Tratamiento magnético sobre parámetros físicos-químicos de muestras de petróleo

ARTICULO ORIGINAL Tratamiento magnético sobre parámetros físicosquímicos de muestras de petróleo Effect of magnetic treatment on physical-chemical parameters of oil samples MSc. Ing. Melek Campos-SofiaI, Ing. Maida León-CañetI, Lic. Yadira Silveira-FontI, MSc. Ing. Alina-Moro MartínezII, Dr.C. José FalcónHernándezII I: Centro Nacional de Electromagnetismo Aplicado (CNEA), Universidad de Oriente, Santiago de Cuba, Cuba. II: Facultad de Ingeniería Química. Universidad de Oriente, Santiago de Cuba, Cuba. RESUMEN En este trabajo se realizó un estudio de los parámetros físico-químicos a muestras de crudo PCNm-1400 y M-30, antes y después del tratamiento magnético; con el objetivo de evaluar el efecto de un campo magnético estático sobre dichos parámetros. Al pasar la muestra de crudo M-30 por un acondicionador magnético de 0,4550 ± 0,009 T, se logra separar hasta un 52,8 % del agua presente en la muestra. No hay evidencias de la influencia del tratamiento magnético en la viscosidad ni en el comportamiento reológico en las muestras de estudio. No se logró la separación de agua para el crudo nacional PCNm-1400, bajo las condiciones de experimentación. Estos resultados constituyen el punto de partida para proponer el empleo del tratamiento magnético como un nuevo método económico de romper emulsiones de agua y crudo M-30, o crudos con similares características, sin cambiar las condiciones normales de la operación de una estación. Palabras claves: petróleo, separación de agua, características físico-químicas, campo magnético. 271 ABSTRACT This paper presents a study of the physical-chemical parameters of crude CPNM1400 and M-30 that were measured before and after magnetic treatment; in order to evaluate the effect of a static magnetic field on said parameters. Passing oil sample M-30 by a magnetic conditioner 0.4550 ± 0.009 T, is able to separate up to 52.8% of the water present in the sample. No evidence of the influence of magnetic treatment on the viscosity or rheological behavior during the study samples. Separation of water for national crude CPNM-1400, under the experimental conditions was not achieved. These results constitute the starting point for proposing the use of magnetic therapy as a new economic method of breaking emulsions of water and crude M-30, or raw with similar characteristics, without changing the normal operation of a station. Keywords: petroleum, magnetic field. water separation, physico-chemical characteristics, INTRODUCCION Si el crudo llega a una refinería con porcentajes mayores del 1 % de agua, no puede ser procesado en las torres de destilación, debido a que la expansión de vapor de agua ocasionaría daños a las mismas [1, 2]. El agua asociada al crudo se puede presentar en forma libre y emulsionada. La primera es normalmente separada por gravedad en equipos conocidos como separadores de agua libre; mientras que el agua emulsionada requiere de un tratamiento capaz de romper la emulsión, para luego efectuar la separación por gravedad. En la actualidad dos terceras partes de la producción mundial de crudo se obtiene en forma de emulsión, que necesariamente debe ser tratada. El comportamiento reológico de las emulsiones guarda estrecha relación con la estructura que forman las gotas de petróleo en el agua. Por ello, el conocimiento acerca del comportamiento no newtoniano de determinados fluidos contribuye sustancialmente a la solución de una gran variedad de problemas en las industrias modernas. [2, 3] En el presente trabajo se consignan los principios teóricos y resultados del estudio del comportamiento reológico y del agua asociada, de dos tipos de petróleos bajo el efecto del tratamiento magnético, con la finalidad de conocer los parámetros más importantes para su futuro uso en la deshidratación de crudos y/o su efecto en el transporte del mismo. Para ello se realizó un estudio de la influencia de un campo magnético estático sobre la características físico químicas de muestras de crudo PCNm-1400 y M-30, ya que en el trabajo presentado por Peláez [4], se emplea el tratamiento magnético para la deshidratación de crudos y se expone que el campo magnético actúa sobre el crudo, orientado las moléculas de parafina con su plano molecular perpendicular a la dirección del campo magnético y debido a la naturaleza polar del agua, a su paso por un campo electromagnético se produce un reordenamiento en sus moléculas y ciertos cambios estructurales que se traducen en la variación de 272 algunas de sus propiedades [5]. También en estudios realizado por Ramos y colaboradores se afirma que el tratamiento magnético del agua emulsionada en crudos puede producir cambios en sus propiedades físico-químicas. MATERIALES Y METODOS El trabajo experimental se realizó en el Laboratorio de Combustibles perteneciente al Centro Nacional de Electromagnetismo Aplicado (CNEA), de la Universidad de Oriente y en el laboratorio de ensayos de la Refinería "Hermanos Díaz", de Santiago de Cuba. Para el desarrollo del mismo se emplearon utensilios, materiales y equipos que permitieron obtener los resultados necesarios para el desarrollo de la investigación. Ver tabla 1. Caracterización del petróleo empleado en la investigación En las tablas 2 y 3 se muestran las características principales de las muestras de petróleos usado para la experimentación. 273 Técnicas y métodos experimentales Metodología para la toma de muestras La toma de muestra se realizó de la misma forma para los crudos analizados, después de agitado los recipientes donde se almacenaban los mismos, se tomaron 500mL de cada uno de ellos y se sometieron a agitación mecánica baja, con el objetivo de lograr una mejor homogeneidad, luego este volumen se dividió en dos muestras, 250mL de muestra no.1 como patrón y 250mL de muestra no. 2 para aplicarle tratamiento con campo magnético. Método para determinar la viscosidad dinámica con el viscosímetro HAAKE VT550 A los 250mL de la muestra control después de una hora de reposo se le determinó la viscosidad dinámica y el esfuerzo cortante para los diferentes gradientes de velocidad en las posiciones de velocidad (de 1-10) del viscosímetro rotacional HAAKE VT550 tomando los valores en orden ascendente y descendente. Se realizaron 3 réplicas de los parámetros, que permitieron obtener el comportamiento reológico promedio. Metodología para el tratamiento magnético Para la aplicación del tratamiento magnético se empleó una instalación experimental compuesta por un acondicionador magnético a imanes permanentes, construido y caracterizado en el Centro Nacional de Electromagnetismo Aplicado. La constancia de la velocidad se garantizó manteniendo el embudo con un volumen de muestra constante y para ello se escogió la altura necesaria para obtener la velocidad de flujo y el tiempo de exposición deseado. Se colocó una manguera de 0,006m de diámetro entre los dos pares de caras polares del imán y se realizaron mediciones para obtener un tiempo de exposición de las muestras (...truncated)