República Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular para la Educación Superior

Universidad del ZuliaNúcleo Costa Oriental del Lago

Facultad de IngenieríaEscuela de Petróleo

MEDIDOR MICROMOTION (PRINCIPIO DE

CORIOLIS) Y TANQUES DE LAVADO

REALIZADO POR:YOLANIS CARRILLO

C.I.: 19.336.010MAICOL PORTILLO

C.I.: 20.584.150JEORYINETH NOGUERA

C.I.: 21.358.016AURELIS ACHACON

C.I.:YAZMIN GONZALEZ

C.I.: 20.084.210HENDRY PORTILLO

C.I.: 20.622.742ISBELIS RALL

C.I.: 19.120.145KARLA ROJASC.I: 20.510.165

Cabimas, 08 de Julio del 2013INDICE DEL CONTENIDO

INTRODUCCION

1. MEDIDOR MICROMOTION (PRINCIPIO DE CORIOLIS) 1.1. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO 1.2. PARTES QUE LO CONFORMAN 1.3. GENERALIDADES 1.4. EJEMPLO PRACTICO DE CÓMO SE ESTIMO EL VOLUMEN A TRAVÉS DE ESTE INSTRUMENTO

2. TANQUES DE LAVADO 2.1. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO 2.2. PARA QUE SE UTILIZA 2.3. PARTES QUE LO CONFORMAN 2.4. GENERALIDADES

INTRODUCCION

Hasta hace poco tiempo, ningún método práctico para medir la masa existía. Tales mediciones son necesarias en infinidad de aplicaciones entre las cuales se encuentran: los balances de masa de productos procesados y obtenidos en la planta, transferencia de custodia.

La medición directa de la masa de flujo evita la necesidad de utilizar cálculos complejos y como estándar fundamental de medición, la masa no deriva sus unidades de otra fuente ni se ve afectada por variaciones de temperatura o presión; tal constancia hace a la masa, la propiedad ideal para medir.

Los tanques de lavado Son aquellos equipos mecánicos (recipientes), sometidos a una presión cercana a la atmosférica que reciben un fluido multifásico y son utilizados en la industria petrolera para completar el proceso de deshidratación de crudo dinámicamente, es decir, en forma continua; para la separación del agua del crudo.

1. MEDIDOR MICROMOTION (PRINCIPIO DE CORIOLIS)

Medidor de caudal de masa directo que trabaja mediante el efecto que tienen las oscilaciones de frecuencia natural de vibración con respecto al caudal de masa que pasa por tramo de tubería que está construido con materiales de buena elasticidad y de una forma geométrica muy particular.

Un objeto que se mueve en un sistema de coordenadas que rota con una velocidad angular, experimentará una fuerza de Coriolis proporcional a la masa, a la velocidad del objeto y a la velocidad angular del sistema. Esta fuerza es perpendicular a la velocidad del objeto y a la velocidad angular del sistema de coordenadas.

En la nueva generación de los medidores de Coriolis, comercialmente disponibles, el fluido a la entrada del medidor se divide entre dos tubos en forma de U, los cuales tienen un diámetro menor que el de la tubería del proceso. El flujo sigue la trayectoria curva de los tubos, y converge a la salida del medidor. Estos tubos se hacen vibrar a su frecuencia natural por medio de un mecanismo magnético. Si en vez de hacerlos rotar continuamente los tubos vibran, la magnitud y dirección de la velocidad angular es alternada. Esto crea una fuerza Coriolis alterna. Si los tubos en forma de U son suficientemente elásticos, las fuerzas de Coriolis inducidas por la masa del fluido producen una pequeña deformación elástica. A partir de ella se mide y calcula el flujo de masa.

Hasta hace poco tiempo, no existía ningún método práctico para medir la masa. Tales mediciones son necesarias en infinidad de aplicaciones entre las cuales se encuentran: los balances de masa de productos procesados y obtenidos en la planta, transferencia de custodia.

