Caractersticas de la Alimentacin

Capacidad deremocin de H2S

Limitada. Si el contenido de H2S en la alimentacin esdel orden de 1,000 ppm, se requiere una temperaturamuy alta en la ltima etapa de separacin para cumplircon niveles bajos en el producto.

Temperatura La temperatura de la ltima etapa de separacincontrola el H2S en el aceite tratado, y por consecuencia,determina la recuperacin.

Sistemas Separacin.Calentamiento enfriamiento (segn requerimientos).

Caractersticas del Producto

Recuperacin delquido

Su recuperacin es baja con respecto a la mayora delos otros procesos, sobre todo si la temperaturarequerida en la ltima etapa es elevada para cumplir conla presin de vapor y contenido de H2S.


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Ventajas:

Simplicidad de operacin

Es factible manejar variaciones de la relacin gasaceite (RGA) Adaptable a diversas condiciones ambientales Bajo costo de inversin y de consumo de servicios

Desventajas:

No es adecuado para obtener un producto con bajos contenidosde H2S ya que para esto se requiere de altas temperaturas en laltima etapa de separacin.

Baja recuperacin de crudo con respecto a otros mtodos.



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Separacin Multietapas con Vaco

Sistemade

Vacio

MezclaGas Aceite

Gas Alta Presin Gas MediaPresin

CrudoEstabilizado aAlmacenamiento

Gas

Otra forma de llevar cabo la estabilizacin de crudo, es la de someterlo avaco, como ultima etapa de separacin, antes de enviarlo aalmacenamiento.


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Esto es aplicable cuando el crudo proveniente de las etapas de separacinprevias, se encuentra muy cercano a la condicin de estabilizacin ya que deotra manera se requerira equipo de vaco de muy alta capacidad, adems dereducir la recuperacin de crudo.

La etapa de vaco es equivalente a la ltima etapa de separacin conprecalentamiento y la seleccin entre una y otra, ser funcin de lascaractersticas de la corriente y de los servicios auxiliares disponibles.


El mtodo esta limitado en lo que respecta a una especificacin estricta de H2Sen el crudo estabilizado y a las concentraciones de ste en el crudo a tratar.



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Ventajas

Desventajas

Simplicidad de Operacin.

La corriente de ligeros que se succiona con equipo de vaco debeincorporarse al sistema de compresin del gas que se libera en lasetapas anteriores a las del vaco, por lo que la potencia total requeridase incrementa.

Involucra los problemas operacionales y de mantenimiento inherentea un equipo mecnico de vaco y es susceptible a inestabilidades delproceso.




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Separacin Multietapas con Tren de Calentamiento

MezclaGas Aceite

CrudoEstabilizado a

Almacenamiento

Gas Natural

Se basa en la combinacin de estepas sucesivas de expansin y calentamiento. Pormedio de calentamiento a ciertos niveles intermedios de presin, se obtiene lacomposicin de lquido de los separadores requerida para obtener el productodentro de las especificaciones que tiene que cumplir.

La estabilizacin de crudo puede llevarse a cabo por medio del control adecuado dela presin y temperatura de cada etapa. Al igual que el mtodo MSS No es usualdisear ms de cuatro etapas.

Calentamiento

Calentamiento



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TemperaturaPresin

Control en el calentador antes de la entrada a cadaetapa. Los ajustes de temperatura y presin para laalimentacin a los separadores subsecuentes sonindispensables para asegurar el control de la

estabilizacin.



Baja hasta un 80 % del ideal. El porcentaje derecuperacin de crudo es menor que en otros procesosdebido a las fracciones de hidrocarburos que se pierdenpor el calentamiento en las etapas.

Sistemas Separacin y calentamiento.

Especificacin de H2S Menor a 60 ppm




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Ventajas

Desventajas

Menor costo inicial y menor complejidad (con respecto a las fraccionadoras)Adaptables a diversas condiciones inciales.

El calentamiento reduce la produccin de crudo estabilizado y la densidadAPI e incrementa la potencia requerida para la compresin del gas.Alto consumo de Servicios Auxiliares.Se requiere de equipo de calentamiento interetapas, as como deenfriamiento al final de la operacin de estabilizacin.




