Rafael Eustaquio Rincón y Armando Estudillo Cárcamo
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REDUCCIÓN DE LA VISCOSIDAD DE UN CRUDO PESADO DE 10.7 GRADOS API MEDIANTE EL MEZCLADO CON UN CRUDO DE 19.8 GRADOS API Y OTRO DE 27.5 GRADOS API, A CONCENTRACIONES DE (5, 10, 15 Y 20) % MASA. Rafael Eustaquio Rincón y Armando Estudillo Cárcamo Instituto Mexicano del Petróleo, Dirección de Planeación de la Operación Coordinación de Laboratorios Aguas Abajo Laboratorio de Termodinámica y Síntesis de Productos Químicos. Eje Central Lázaro Cárdenas Norte 152; 07730, México, D.F. [email protected] Monterrey, Nuevo Léon 9 de junio de 2016
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REDUCCIÓN DE LA VISCOSIDAD DE UN CRUDO PESADO DE 10.7 GRADOS API MEDIANTE EL MEZCLADO CON UN CRUDO DE 19.8
GRADOS API Y OTRO DE 27.5 GRADOS API, A CONCENTRACIONES DE (5, 10, 15 Y 20) % MASA.
Rafael Eustaquio Rincón y Armando Estudillo Cárcamo
Instituto Mexicano del Petróleo, Dirección de Planeación de la Operación
Coordinación de Laboratorios Aguas Abajo Laboratorio de Termodinámica y Síntesis de Productos Químicos. Eje Central Lázaro Cárdenas Norte 152; 07730, México, D.F. [email protected]
Monterrey, Nuevo Léon 9 de junio de 2016
En la actualidad el 54 % del crudo extraído por PEMEX
(anuario estadístico de PEMEX, 2013) de la producción
anual es crudo pesado, esto hace que la extracción,
manejo y distribución sea cada vez más difícil es por
ello que se recurre a mezclar el crudo pesado con crudo
ligero o adicionarles productos químicos reductores de
viscosidad, para así facilitar su manejo.
La razón del mezclado obedece a la necesidad de
cumplir tanto internacionalmente, como localmente con
características para venta, distribución o
procesamiento, debe cumplirse con los grados API para
venta o con valores máximos de viscosidad para
bombeo o transporte a través de los ductos, pero el
mezclado puede provocar problemas de inestabilidad,
es decir, la precipitación de los asfaltenos presentes en
los crudos (Chavarría Domínguez et al., 2013; Luo and
Gu, 2007).
INTRODUCCIÓN
INTRODUCCIÓN
Crudo extrapesado Crudo pesado
MÉTODO
T / °C JERINGA 1 JERINGA 2 JERINGA 3 JERINGA 4 PROMEDIO DESV EST % DESV EST
35 19468 19320 18992 20920 19675 854 4.3
40 11163 11005 10867 11994 11257 506 4.5
50 4096 4075 4048 4274 4123 102 2.5
60 1688 1704 1690 1745 1707 27 1.6
70 796 805 800 817 804 9 1.1
80 403 410 411 417 410 5 1.3
90 227 230 229 235 230 3 1.5
100 137 137 138 139 138 1 0.6
PROMEDIO 2.2
Viscosidad / mPa.s
T / °C JERINGA 1 JERINGA 2 JERINGA 3 JERINGA 4 PROMEDIO DESV EST % DESV EST
35 19925 18929 20324 20010 19797 604 3.0
40 11245 10847 11651 11344 11272 332 2.9
50 4054 3998 4201 4126 4095 88 2.2
60 1676 1671 1742 1714 1701 34 2.0
70 776 778 800 795 787 12 1.5
80 395 398 407 404 401 5 1.3
90 223 224 228 227 226 3 1.1
100 132 132 135 136 134 2 1.5
PROMEDIO 2.0
Viscosidad / mPa.s
T / °C JERINGA 1 JERINGA 2 JERINGA 3 JERINGA 4 PROMEDIO DESV EST % DESV EST
35 19925 18929 20324 20010 19797 604 3.0
40 11245 10847 11651 11344 11272 332 2.9
50 4054 3998 4201 4126 4095 88 2.2
60 1676 1671 1742 1714 1701 34 2.0
70 776 778 800 795 787 12 1.5
80 395 398 407 404 401 5 1.3
90 223 224 228 227 226 3 1.1
100 132 132 135 136 134 2 1.5
PROMEDIO 2.0
Viscosidad / mPa.s
T / °C JERINGA 1 JERINGA 2 JERINGA 3 JERINGA 4 PROMEDIO DESV EST % DESV EST
35 19925 18929 20324 20010 19797 604 3.0
40 11245 10847 11651 11344 11272 332 2.9
50 4054 3998 4201 4126 4095 88 2.2
60 1676 1671 1742 1714 1701 34 2.0
70 776 778 800 795 787 12 1.5
80 395 398 407 404 401 5 1.3
90 223 224 228 227 226 3 1.1
100 132 132 135 136 134 2 1.5
PROMEDIO 2.0
Viscosidad / mPa.s
T / °C JERINGA 1 JERINGA 2 JERINGA 3 JERINGA 4 PROMEDIO DESV EST % DESV EST
35 19471 19423 19753 19923 19643 237 1.2
40 11120 11066 11047 11395 11157 161 1.4
50 4042 4024 4025 4089 4045 31 0.8
60 1700 1697 1683 1687 1692 8 0.5
70 802 798 794 798 798 3 0.4
80 411 407 406 408 408 2 0.5
90 233 232 231 231 232 1 0.4
100 138 137 137 137 137 1 0.4
PROMEDIO 0.7
Viscosidad / mPa.s
RESULTADOS
Figura 3. Mezclador sinfín de acero inoxidable para la homogeneización de crudos.
