Las impurezas del crudo son:
a) Oleofilicas:
Azufre, oxigeno, metales, resinas, parafinicas.
b) Oleofobicas:
Salmuera, sedimentos, sólidos filtrables (sulfuros y óxidos metálicos).
Las sales que se encuentran con mayor frecuencia en el crudo son los cloruros, sulfatos y carbonatos. De estas, las que mayor perjuicio pueden causar daño al proceso, y a los equipos son los cloruros, ya que estos son la fuente de ácido clorhídrico, el cual se produce por la descomposición térmica (hidrólisis) de los cloruros contenidos en la salmuera.
Las sales de cloruros que mas comúnmente se presentan en los crudos son las sales de sodio, magnesio y calcio, y generalmente se encuentran en una proporción de 7:15:10 respectivamente.
Las sales mas perjudiciales son los cloruros de calcio y magnesio pues se hidrolizan fácilmente a las temperaturas de los procesos de destilación, causando efectos severos de corrosión principalmente en el sistema de tope.
Otras sales como NaCL no se hidrolizan a temperaturas menores de 1000°F y se concentran en el crudo reducido afectando a procesos subsecuentes como la FCC, envenenando al catalizador.
1. FENOMENO DE SEPARACIÓN
El sometimiento de la emulsión agua-crudo a este campo eléctrico produce la polarización de las moléculas de agua convirtiendo a las gotas individuales en dipolos inducidos, esto es, un extremo de la gota quedara cargada positivamente y el otro negativamente y su orientación dependerá de la carga eléctrica de los electrodos que generan el campo eléctrico.
Las fuerzas de atracción eléctrica que ejercen los electrodos sobre cada gota individual producirá el alargamiento de las gotas en forma esferoide ovaladas debilitando la película de aceites que rodea las gotas hasta romperlas, luego los extremos de las gotas que tienen cargas opuestas se atraerán produciéndose la coalescencia de las gotas, esto es, las gotas se irán uniendo entre si formando gotas mas grandes. De esta forma, el agua se separa del crudo debido a su mayor densidad precipitándose al fondo del recipiente desalador.
2. VARIABLES DE OPERACIÓN
a) CAIDA DE PRESIÓN
Con el incremento de la caída de presión se reduce el contenido de sal, hasta un punto en el que un aumento considerable de caída de presión produce una disminución muy pequeña en el contenido de sal en el crudo; luego se alcanza un punto tal en el que el contenido de sal en el crudo efluente cae rápidamente casi hasta cero y a partir de este con un pequeño incremento de la caída de presión el contenido de sal en el efluente sufre repentinamente hasta casi el valor original.
b) CANTIDAD DE AGUA
En el desalador se maneja una inclusión del 6% - 8% del agua por volumen de crudo. Si se usa menos, la eficiencia del desalado es reducida debido a la poca oportunidad d contacto entre las gotas de agua emulsionada en el crudo. Por otro lado, la atracción eléctrica entre las gotas se ve favorecida cuánto más grande es el tamaño de la gota y cuánto más cerca están las gotas. Al añadirse agua al sistema se incrementa el número de gotas y por consiguiente disminuyen las distancias entre ellas.
c) CONDUCTIVIDAD
Si la conductividad del fluido entre los electrodos se incrementara el flujo de corriente también se incrementará y el voltaje disminuirá. En general, esta disminución en el voltaje ocasionará una demulsificación pobre. Hay varios factores que afectan la conductividad del fluido que se trata:
· El tipo de crudo.
· La temperatura de la mezcla crudo – agua. Tiene un efecto notable sobre la conductividad. Esta se incrementará conforme se incremente la temperatura.
· Porcentaje de agua en la emulsión que fluye entre electrodos. Este es el factor con mayor incidencia en la conductividad. Un incremento en el porcentaje de agua ocasiona un incremento en la conductividad hasta que esta alcanza un punto en el que se desconecta el equipo
· El tipo de agua usada.
· Grado de emulsificación.
d) VOLTAJE
El voltaje requerido para una buena operación de desalado es aproximadamente 3000 v/pulg. De distancia entre los electrodos. A voltajes superiores a 3000 v/pulg. El flujo de corriente será excesivo y se incrementaran los costos de operación. Los voltajes demasiados bajos ocasionan que la demulsificación no se efectúe.
El voltaje por supuesto, es afectado por la conductividad del fluido y exceptuando los cambios de esta conductividad, el operador no tiene control sobre el voltaje secundario.