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Separacin Simple en Multietapas con Recuperacin de NGL

ste sistema es una mejora considerable sobre el mtodo simple de MSS ya que los condensados del gas

asociado son recuperados y reinyectados al crudo.El condensado asociado que se recupera del gas natural atravs de su compresin y enfriamiento se reinyecta al crudo, previa estabilizacin. El mtodo se disea pararemover la mayor parte del etano en las etapas de separacin para obtener un crudo de baja presin de vapor enla ltima de estas. La PVR se ajusta al valor especificado, por medio de una inyeccin controlada de los lquidos(C3, C4 y C5), que provienen de la fraccionadora.

El gas en la ultima etapa de separacin se comprime y se enfra, los condensados pesados resultantes sefraccionan en una columna de destilacin. Los fondos de la torre se ajustan para que despus de mezclarlos conel aceite proveniente de la ltima etapa de separacin , se obtenga un crudo producto con la PVR especificada. El

gas de la primera y segunda etapa de separacin contienen menores volmenes de fracciones pesadas yusualmente no son procesados para propsitos de estabilizacin.

CalentadorCorrientede Pozo


Gas de AltaPresin

Separadorde AltaPresin

Separadorde PresinIntermedia

Separador de BajaPresin


GasCombustible

GasLP

Rehervidor

Fraccionador deGas Natural

Lquido



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El fraccionador de condensados de ste mtodo es importante, ya que permitir la selectividad de loscomponentes. La recuperacin de condensados sin estabilizar por recirculacin es menor que la que se puedealcanzar con el empleo de la torre para procesarlos y adicionarlos al crudo.

La presin del gas despus de su compresin y la temperatura de post-enfriamiento, determinan las prdidas defracciones pesadas en el gas.

El proceso tiene una buena recuperacin de lquido, pero la capacidad para remover econmicamente el H2S estalimitada si la alimentacin contiene mas de 2000 PPM de H2S, la temperatura en la ultima etapa tendr que ser

demasiado alta, tiene la ventaja de lograr la especificaciones cuando se trata una alimentacin baja en H2S.

CalentadorCorrientede Pozo


Gas de AltaPresin

Separadorde AltaPresin

Separadorde PresinIntermedia

Separador de BajaPresin


GasCombustible

GasLP

Rehervidor

Fraccionador deGas Natural

Lquido



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Caractersticas de la AlimentacinCapacidad deremocin de H2S

Su conveniencia econmica es limitada en cuanto a remocin deH2S. Si la alimentacin contiene ms de 2000 ppm de H2S, latemperatura de la ltima etapa tiene que ser muy alta paracumplir con las especificaciones en el producto.

Para una presin de vapor dada para el crudo, la recuperacin seincrementa, elevando la temperatura de la ltima etapa de

separacin y disminuyendo correlativamente la temperatura delacumulador de reflujo. De otra manera la recuperacindisminuye.

Temperatura La presin y temperatura de la torre son funcin de lacomposicin de entrada a la torre y de los productos.

Sistemas Separacin, calentamiento, enfriamiento, compresin,

fraccionamiento con condensador y rehervidor.



Mejora la recuperacin de producto con respecto a laestabilizacin multietapas simple. La recuperacin del producto ysu contenido de H2S son funcin de la temperatura en la ltimaetapa de separacin.



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Ventajas

Desventajas

Cumple con requerimientos de proceso cuando se tienen bajos contenidos deH2S en la corriente de alimentacin al sistema.

Puede operarse an cuando el sistema de recuperacin de condensados noest trabajando.

Ofrece la posibilidad de producir LPG.Favorece la recuperacin de crudo y asegura su calidad por la reinyeccin de

fracciones ms ligeras obtenidas en forma selectiva.

No es tan simple como el proceso de Multietapas sin recuperacin decondensados ya que requiere de otros sistemas ms complejos.

Altos costos de inversin y de consumo de servicios con relacin a la MSS.Aplicacin limitada para obtener productos con especificacin estricta en

contenido de H2S.



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ESTABILIZACINPOR MEDIODEFRACCIONAMIENTO

Este proceso utiliza una columna de destilacin (estabilizador)aplicando calor necesario para separar los componentes ligeros delcrudo. Este proceso supera a los procesos de separacinmultietapas. Maximiza la recuperacin y la calidad del liquido. Lastorres estabilizadoras tienen tpicamente 30 platos por abajo de laalimentacin . La carga trmica requerida por el sistema puedeproporcionarse por el rehervidor de fondos y su calentador de lacorriente de un plato intermedio.