La medición directa de la masa de flujo evita la necesidad de utilizar cálculos complejos y como estándar fundamental de medición, la masa no deriva sus unidades de otra fuente ni se ve afectada por variaciones de temperatura o presión; tal constancia hace a la masa, la propiedad ideal para medir. El primer Medidor de Flujo Másico (MFM) fue desarrollado por la compañía Micro Motion y funciona según el principio Coriolis.

El medidor de Coriolis se basa en el teorema de Coriolis, matemático francés (1795- 1843) que observó que un objeto de masa m que se desplaza con una velocidad lineal V a través de una superficie giratoria que gira con velocidad angular constante w, experimenta una velocidad tangencial (velocidad angular x radio de giro) tanto mayor cuanto mayor es su alejamiento del centro. Si el móvil se desplaza del centro hacia la periferia experimentará un aumento gradual de su velocidad tangencial, lo cual indica que se le está aplicando una aceleración, que es precisamente la aceleración de Coriolis. Este fenómeno es el causante de que el remolino que se forma en el fondo de un depósito al vaciarlo, gira a derechas en el hemisferio Norte y a izquierdas en el hemisferio Sur. Asimismo todos los vientos de la circulación general que soplan desde el Norte al Sur en el hemisferio Norte son desviados, debido a la rotación de la Tierra de Oeste a Este, constituyendo los vientos predominantes de oeste. Por otro lado, el célebre péndulo de Foucault demuestra también el fenómeno.

Un medidor tipo Coriolis; la masa no cambia, el medidor es lineal y no tiene que ser ajustado para variaciones en las propiedades del líquido. También elimina la necesidad de compensar por variaciones en la presión y temperatura. Este medidor es útil especialmente para líquidos cuya viscosidad varía con la velocidad. La exactitud típica de estos medidores está entre un +0,20% a +0,40% del valor máximo del flujo de diseño. Generalmente se emplean con fluidos líquidos, aunque también puede utilizarse con gases secos y vapor sobrecalentado.

Los medidores Coriolis Micro Motion proporcionan medición muy precisa de caudal másico, caudal volumétrico y densidad, en un diseño compacto.

• No tienen partes en movimiento, así que los costes de mantenimiento son mínimos.

• No tienen requisitos para el acondicionamiento de caudal o colocación de tubos rectos, así que la instalación se simplifica y es menos costosa.

• Proporcionan herramientas de diagnóstico avanzadas para el medidor y el proceso

ELITE Medidor Coriolis de máximas prestaciones

ELITE HC Medidor de alta capacidad y máximas prestaciones

Serie F Medidor Coriolis compacto drenable de altas prestaciones

Serie H Medidor Coriolis higiénico compacto drenable

Serie T Medidor Coriolis de tubo recto de paso total

S e r i e R Medidor Coriolis de aplicación general solo para caudal

1.1 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Todos los medidores de flujo másico trabajan bajo el mismo principio que consiste en la aplicación de la segunda ley de Newton: “fuerza es igual a Masa por Aceleración“ (F= m.a). Esta ley es utilizada para determinar la cantidad exacta de masa que fluye a través del medidor. Un objeto que se mueve en un sistema de coordenadas que rota con una velocidad angular, experimentará una fuerza de Coriolis proporcional a la masa, a la velocidad del objeto y a la velocidad angular del sistema. Esta fuerza es perpendicular a la velocidad del objeto y a la velocidad angular del sistema de coordenadas. En la nueva generación de los medidores de Coriolis, comercialmente disponibles, el fluido a la entrada del medidor se divide entre dos tubos en forma de U, los cuales tienen un diámetro menor que el de la tubería del proceso. El flujo sigue la trayectoria curva de los tubos, y converge a la salida del medidor. Estos tubos se hacen vibrar a su frecuencia natural por medio de un mecanismo magnético. Si en vez de hacerlos rotar continuamente los tubos vibran, la magnitud y dirección de la velocidad angular es alternada. Esto crea una fuerza Coriolis alterna. Si los tubos en forma de U son suficientemente elásticos, las fuerzas de Coriolis inducidas por la masa del fluido producen una pequeña deformación elástica. A partir de ella se mide y calcula el flujo de masa.

