Estudio experimental sobre la eficiencia de un tratamiento de ultrasonido en un sistema de flujo continuo para la reducción de viscosidad de crudo pesado

Experimental study on the efficiency of an ultrasound treatment in a continuous flow system for viscosity reduction of heavy crude oil

El  transporte  de  crudos  pesados  a  través  de  oleoductos  es  muy  difícil  debido  a  su  alta  viscosidad  y  baja  movilidad.  Actualmente,  el  ultrasonido  de  alta  intensidad  está  siendo  explorado  como  una  nueva  alternativa  potencial para reducir la viscosidad de los crudos pesados y facilitar el transporte por tubería. En este trabajo se estudia los efectos de la energía ultrasónica sobre la viscosidad de un crudo pesado. Esto se realiza mediante un estudio experimental sistemático en un sistema de flujo continuo a escala piloto, en el cual se analiza la influencia de variables de proceso, como temperatura del tratamiento (308 y 319K), tiempo de exposición (5,66 y 16,98s) e intensidad sónica (170-250 y 400-680kW/m2) sobre la viscosidad. El estudio reveló que la temperatura del tratamiento en el intervalo estudiado no tiene un efecto significativo en el rendimiento de las vibraciones ultrasónicas para reducir la viscosidad del crudo pesado. Por otro lado, se encontró que el incremento del tiempo de exposición favorece la reducción de la viscosidad, y la intensidad sónica en los niveles establecidos  tiene  un  efecto  favorable  o  desfavorable  dependiendo  de  la  magnitud  del  tiempo  de  exposición.  Esta  investigación  representa  un  avance  importante  en  la  aplicación  industrial  de  la  tecnología  de  ultrasonido  que se encuentra en desarrollo, ya que se genera por primera vez información relevante acerca de la efectividad de un proceso continuo de tratamiento ultrasónico a escala piloto para reducir la viscosidad de un crudo pesado.

Introducción

En las últimas dos décadas, los crudos pesados y extrapesados están siendo visualizados como una fuente de energía alterna, debido a la declinación en la producción de crudos livianos y al incremento en la demanda de energía. Pero históricamente, la demanda de esta clase de crudo ha sido marginal debido a su alta viscosidad y composición química compleja, que dificultan y hacen costoso las etapas de producción, transporte y refinación. El transporte de crudo a través de tuberías es el método más conveniente y económico para la evacuación del crudo y sus productos. No obstante, el transporte de crudo pesado y extrapesado por este medio es muy difícil debido a su alta viscosidad y baja movilidad. La baja gravedad API (crudo pesado < 20ºAPI, extrapesado < 10ºAPI) y la alta viscosidad (103 – 106cP) que caracterizan a este tipo de crudos está asociado a la presencia de altas concentraciones de asfaltenos y resinas, así como de una baja proporción relativa de componentes de bajo peso molecular y fracciones livianas.