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Agotamiento (Striping) en Fro

ste mtodo implica una columna con gas de agotamiento para ajustar las especificaciones deH2S, adems del nmero de etapas de separacin requeridas, que pueden reducirse, ya que latorre efecta la funcin de la de baja presin. Se utiliza solamente el gas de la primera etapa parallevar a cabo el agotamiento por que tiene menor contenido de H2S.

La columna indicada llega a requerir de 15 a 20 platos. El contenido de H2S en el gas deagotamiento esta limitado en trminos del contenido requerido de H2S para el procesamiento del

crudo. El flujo de gas de agotamiento ya que fuera del agotamiento ptimo el nivel de H2S delaceite procesado tiende a incrementarse y la recuperacin tiende a disminuir.



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El flujo de gas para el agotamiento es un factor importante ya que mas alldel rango ptimo el nivel de H2S del aceite procesado tiende aincrementarse y la recuperacin tiende a disminuir.

El rendimiento global del agotamiento en fro es pobre, la capacidad paraeliminar H2S es limitada a 2000 ppm o menos para obtener un crudo

estabilizado con 60 ppm. Debido a estas limitaciones el agotamiento en frono es utilizado ampliamente.



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Caractersticas de la alimentacin

El rendimiento es pobre. La recuperacin es aproximadamente la misma que con

separacin multietapas. La capacidad de remocin de H2S limita la alimentacin a 2000

ppm por cada crudo estabilizado con 60 ppm de H2S. Claro si sedispone de un gas dulce de una fuente externa, el limite de 2000ppm puede incrementarse.

La temperatura del crudo a la entrada del agotador deber ser tanbaja como sea posible.


Caractersticas de los productos.

La recuperacin de lquidos es pobre y se reduce de manerasignificativa conforme a la especificacin de H2S es mas rigurosa.

La presin de Vapor Red es independiente de la concentracin de

H2S y se controla por la etapa de separacin posterior al agotador.



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Ventajas

Muy simple.

Bajo consumo de servicios.

Desventajas

No maneja variaciones en la relacin gas/aceite. Limitado por la concentracin de H2S en la alimentacin y por la

especificaciones de H2S en el crudo estabilizado.



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Agotamiento (Striping) en Caliente.

Este mtodo involucra un proceso de agotamiento con una columna con rehervidor,la columna permite obtener la especificacin del H2S y la PV ajustando latemperatura del rehervidor, la temperatura del aceite en la entrada del agotador esaconsejable optimizarla para mejorar la recuperacin.

Este mtodo permite obtener la especificacin del H2S y la PV ajustando latemperatura del rehervidor, la temperatura del aceite en la entrada del agotador es

aconsejable optimizarla para mejorar la recuperacin.



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Agotamiento (Striping) en Caliente.

Este mtodo puede tratar cualquier aceite y obtener cualquier especificacin del H2S.La recuperacin depende de la severidad del agotamiento, bajando la especificacinde H2S de 60 a 10 ppm, se sacrificara aproximadamente 0.5% menos derecuperacin.

La complejidad de este mtodo es una desventaja, la columna con rehervidor es lacausa de esto, ya que la carga no debe contener agua y si el contenido es alto, se

requiere deshidratacin.



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Agotamiento (Striping) en Caliente

El diseo de este proceso involucra varios parmetros:

Nmero de etapas de separacin.

Nmero de platos de agotamiento, usualmente 5 a 6 etapas tericas(cerca de 25 platos reales).

Temperatura de alimentacin al agotador. Una temperatura menorfavorece la recuperacin.

Presin del agotador. Una presin de operacin alta en la torrefavorece el incremento en la recuperacin de lquido, sin embargoestar limitada por la temperatura mxima permisible en el rehervidor.

La presin puede estar en un rango de 15 a 30 psig. La temperatura del rehervidor. La calidad de la alimentacin por el

contenido de sal principalmente puede limitar la temperatura delfondo para evitar problemas de ensuciamiento. Para rangos de 15 a30 psig de presin las temperaturas podran estar en un rango de 250a 270 oC.