Por ejemplo, cuando el tubo se está moviendo hacia arriba durante la primera mitad de un ciclo, el líquido que fluye en el metro resiste el ser forzado para arriba empujando hacia abajo en el tubo. En el lado opuesto, el líquido que fluye del metro resiste el tener de su movimiento vertical disminuido empujando hacia arriba en el tubo. Esta acción causa el tubo a la torcedura. Cuando el tubo se está moviendo hacia abajo durante la segunda mitad del ciclo de la vibración, tuerce en la dirección opuesta. Esta torcedura da lugar a una diferencia de fase (retraso de tiempo) entre el lado de la entrada y el lado de enchufe y esta diferencia de fase es afectada directamente por la masa que pasa a través del tubo. Finalmente, la vibración es introducida por las bobinas eléctricas y medida comúnmente por los sensores magnéticos.

1.2 PARTES QUE LO CONFORMAN

Representación de la fuerza reactiva. Fuerza Coriolis y velocidad vertical del flujo en el extremo de salida del sensor.

• La Unidad Sensora.• La Unidad Electrónica

La Unidad Sensora: La Unidad Sensora constituye el componente que está en contacto directo con el proceso.

COMPONENTES DE LA UNIDAD SENSORA.

Tubos de flujo: Son tubos en forma de U por donde circula el fluido de proceso, están constituidos básicamente de acero inoxidable 316L libre de obstrucciones y diseñados para vibrar a su frecuencia natural. Este hecho, permite una reducción en la energía requerida por éstos para oscilar. Están soldados a tubos de unión múltiple.

Tubos de Unión Múltiple (Manifolds): Su función es la separar el fluido en dos partes iguales en la entrada del medidor para luego recombinarlo en la salida. Estos tubos están soldados al espaciador, a la placa base, accesorios de fluido y a los tubos de flujo. El fluido fluye a través de los accesorios de fluido, tubos de unión múltiple y tubos de flujo.

Espaciador: Son segmento de tubería de acero inoxidable 304 usados para tres propósitos. Primero, separa los tubos de unión múltiple de modo que se alinean debidamente con los tubos de flujo. Segundo, actúa como un conducto para cables desde adentro del compartimiento del sensor hacia la Unidad Electrónica. Tercero, provee estabilidad dimensional para el sensor y ayuda a neutralizar las tensiones de la tubería que podrían afectar la operación del medidor.

Hay una plaqueta sobre una de las placas del espaciador para permitir un fácil acceso a conexiones de cables.

Placa Base: Consiste en una de las piezas lisas rectangulares de acero inoxidable. La placa está soldada a los tubos de unión múltiple como también a la cubierta.

Barreras Expansoras: Las barreras son piezas rectangulares lisas que abrazan a los tubos de flujo y los posicionan en forma precisa, a fin de mantener las zonas de vibración separadas de las soldaduras de conexión de los tubos de unión múltiple.

Bobina Impulsora: La bobina impulsora es un dispositivo magnético que convierte la señal eléctrica proveniente de la Unidad Electrónica en una fuerza que hace vibrar a los tubos de flujo. Esta bobina lleva anexo un magneto y juntos están fijados al centro de los brazos de soporte.

Brazos de Soporte: Los brazos de soporte, uno abraza a los tubos de flujo, el otro sirve de soporte a la bobina impulsora y a los detectores de posición. Las bobinas y detectores están unidos a uno y las magnetos asociados, al otro.

Detectores de Posición: Son los elementos sensores primarios para determinar el ángulo de torsión del tubo de flujo en función del tiempo. Los detectores, envían esta información a la Unidad Electrónica, donde se procesa y convierte a un voltaje proporcional a la rata de masa de flujo. Están constituidos por una bobina y una magneto asociada a ésta.

Se usan bases de cerámicas para las bobinas, lo que garantiza la estabilidad térmica. Las magnetos están posicionadas de manera que las bobinas se mantengan dentro de un campo magnético, bajo cualquier circunstancia de vibración.