Una disminución gradual en el voltaje puede indicar que esta ocurriendo una vaporización, por lo que la temperatura debe ser reducida lo suficiente hasta que el voltaje disminuya a su valor normal.
e) TEMPERATURA
La temperatura de operación deberá ser lo suficientemente alta como para lograr la viscosidad, pero sin que esto signifique un incremento demasiado alto en la conductividad de la emulsión tal que ocasione perturbaciones en el voltaje. Se usan temperaturas altas como 200º F pero en el rango de 260 – 270º F es considerado normal.
f) PRESIÓN
La presión no es una variable de operación pero debe mantenerse lo suficientemente alta como para prevenir la vaporización dentro de la desaladora.
Las presiones de operación mayores en 25 – 30 psig que la presión de vaporización a una temperatura dada son consideradas normales.
g) PH
La conductividad es alta como para valores altos como para valores bajos de PH. Un rango de operación de PH de 7.5 – 8.5 es aceptable y puede ser controlado por adición de soda caustica.
En los rangos altos de PH se ha notado que los naftenatos de sodio formados por la reacción de los ácidos naftenicos del crudo y la soda caustica, actúan como estabilizantes de la emulsión y esta se hace muy difícil de romper.
h) NIVEL
El nivel de interface agua – crudo en la desaladora debe mantenerse en un punto adecuado (50%) pues de lo contrario podría ocasionar:
· Arrastre de agua y sal en el crudo (por nivel alto)
· Arrastre de crudo en el agua efluente ( por nivel bajo)
· Fluctuaciones en el voltaje (por nivel alto).
3. PROBLEMAS FRECUENTES EN LA OPERACIÓN
a) CRUDO DESALADO CON ALTO CONTENIDO DE SALES
Esto se debe a un contacto insuficiente entre el agua de proceso y el crudo. Puede ocurrir por:
· Caída de presión demasiada baja en la válvula mezcladora.
· Inyección insuficiente de agua de proceso.
· Baja temperatura de operación de la desaladora.
· Carga de crudo a la desaladora por encima de su capacidad de diseño.
b) CRUDO DESALADO CON ALTO CONTENIDO DE AGUA
Puede referirse a:
· Emulsiones de agua
v Caídas de presión en la válvula mezcladora demasiado alta.
v Agua de proceso de mala calidad. El PH de agua de proceso debe mantenerse entre 6 – 8.
v Demasiada inyección de agua de proceso.
v Temperatura de desalado demasiado baja.
v Insuficiente dosificación de demulsificante.
· Nivel de interface demasiado alto
v Fallas en el sistema de control de nivel de interfaces.
v Válvulas de retiro de agua efluente demasiado pequeña.
v Disminución de la gravedad especifica del crudo a tratarse cuando una señal falsa del nivel de interfaces, menor a la real, por lo que el sistema de control de nivel actuará elevando la interface real por encima de lo desalado.
c) AGUA ACEITOSA A LA SALIDA DE LA DESALADORA
Puede deberse a:
· Emulsiones de agua – crudo muy fuertes.
· Nivel de interface demasiado bajo.
Puede deberse a:
v Fallas en el sistema de control de nivel de interfaces.
v Incremento de la gravedad especifica del crudo a tratarse.
d) VOLTAJE FLUCTUANTE
· Formación de gas en la desaladora
Puede deberse a:
v Temperatura de desalado demasiada alta.
v Presión de desalado demasiado baja.
· Alto nivel en la desaladora
v Excesiva inyección, excediendo la capacidad de la válvula automática del sistema de control de nivel de interface.
v Fallas en el sistema de control de nivel de interface.
· Sobre emulsificación del agua de proceso y crudo.
e) BAJO VOLTAJE
· Presencia de una emulsión agua – crudo muy estable en el área de los electrodos. En este caso, suspenda la inyección de agua de proceso momentáneamente para que el electrodo se llene del material emulsionado. Si el voltaje no se normalizara, corte la corriente a la desaladora por unas dos horas (sin inyección de agua), luego vuelva a conectarla y reinicie la inyección de agua con la válvula mezcladora completamente abierta. A continuación, la válvula de mezcla se debe ir cerrando para incrementar la caída de presión hasta que se alcance la eficiencia de desalado deseada.
· Fallas en el sistema eléctrico.
v Fallas en el transformador.
v Fallas en los aisladores.
· Alto nivel de agua en la desaladora.
f) VOLTAJE CERO
Puede ocurrir por:
· Acción del sistema de seguridad por bajo nivel de crudo en la desaladora
Se presenta por:
v Caudal de crudo a la desaladora interrumpido.
v Valorización del crudo en el interior de la desaladora.
· Interrupción del suministro de corriente
Puede deberse a:
v Fallas externas del suministro
v Fusibles quemados en el transformador, puede deberse a amperajes my altos originados por nivel demasiados altos de agua u otros.