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El mtodo puede tratar cualquier aceite y permite alcanzar lasespecificaciones de H2S. La recuperacin depende de la severidaddel agotamiento. Disminuyendo la especificaciones de 60 a 10 ppmdisminuye la recuperacin del producto.

Se deber evitar la entrada de agua al agotador por medio de laprevia deshidratacin del crudo.


Alcanza una buena recuperacin de lquidos (87.5 %). Disminuye silas especificaciones de H2S son mas rigurosas y la concentracin dela alimentacin aumenta. Presenta buena recuperacin para ampliosrangos de especificacin y concentracin de H2S. Es un buenmtodo para alcanzar especificaciones menores de H2S de 10 ppm si

la concentracin de la alimentacin es baja (1000 ppm).



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Ventajas

Puede variar las concentraciones de H2S en la alimentacin.

La presin de vapor del crudo estabilizado puede modificarsesegn los requerimientos, en base al control de temperatura delrehervidor.

Desventajas

No es recomendable en especificaciones rigurosas. El mtodo es complejo. Debe mantenerse lo mas baja posible la temperatura del rehervidor,

para prevenir el ensuciamiento si existe alta concentracin de sales.



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Rectificacin en Dos Etapas

Este mtodo es un mejoramiento del agotamiento en caliente. Los vapores deldomo se comprimen hasta alrededor de 300 psi y se enfran. Los lquidosobtenidos por efecto del enfriamiento son enviados a una segunda columna. Losfondos de esta segunda columna conteniendo los condensados pesados, sonreinyectados. Esto proporciona mayor selectividad de las fracciones en el crudo.



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El mtodo puede procesar cualquier aceite y dar mayor recuperacin inclusive que el

mtodo de agotamiento en caliente. Con este mtodo es posible obtener un crudo conuna especificacin muy baja de H2S (10 ppm) y con la mas alta recuperacin. Lacomplejidad de este mtodo es una desventaja, la carga no debe contener agua y si elcontenido es alto, se requiere deshidratacin.




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Caractersticas de la alimentacin.

Puede procesar cualquier tipo de aceite y da mayor recuperacin que elagotamiento en caliente. No existe limitante para la concentracin de H2S enla alimentacin ya que la recuperacin y PVR del crudo disminuyen solo unpoco cuando la concentracin de H2S se incrementa.



Este mtodo presenta una recuperacin muy alta de liquido (cerca del 88 %),la cual puede disminuir de manera poco significativa si se vuelven masrigurosas las especificaciones de H2S y se incrementa la concentracin de

H2S en la alimentacin.

Con una baja presin en el agotador y una temperatura baja en el calentadorde condensados se tiene una alta recuperacin. Puede llegarse aespecificaciones de hasta 10 ppm de H2S a altas concentraciones del mismoen la alimentacin manteniendo una alta recuperacin del producto.



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Ventajas

Alta recuperacin de lquido. Mtodo muy bueno para manejar variaciones en la relacin gas-aceite. Puede manejar grandes concentraciones de H2S en la alimentacin. Se puede producir LPG.

Podra operar sin el fraccionar como agotador en caliente. Este mtodo tiene flexibilidad.

Desventajas

El mtodo es complejo debido al uso de dos columnas de fraccionamiento

con sus respectivos rehervidores, sistema de reflujo en la columna decondensados, sistema de compresin y enfriamiento del gas.

Alto consumo de servicios auxiliares. No es adecuado para crudos pesados ya que se tendran altas temperaturas

en el rehervidor, lo que hara necesario el desalado de crudo antes de sualimentacin a la torre estabilizadora.




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Columna Estabilizadora con ReflujoEste mtodo usa una columna con reflujo para la estabilizacin. Despus de las etapas de separacin

sucesivas, el lquido de la ltima etapa se alimenta a una columna con reflujo para producir LPG, gasasociado y crudo estabilizado.

La alimentacin se precalienta con los fondos de la torre y entra a la torre por debajo del plato superior,donde la temperatura en el plato es igual a la temperatura de alimentacin. Esto minimiza la cantidad deflasheo. Conforme el lquido desciende a travs de la torre se enriquece en componentes pesados ydisminuyen sus componentes ligeros. El lquido estabilizado se enfra intercambiando calor con lacorriente de alimentacin.