Sensores de Temperatura: Para todos los modelos, una resistencia detectora de temperatura (RTD) está unida a la parte inferior de uno de los tubos de flujo. Este sensor es utilizado con dos objetivos: Primero, a través de la Unidad Electrónica, compensa los efectos de la temperatura sobre el modo de rigidez de los tubos de flujo controlando así, la escala de conversión necesaria de voltaje/frecuencia de la señal de flujo.

A medida que sube la temperatura del fluido, los tubos se tuercen cada vez más para la rata de flujo dada. El segundo objetivo de este sensor, consiste en convertir la señal que éste produce en variaciones de voltaje el cual cambia linealmente con la temperatura. Posteriormente esta señal de voltaje a ser convertida en lectura de temperatura.

Accesorios de Fluidos: Las bridas están fabricadas de acero inoxidable 316 L. Los Cuellos, entre las bridas y los Tubos de Unión Múltiple, son de acero inoxidable 304.

Cubierta o Caja del Sensor: Es de acero inoxidable 304 y está soldada a la placa base, formando esta soldadura, un sello que protege el ensamblaje del tubo contra influencias exteriores. En la parte superior de cada cubierta existe un terminal llamado "Snnuber" que puede ser usado para satisfacer los requerimientos de tierra (GND) de circuitos eléctricos.

1.3 GENERALIDADES

Ya sea para líquido, gases o lodos, la tecnología Coriolis de Micromotion para medidores de caudal proporciona muchas ventajas en comparación con las tecnologías volumétricas tradicionales.

❖ Reduce los gastos de capital al utilizar un dispositivo de medición multivariable que proporciona medición precisa de:

Caudal másico

Caudal volumétrico

Densidad

Temperatura

❖ Mejora el tiempo productivo del proceso y la calidad del producto y reduzca el desperdicio y el re trabajó al utilizar una tecnología de medición muy precisa (+/-0,05%) y repetible

❖ Reduzca el costo de instalación debido a que no se requiere montaje especial, acondicionamiento de caudal ni tramos rectos de tubería y no se necesita ajustar el cero de fábrica.

❖ Reduzca el mantenimiento y los costos debido a que no hay piezas móviles ni desviación de calibración, y se puede limpiar el dispositivo in situ sin desmontarlo.

Sensores de Micromotion: Tubo curvado. Generalidades Los sensores Coriolis de Micromotion están disponibles en una amplia variedad de tamaños, formas y materiales. Un sensor Coriolis de tubos curvados de Micromotion incluye lo siguiente:

Tubos de caudal Bobina drive e imán Bobina pickoff e imán RTD Conexión a proceso Divisor de caudal Procesador central Caja Sensores de Micromotion: Tubo curvado - Tubos de caudal. Generalidades

Los tubos de caudal tipo Coriolis de Micromotion son piezas húmedas y están construidos de acero inoxidable 316L o de aleación de níquel dependiendo de la compatibilidad de materiales del fluido del proceso.

Sensores de Micromotion: Tubo curvado - Bobina drive e imán La bobina drive se utiliza con un imán para producir la oscilación de los tubos de caudal del sensor Coriolis de Micromotion. La bobina se energiza para mantener los tubos vibrando a su frecuencia natural.

Sensores de Micromotion: Tubo curvado - Bobinas pickoff e imanes Las bobinas pickoff y sus imanes son detectores electromagnéticos ubicados en cada lado del tubo de caudal. Al producir una señal que representa la velocidad y la posición en ese punto del tubo vibrante, el caudal másico se determina midiendo la diferencia de fase entre estas señales.

Sensores de Micromotion: Tubo curvado – RTD El detector de temperatura por resistencia (RTD) es un elemento de platino de 100 ohmios que Proporciona una señal de salida de la temperatura de los tubos de caudal.

Sensores de Micromotion: Tubo curvado - Conexión a proceso Las conexiones a proceso a veces se llaman conexión final o accesorio de conexión, o simplemente, conexión. Existen dos conexiones a proceso idénticas que deben acoplarse a una línea de proceso para una instalación exitosa.