RESULTADOS
% Crudo de 27.8° API
% Disminución Promedio
5 32
10 53
15 73
20 83
% Crudo de 19.8° API
% Disminución Promedio
5 13
10 43
15 62
20 68
45
5045
10045
15045
20045
25045
318.15 328.15 338.15 348.15
VIS
CO
SID
AD
mp
a s
TEMPERATURA (K)
CRUDO 10.7° API CRUDO + 5 % CRUDO 19.8° APICRUDO + 10 % CRUDO 19.8° API CRUDO + 15 % CRUDO 19.8° APICRUDO + 20 % CRUDO 19.8° API
45
5045
10045
15045
20045
25045
318.15 328.15 338.15 348.15
VIS
CO
SID
AD
mp
a s
TEMPERATURA (K)
CRUDO 10.7° API CRUDO + 5% CRUDO 27.5° API
CRUDO + 10 % CRUDO 27.5° API CRUDO + 15 % CRUDO 27.5° API
CRUDO+ 20 % CRUDO 27.5° API
RESULTADOS
930.0
940.0
950.0
960.0
970.0
980.0
990.0
318.15 323.15 328.15 333.15 338.15 343.15 348.15 353.15
De
nsi
dad
kg/
m3
TEMPERATURA (K)
CRUDO 10.7° API CRUDO + 5% CRUDO 27.5° API
CRUDO + 10 % CRUDO 27.5° API CRUDO + 15 % CRUDO 27.5° API
CRUDO+ 20 % CRUDO 27.5° API
940.0
945.0
950.0
955.0
960.0
965.0
970.0
975.0
980.0
985.0
318.15 323.15 328.15 333.15 338.15 343.15 348.15 353.15
De
nsi
dad
kg/
m3
TEMPERATURA (K)
CRUDO 10.7° API CRUDO + 5 % CRUDO 19.8° API
CRUDO + 10 % CRUDO 19.8° API CRUDO + 15 % CRUDO 19.8° API
CRUDO + 20 % CRUDO 19.8° API
% CRUDO CRUDO 27.5° API
0 10.7
5 11
10 11.7
15 12.7
20 13.5
% CRUDO CRUDO 19.8° API
0 10.7
5 10.5
10 11
15 11.5
20 11.8
CORRELACIÓN
Se utilizó la correlación reportada por GLASO para comparar los valores
calculados de la viscosidad de las mezclas del crudo pesado de 11.8° API con
el crudo mediano de 28° API, respecto a los experimentales, además se realizó
un ajuste a esta correlación para que los valores teóricos se acercaran a los
experimentales.
𝜇 = 3.141 ∗ 1010 ∗ (𝑇 − 460)−3.444∗ (log(𝐴𝑃𝐼))𝑎
Donde: 𝑎 = (10.313 ∗ log 𝑇 − 460 ) − 36.447; T en Rankin
CORRELACIÓN
% DE ERROR RELATIVOT / K
CRUDO 5% crudo 27.5° API
10% crudo 27.5° API
15% crudo 27.5° API
20% crudo 27.5 °API
318.15 11 12 10 6 4
323.15 10 11 10 6 3
333.15 8 9 7 6 2
343.15 3 4 1 1 1
353.15 2 1 3 6 3
ESTABILIDAD Y COMPATIBILIDAD
° API 1 2 3 4 5 Resultado
38.3 Asfaltenos
dispersos
17.3 Asfaltenos
dispersos
7.8 Asfaltenosfloculados
Mezcla 1 2 3 4 5 Resultado
Mezcla 1
Asfaltenos
dispersos
Mezcla 2
Asfaltenos
comenzando
a flocular
Mezcla incompatible
Mezcla compatible
ESTABILIDAD Y COMPATIBILIDAD
Balanza Termogravimétrica
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 100 200 300 400 500 600
% P
eso
Temperatura / C
Mezcla21 °API
16 °API
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 100 200 300 400 500 600
Pé
rdid
a d
e m
asa
/ %
Temperatura / °C
38 °API
11°API
Mezcla
ESTABILIDAD Y COMPATIBILIDAD
Determinación de la estabilidad de Crudos y sus mezclas por separación de fases (precipitación de
asfaltenos).
Método ASTM D7061 (técnica de transmitancia o retrodispersión de luz)
Ambos crudos (19.8 °API y 27.5 °API) redujeron la viscosidad del crudo de 10.7 °API.
El crudo de 27.5 °API es el que disminuyó mejor la viscosidad del crudo de 10.7 ° API.
En ambas mezclas disminuye la viscosidad del crudo pesado a medida que se
incrementa la concentración del crudo menos viscoso.
La correlación de la viscosidad fue mejor a alta temperatura.
Se cuenta con una metodología confiable para determinar la concentración óptima para
preparar mezclas que permitan asegurar el flujo de aceite crudo pesado y extrapesado
Agradecimientos: Los autores de este trabajo agradecen al IMP y a la Coordinación de Planeación de la Operación
por el apoyo brindado para la realización de este trabajo. Armando Estudillo agradece a la Dirección de Desarrollo de
Talento por la beca otorgada para la realización de su servicio social.
CONCLUSIONES