En el domo de la torre cualquier componente intermedio que salga con el gas se condensa, y se refluja ala torre. El proceso se controla por medio de la temperatura del rehervidor, del condensador y la presinde operacin de la torre.



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Columna Estabilizadora con Reflujo

Este mtodo puede procesar crudos con altos contenidos de H2S yobtener cualquier especificacin, incrementa la recuperacin de aceite yproduce gas LP. Se requieren altas temperaturas en el reboiler paraestabilizar el crudo y por lo tanto altos costos por calentamiento.



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Este mtodo puede procesar crudos con alto contenido de H2S yalcanzar todas las especificaciones. Para producir un reflujo

lquido en el domo se requiere alta presin de operacin (si sedispone de enfriamiento ordinario como aire, agua). Esto requierealta temperatura en fondos, especialmente con crudos pesados.Los crudos ligeros se operan a condiciones ms adecuadas.

Caractersticas del producto

Se pueden obtener recuperaciones altas de lquido. Se puedenobtener especificaciones hasta de 10 ppm de contenido de H2S enel crudo estabilizado.



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Ventajas

Alta recuperacin. Flexibilidad. Manejo de crudos con alto contenido de H2S. Se obtiene produccin de LPG.

Se obtienen buenos resultados manejando crudo ligeros. Para crudos pesados requiere un desalado in situ debido a las altastemperaturas que se requieren en el rehervidor.

Un estabilizador con reflujo puede recuperar ms componentesintermedios del gas que un agotador en caliente. Sin embargo requierems equipo.

Desventajas

Este mtodo no es recomendado para crudos pesados. Involucra temperaturas ms altas en el rehervidor que el agotamiento en

caliente.




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Mezcla gas-aceite-agua

Crudo Estabilizadoa Almacenamiento

Agua

Torre estabilizadoracon intercambiador

de calor

Enfriador Compresor

Rehervidor

Gas

Fraccionamiento con Recirculacin Interna de CalorEl proceso consiste en una etapa de separacin (o las que se requieran de acuerdo a las caractersticas y

condiciones de presin y temperatura de la alimentacin a la planta), de donde la fase lquida se enva a una torrede fraccionamiento a una presin menor o igual que la del separador.

La torre de fraccionamiento cuenta con una zona interna de intercambio de calor y un rehervidor. Con esto seobtiene una fraccin gaseosa y una fraccin lquida; sta ltima se hace pasar por la zona interna de intercambiode calor. El gas proveniente de la torre estabilizadora se comprime y se enfra, a fin de recuperar condensados yrecircularlos al primer separador.



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Fraccionamiento con Recirculacin Interna de Calor

El rehervidor de la torre consiste en un tanque que puede utilizar energa elctrica o un fluido

como medio de calentamiento. El intercambiador de calor que se encuentra sobre elrehervidor (lo que corresponde prcticamente a la torre), esta formado por 2 espacios paracirculacin, donde el aceite fluye por efecto de la gravedad, por un lado, eliminando el gascontenido en el mismo; y por el otro lado el liquido calentado en el rehervidor fluye del fondoal domo de la torre por medio de una bomba.

Mezcla gas-aceite-agua

Crudo Estabilizadoa Almacenamiento

Agua

Torre estabilizadoracon intercambiador

de calor

Enfriador Compresor

Rehervidor

Gas



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El proceso corresponde al tratamiento de una corriente de pozocon hidrocarburos ligeros asociados.

La temperatura base de destilacin esta entre 100 y 250 oC, lapresin en la zona de destilacin es entre 23 y 150 psig.

Caractersticas del producto

Recuperacin del lquido: Con este tipo de fraccionamiento seobtiene un alto rendimiento de lquido estabilizado y con uncontenido de H2S dentro de especificacin.

Especificacin de H2S: 60 ppm




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Ventajas

Al utilizar un intercambiador de calor dentro de la torre de destilacin seobtienen ahorros substanciales de energa al recuperar el calor emitido por el

rehervidor, logrando as, que el aceite sea estabilizado y con un contenido deH2S dentro de especificaciones.

Desventajas

Para lograr una buena eficiencia de separacin se debe asegurar una adecuadatransferencia de calor dentro de la torre para obtener un crudo estabilizado ycon un contenido de H2S requerido.