Sensores de Micromotion: Tubo curvado - Divisor de caudal Entre la conexión del proceso y los tubos de caudal se encuentra una sección llamada divisor de caudal. El divisor de caudal divide el caudal del proceso uniformemente entre los dos tubos de caudal.

Sensores de Micromotion: Tubo curvado - Procesador central El cableado para la bobina drive, bobinas pickoff y RTD del sensor Coriolis de Micromotion se dirige alprocesador central. El procesador central de Micromotion es un conjunto sofisticado de electrónica que controla el sensor, la medición de la señal primaria y el procesamiento. El procesador central ejecuta todos los cálculos necesarios para obtener los valores de la variable del proceso medido y los comunica al transmisor para que éste los comunique a los operadores y a los sistemas de control.

Sensores de Micromotion: Tubo curvado – Caja Una caja o cubierta de Micromotion protege la electrónica y el cableado contra corrosión externa a la vez que proporciona una contención redundante (o secundaria) del fluido del proceso. Algunas cajas pueden tener conexiones de purga para cumplir con los requerimientos de aplicaciones específicas.

1.4 EJERCICIO PRACTICO

Actualmente PDVSA utiliza el método de inyección de diluente para algunos pozos que se encuentran en el zona de morichal, ya que es considerada como una de las áreas más ricas del mundo en petróleo pesado, entre 9 y 13 grados API (AMERICAN PETROLEUN INSTITUITE) y extra pesados en 8 grados API, debido al grado de su viscosidad es extraído mediante un método tradicional y muy efectivo como lo es la inyección de diluentes. Este proceso es necesario para aumentar la gravedad API de este hidrocarburo y así darle mayor fluidez y facilitar el transporte por medio de tuberías hasta las estaciones de flujo, donde se cumple un proceso de cuatro fases principales que son calentamiento, separación, almacenamiento y bombeo a planta. La inyección de diluente se realiza desde un múltiple, el cual cuenta con un sistema de control para ajustar el flujo de diluente inyectado a cada pozo asociado al múltiple, a través de válvulas de control de actuador neumático y posicionador inteligente, por lo tanto es necesario colocar un sensor coriolis para la realizar la medición de diluente inyectado a cada pozo. La medición con el sensor coriolis en el sistema de inyección de diluente permitirá además de garantizar la dosificación correcta de diluente y evitar el consumo excesivo del mismo en el levantamiento y transporte del crudo extraído, lo cual, ayuda a prevenir los incidentes ocurridos en las tuberías de transportación. En la siguiente figura se muestra el diagrama de proceso para la inyección de diluente a pozos

METODO DE INYECCION FACES PRINCIPALES DEL METODO DE DE DILUENTE INYECCION DE DILUENTE

2. TANQUES DE LAVADO

Son aquellos equipos mecánicos (recipientes), sometidos a una presión cercana a la atmosférica que reciben un fluido multifásico y son utilizados en la industria petrolera para completar el proceso de deshidratación de crudo dinámicamente, es decir, en forma continua; para la separación del agua del crudo. Por lo general, antes de entrar a un tanque de lavado, las emulsiones son sometidas a un proceso de separación gas líquido en separadores convencionales. Durante este proceso se libera la mayor parte del gas en solución. Esto permite que la cantidad de gas que se libera en un tanque de lavado sea relativamente pequeña. El agua contenida en el crudo se puede separar en el tanque de lavado mediante gravedad. Sin embargo, cuando el agua y el crudo forman emulsiones, es necesario comenzar su tratamiento antes de que ingresen al tanque de lavado. Esto se hace generalmente mediante el uso de calor y/o química demulsificante. Uno de los parámetros más importantes en el análisis de un tanque de lavado, es el tiempo de retención. Este se define como el tiempo que debe pasar la emulsión en el tanque, para que el petróleo y el agua se separen adecuadamente. Usualmente se requiere que el petróleo a su salida del tanque de lavado posea un promedio de agua igual o inferior a 1 %. Los tiempos de retención varían entre 4 y 36 horas.

En pruebas pilotos se ha demostrado que la emulsión se canaliza en el tanque si existe una ruta directa entre su entrada y su salida. Cuando esto ocurre, la emulsión no pasa por ciertas regiones del tanque denominadas zonas muertas. En tanques de diámetros apreciables, aún con problemas de canalización, es posible obtener los tiempos de retención requeridos para una deshidratación adecuada. No obstante, para tanques de diámetros menores es necesario construir, en el interior del tanque, sistemas deflectores para solucionar el problema de la canalización. De esta forma se obtienen las mejoras en los tiempos de retención de asentamiento para que el grado de deshidratación sea el requerido.

2.1 Principio De Funcionamiento

La mezcla de petróleo y agua entra por la parte superior, luego se hace circular por medio de canales conformados por bafles, lo que permite que el agua contenida en el petróleo (este fenómeno es conocido como coalescencia) y por diferencia de densidades el agua se deposita en la parte baja del tanque permitiendo que el petróleo alcance el nivel más alto y rebose hasta el tanque de almacenamiento de crudoDe esta manera, el petróleo que sale del tanque de lavado generalmente cumple con las especificaciones exigidas para ser transportado por oleoductos. Sin embargo, este petróleo pasa primeramente a los tanques de almacenamiento antes de entrar a los oleoductos. De esta forma se logra mejorar aún más el proceso de deshidratación, ya que parte de la fracción de agua que todavía permanece en el crudo, se asienta en el fondo del tanque de almacenamiento.

2.2. PARA QUE SE UTILIZA

Los tanques de lavado se han usado desde hace muchos años en la deshidratación de petróleos emulsionados. Su objetivo es proveer el tiempo de residencia necesario para el tratamiento de la emulsión agua en petróleo y demás componentes asociados a la mezcla (lodo o arenas) que vienen con el petróleo desde los pozos. Su funcionamiento se basa en el principio gravedad diferencial.

En Venezuela, la práctica de usos de tanques de lavado ha sido corriente para crudos pesados (18 °API33). Por ejemplo, en algunos campos petroleros ubicados en el oriente del país, se opera con la modalidad de tanques de lavado para crudos entre 15 y 18 °API. Ellos deshidratan a nivel de estación de flujo a temperaturas que varían entre 60 y 82°C (140 y 180 °F) y con un tiempo de residencia en el tanque de lavado entre 10 y 20 horas. El proceso de deshidratación ocurre de la siguiente forma: El líquido entra al tanque por medio de un distribuidor que hace que la emulsión se divida lo más finamente posible, permitiendo la coalescencia de las partículas del agua. La emulsión fluye a través del tanque siguiendo una trayectoria inclinada, ascendente y en zig-zag provocada por el arreglo de baffles o desviadores, los cuales permiten incrementar el tiempo de residencia de la emulsión dentro del tanque. Seguidamente penetra en una zona de emulsión donde el agua libre remanente se asienta. Seguidamente como consecuencia del principio de gravedad diferencial, el petróleo por ser más liviano que el agua pasa a la zona superior, donde finalmente el petróleo libre desde la mayor cantidad de agua (las exigencias de refinación son de un 0.5%) y arenas, sale por la parte superior del tanque hacia los tanques de almacenamiento y el agua pasa a un sistema de tratamiento de efluentes para luego ser reinsertados al medio ambiente.

2.3 PARTES QUE LO CONFORMAN

Con generalidad, un tanque de lavado está constituido de las partes siguientes:

• Cuerpo del tanque• Sistemas deflectores• Línea de alimentación• Tubo conductor o separador• Sistema de descarga de petróleo

CUERPO DEL TANQUE:

Es la parte principal de un tanque de lavado, ya que en su interior se realiza el proceso de deshidratación. Los fluidos se agrupan en tres zonas:

La superior: Formada por petróleo deshidratado.La media: Constituida por emulsiones.La inferior: Que contiene agua de lavado.