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Gas

Agua

Mezcla Gas - Aceite

TorreEstabilizadora

Gas

CrudoEstabilizado a

Almacenamiento

Rehervidor

Combinacin Proceso Boot - FraccionamientoEl objetivo de este proceso consiste en obtener un crudo estabilizado en el que se puede

recuperar la mxima cantidad de hidrocarburos de C4 a C7, lo que generalmente no se logra enlos procesos convencionales, en los que solo se pretende ajustar la cantidad de C3 paraobtener un crudo con una PVR ptima para su almacenamiento y transporte.

El proceso consiste en al menos una etapa de separacin de la mezcla gas aceite deyacimiento; en esta etapa el equipo lleva montado en la parte superior una mini-columna de almenos dos platos tericos; las fracciones de C4 a C7 del vapor obtenido en esta separacin seabsorben en una corriente de crudo estabilizado que se alimenta en la parte superior de la mini

columna.



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Combinacin Proceso Boot - FraccionamientoLa fraccin lquida se alimenta a una columna de platos con sistema de reflujo. El reflujo

deber estar formado por fracciones de hidrocarburos de C4 y C5. En el fondo de esta segundacolumna se obtiene lquido estabilizado para enviarse a almacenamiento, y una parte de ste serecircula a la mini-columna para su funcin de lquido de absorcin como se describianteriormente.

Paralelamente para crear el flujo de vapor ascendente se reinyecta en el fondo de la columnauna parte del crudo estabilizado que sale del fondo de la columna despus de la vaporizacin.

Gas

Agua

Mezcla Gas - Aceite

TorreEstabilizadora

Gas

CrudoEstabilizado a

Almacenamiento

Rehervidor


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Ventajas

Se recupera la mxima cantidad de hidrocarburos de C4 a C7, lo que

generalmente no se logra en los procesos convencionales.

Desventajas

Requiere de una cantidad considerable de equipo, por lo que su costo se elevacon respecto a otros procesos.

Combinacin Proceso Boot - Fraccionamiento



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Proceso Gas - Boots

Este proceso se utiliza generalmente como etapa final de separacin para minimizar elventeo en tanques de almacenamiento, consta de una columna de platos que opera a unapresin cercana a la presin atmosfrica, la cual remueve el remanente de hidrocarburosligeros que puede vaporizar de la corriente de crudo, minimizando la vaporizacin enalmacenamiento y por lo tanto, las prdidas de hidrocarburos incrementando laseguridad de la operacin.

Este proceso se vuelve mas eficiente mientras la diferencia

entre la presin de la columna y l a presin del tanque dealmacenamiento es menor. Por esta razn este equipoinstala tan cerca de los tanques de almacenamiento comosea posible.

Para asegurar el llenado del tanque de almacenamientoatmosfrico se requiere mantener un nivel suficiente deaceite en la columna. Se pueden manejar diferentes tiposde crudo, sin embargo conforme el crudo se vuelve mspesado se requerir mayor rea para la separacin, lo queimplica un mayor nmero de platos y un mayor dimetrode columna.

Puede operar con presiones ligeramente menores que laAtmosfrica (vaco) para maximizar la recuperacin de

Vapores y minimizar la PVR del aceite en el tanque.



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Ventajas

El equipo requerido es mas sencillo que el requerido en otros procesos(columna de platos, sin rehervidor, sin reflujo).

El costo del equipo puede quedar justificado con tan solo la recuperacinlograda del lquido.

Aplicable a instalaciones aisladas donde no se dispone de serviciosauxiliares o en donde el presupuesto disponible es muy bajo.

Desventajas

No es el proceso indicado para cumplir con las especificaciones de PVR ycontenido de H2S en el crudo producto.

Cuando se opera a vaco el proceso se vuelve muy suceptible a cambios enlas condiciones del proceso y las bombas de vaco fallan con facilidad.

Proceso Gas - Boots



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RESUMEN ANLISIS DE PROCESOS

1. Los mtodos de mas baja selectividad son: el multietapas deseparacin MSS y agotamiento en fri, ambos mtodos estnlimitados a bajos contenidos de H2S en la carga, la obtencin de

aceite estabilizado esta por abajo que los dems mtodos, ademsse tiene un decremento muy fuerte en la recuperacin cuando seincrementa el H2S en la alimentacin.