Es importante destacar que estas capas no poseen linderos definidos, sino que sus límites se mezclan entre sí. En algunos casos es deseable aislar térmicamente el tanque y la chimenea exterior. Por lo tanto, es recomendable evaluar esta opción.

❖ SISTEMAS DEFLECTORES O BAFLES:

En muchos casos se hace necesario incrementar el tiempo de residencia de la emulsión de un tanque de lavado. Esto se puede lograr aumentando el diámetro del tanque. Sin embargo, consideraciones económicas pueden descartar esta alternativa. Por lo tanto, otra alternativa consiste en colocar dentro del tanque sistemas deflectores. Estos hacen posible que el fluido, en el interior del tanque, entre en contacto con un número mayor de zonas y que se mejore la separación crudo-agua, aún sin incrementar el tiempo de residencia.Los sistemas deflectores usualmente están constituidos por: placas, tabiques y cilindros internos. Algunas veces, estos sistemas poseen una serie de agujeros o perforaciones. La distribución de los deflectores en los tanques se realiza usando diferentes patrones de distribución.

Las principales funciones de los deflectores son las siguientes:

• Evitar la canalización de la emulsión y, por lo tanto, mejorar la separación crudo-agua.

• Minimizar los problemas de turbulencia.

• Orientar el sendero óptimo que deben seguir los fluidos dentro del tanque.

• Reducir el grado de inestabilidad térmica, debido a diferencias de temperatura dentro del tanque.

Existen limitaciones técnico-económicas que impiden que los sistemas deflectores usados se alcancen eficiencias de asentamiento del orden del 100%. Sin embargo, un patrón de deflectores adecuado ayuda a reducir apreciablemente los costos de inversión en tanque de lavado, y hace posible la obtención de grados de deshidratación adecuados. Esto justifica la necesidad de realizar pruebas pilotos para las evaluaciones de tanques de lavado.

LINEA DE ALIMENTACION:

Es la tubería que transporta la emulsión de agua y petróleo al tubo conductor. El recorrido de esta línea puede presentar las opciones siguientes:

• Del separador gas-líquido, la emulsión pasa a uno o varios calentadores, y de allí se envía al tanque de lavado. Esta opción se puede aplicar a crudos pesados y extra pesados.

• Del separador gas-líquido, la línea que contiene la emulsión se une con otra que transporta agua caliente. Luego la mezcla emulsión agua caliente se envía al tanque de lavado. Esta opción se puede aplicar a crudos pesados y medianos.

Del separador gas-líquido, la emulsión va directamente al tanque de lavado, lo cual generalmente se aplica a crudos medianos, livianos.

TUBO CONDUCTOR O SEPARADOR:

Es un tubo de gran diámetro, que se extiende desde el tope del tanque hasta una región cercana al fondo. Esta tubería se puede colocar dentro o fuera del tanque. Cuando se coloca en el interior del tanque de lavado, se aprovecha el calor cedido por el tubo conductor. Sin embargo, en algunas ocasiones debido a fallas mecánicas o problemas de corrosión, se pueden presentar fugas del tubo conductor al tanque de lavado. Este problema se evita instalando el tubo conductor en la parte exterior del tanque de lavado. Es de señalar que esto puede ocasionar pérdidas de calor del tubo conductor al medio ambiente. No obstante, estas pérdidas se pueden reducir mediante el uso de aislantes térmicos. Generalmente, la parte superior del tubo conductor está provista de una botella o ensanchamiento. Esto tiene como finalidad lograr la liberación del gas en solución remanente. En algunos casos, la botella no posee partes internas. Sin embargo, cuando se quiere mejorar esta separación gas-líquido, deben instalarse dentro de la botella dispositivos, tales como: separadores de tipo ciclón o ángulos de impacto.

En la mayoría de los diseños, la parte inferior del tubo conductor está provista de un distribuidor de emulsiones. Esto tiene los objetivos siguientes:

• Obtener en el fondo del tanque una distribución de la emulsión lo más uniforme posible.

• Mejorar el contacto entre la emulsión y el agua de lavado.

• La caída de presión en la botella es de 30 y 60 lpca hasta alcanzar presión atmosférica.