2.El mtodo de multietapas de separacin con recuperacin de gasnatural liquido (NGLR) ofrece buena recuperacin y menorsensibilidad al H2S cuando la alimentacin esta en el rango de 0 a2000 ppm.


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RECUPERACIN VS CONTENIDO DE H2S



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RECUPERACIN VS ESPECIFICACIN DE H2S



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RECUPERACIN VS ESPECIFICACIN DE H2S



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RESUMEN ANLISIS DE PROCESOS

Para optimizar la estabilizacin del crudo, el diseador debe tomaren cuenta la tecnologa, los costos de inversin y el consumo deservicios, dependiendo del H2S en la corriente de entrada.

El ingreso adicional de un proceso sofisticado en la recuperacinextra de crudo puede ser reducido de 10 a 20% debido a losrequerimientos de gas combustible que demande el proceso para el

calentamiento del crudo.



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COSTO DE INVERSIN VS CONTENIDO DE H2S



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COSTO DEL CONSUMO DE SERVICIOS VS CONTENIDO DE H2S



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COMPARACIN FINANCIERA


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TORRE ESTABILIZADORA

Cuando se manejan hidrocarburos ligeros altamente voltiles y/ocondensados es recomendable emplear una torre de destilacin

torre estabilizadora para maximizar la recuperacin de gasolinas ycomponentes ricos en licuables que normalmente se separan enlos procesos separacin en etapas y que no se recuperan.

La torre estabilizadora es una torre fraccionadora tpica quesegrega los componentes ligeros que fluyen al domo de loscomponentes pesados que fluyen hacia el fondo.



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ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE ESTABILIZACIN CON TORRE

Torre Estabilizadora

Rehervidor

Condensador de Reflujo

Enfriador de Condensado

Precalentador para la Corriente de Alimentacin

Acumulador de Reflujo

Bomba de Reflujo



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El rehervidor proporciona calor para evaporar los componentes ligeroscontenidos en la corriente de alimentacin. Con este equipo se eleva latemperatura y se vaporizan parte de la corriente de los condensadosque se estn alimentando .

El tipo de calentador depende de la cantidad de calor que es transferidoen la unidad. En general se utiliza un calentador del tipo tubo de humo.El tubo de humo esta sumergido totalmente en sal fundida o en un aceiteespecial para calentamiento.

La sal o aceite se caliente a una temperatura de aproximadamente 500 a650 oF por los quemadores dentro del tubo de humo.

Si el flujo de aceite condensado es mayor de 1000 bpd se usafrecuentemente un calentador de fuego directo.

REHERVIDOR



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Enfra la corriente de gas de la parte superior del condensadoraproximadamente a la temperatura ambiente. Parte del gas se condensaal reducirse su temperatura.

El condensador puede ser del tipo ventilador (soloaire) cuando no se

tiene ningn sistema de enfriamiento de tubos y coraza cuando secuenta con agua de enfriamiento.

CONDENSADOR DE REFLUJO

El enfriador de aceite se usa para bajar la temperatura del condensadoestable producido en el fondo de la torre a una temperatura cercana a laambiente. El enfriador es generalmente del mismo tipo que elcondensador de reflujo, osea, del tipo ventilador si no se tiene agua deenfriamiento o del tipo de tubos y coraza si se dispone de sta

ENFRIADOR DE ACEITE



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PRECALENTADOR

El precalentador es un intercambiador de calor en el cual parte de calor deproducto de fondo se trasfiere a al corriente de alimentacin, generalmente es detipo de tubos y coraza a una del tubo en Uhecho de acero al carbn con tubosde acero.

ACUMULADOR DE REFLUJO

El acumulador de reflujo es generalmente un separador vertical, el cual segrega lacorriente que sale del contenedor en el gas y liquido. El liquido se va al fondo yse regresa a la torre para el reflujo. Un controlador de nivel regula el flujo deliquido que deja el acumulador. El gas sale por parte superior del recipiente haciaun sistema para combustible o desecho. El gasto de reflujo se regula con uncontrolador de presin.

El acumulador se fabrica de acero al carbn bajo un cdigo de estrictasespecificaciones. Frecuentemente contiene un extractor de niebla en la partesuperior para remover las partculas finas de liquido en la corriente.

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Estabilización de Aceite