Esto permite liberar la mayor parte del gas remanente en la emulsión que entra al tanque de lavado.

Es importante destacar que el tubo conductor también sirve para amortiguar las variaciones que suelen presentarse cuando el flujo de alimentación no es constante.El distribuidor debe situarse lo más cercano posible al fondo del tanque, en la zona que contiene el agua de lavado. Sin embargo, debe colocarse a una altura tal que sus funciones no sean obstaculizadas por depósitos de: Arena, arcilla y otras substancias que suelen acumularse en el fondo del tanque.

SISTEMA DE DESCARGA DE PETROLEO:

Este sistema está integrado por un envase recolector de petróleo limpio y una línea de descarga que lleva dicho petróleo a los tanques de almacenamiento.

Envase recolector de petróleo: Está colocado cerca de la superficie libre del tanque de lavado. El llenado del envase recolector se realiza mediante el rebosamiento de petróleo limpio hacia su interior. Esta operación permite incrementar el tiempo de residencia, ya que el petróleo debe subir hasta la superficie libre o a pocas pulgadas de ella, antes de ser descargado al tanque de lavado. Igualmente, con el fin de disminuir los efectos de canalización, el envase recolector debe colocarse lo más alejado posible de la entrada de la alimentación al tanque.

Tanques de Almacenamiento: Son depósitos cilíndricos que tienen la finalidad de recibir el producto de los tanques de lavado y de esta manera albergar el crudo que será bombeado al Patio de Tanques Principal, cumpliendo con las especificaciones de calidad (% AyS), sin embargo de no ser así, será devuelto a los calentadores. Los tanques son recipientes generalmente metálicos capaces de almacenar fluidos eficientemente. El diseño y la construcción de estos tanques dependen de las características físico-químicas de los líquidos por almacenar.

En la industria del petróleo los tanques para almacenar hidrocarburos líquidos se clasifican de la siguiente manera:

A) Por su construcción, en empernados, remachados y soldados.B) Por su forma, en cilíndricos y esféricos.C) Por su función, en techo fijo y en techo flotante

Los tanques esféricos son utilizados para almacenar productos ligeros como gasolina, propano, etc. Su forma permite soportar presiones mayores de 25 psi. Los demás tipos de tanques se utilizan para almacenar petróleo crudo, a presiones cercanas a la atmosférica.

2.4 GENERALIDADES

Por lo general, antes de entrar a un tanque de lavado, las emulsiones son sometidas a un proceso de separación gas líquido en separadores convencionales. Durante este proceso se libera la mayor parte del gas en solución. Esto permite que la cantidad de gas que se libera en un tanque de lavado sea relativamente pequeña.

El agua contenida en el crudo se puede separar en el tanque de lavado mediante gravedad. Sin embargo, cuando el agua y el crudo forman emulsiones, es necesario comenzar su tratamiento antes de que ingresen al tanque de lavado. Esto se hace generalmente mediante el uso de calor y/o química demulsificante.

Uno de los parámetros más importantes en el análisis de un tanque de lavado, es el tiempo de retención. Este se define como el tiempo que debe pasar la emulsión en el tanque, para que el petróleo y el agua se separen adecuadamente. Usualmente se requiere que el petróleo a su salida del tanque de lavado posea un promedio de agua igual o inferior a 1 %. Los tiempos de retención varían entre 4 y 36 horas.

En pruebas pilotos se ha demostrado que la emulsión se canaliza en el tanque si existe una ruta directa entre su entrada y su salida. Cuando esto ocurre, la emulsión no pasa por ciertas regiones del tanque denominadas zonas muertas. En tanques de diámetros apreciables, aún con problemas de canalización, es posible obtener los tiempos de retención requeridos para una deshidratación adecuada. No obstante, para tanques de diámetros menores es necesario construir, en el interior del tanque, sistemas deflectores para solucionar el problema de la canalización. De esta forma se obtienen las mejoras en los tiempos de retención de asentamiento para que el grado de deshidratación sea el requerido.