Conceptos Clave en Ingeniería de Fluidos: Retención, Pour Point y Separación de Crudo

1. El Tiempo de Retención ($t_R$) en Cromatografía

El tiempo de retención ($t_R$) es el tiempo que tarda cada sustancia en abandonar el sistema cromatográfico. Esta retención se ejerce en función de las características moleculares de cada compuesto.

2. Punto de Escurrimiento (Pour Point) y Lubricación a Bajas Temperaturas

El punto de escurrimiento (Pour Point) se denomina así a la temperatura mínima a la cual el aceite todavía fluye.

Efectos del Enfriamiento en Aceites Minerales

Al enfriar progresivamente un aceite mineral que contenga hidrocarburos parafínicos, puede observarse, al principio, un enturbiamiento (Cloud Point) que señala el comienzo de la cristalización de las parafinas y, por tanto, la congelación; es decir, el paso al estado sólido.

Según el método ASTM D 97, el aceite debe seguir un ciclo normalizado de enfriamiento hasta su total solidificación. Por lo tanto, se fija convencionalmente el Pour Point 5 °P por encima de la temperatura de solidificación.

Optimización del Pour Point

Para una buena lubricación a bajas temperaturas, es preciso que el lubricante fluya sin dificultades por el circuito. Cuando se emplean lubricantes de tipo parafínico, es necesario disminuir al máximo su Pour Point. Con este fin, se emplean aditivos especiales, denominados depresores del punto de escurrimiento (Pour Point Depressants), que impiden el aumento de tamaño de los cristales de parafina.

3. Diseño e Instalación de Baterías de Separación

Para la instalación de una batería de separación se tendrá en cuenta la cantidad de pozos que se tienen perforados y las distancias entre ellos.

El diseño de la batería dependerá del tipo de crudo a separar:

• Si el crudo contiene mucho gas, se utilizarán separadores horizontales.
• Si el crudo contiene sólidos, se utilizarán separadores verticales.

4. Fundamentos de las Espumas y Procesos de Separación

¿Qué son las Espumas?

Cuando se intentan mezclar dos sustancias en cualquier estado, pueden suceder dos cosas:

1. Que ambas se disuelvan mutuamente, constituyendo una sola fase. En este caso, se forma una solución homogénea.
2. Que ambas no se disuelvan entre sí o lo hagan solo parcialmente. En este caso, se forma una dispersión.

Una dispersión puede presentar diferentes grados de estabilidad, la cual depende del tamaño de la sustancia dispersa en la fase continua.

Estabilidad de Espumas y Emulsiones

Al igual que en las emulsiones, en las espumas, una cuestión es la tendencia a formarse y otra diferente es su estabilidad. Si ambas se forman o se resuelven de forma instantánea o dentro de los tiempos operativos disponibles, no representan un problema mayor.

No es usual que las sustancias químicamente puras formen emulsiones o espumas estables, excepto cuando se encuentra presente una tercera sustancia: el agente estabilizador de la dispersión, capaz de generar una interfase de características diferentes a las fases dispersas.

Identificación de un Problema de Espumas

Estamos en presencia de un problema de espumas cuando:

1. No se puede resolver con los recursos disponibles habituales (instalaciones existentes, tiempos de residencia).
2. "Aparecen" temporalmente, por ejemplo, cuando el crudo se contamina con algún agente externo (fluido de tratamiento).

El Separador Primario y Factores de Diseño

La primera unidad interceptora en superficie del fluido de reservorio es el separador primario. Su función principal es separar el gas disuelto en el petróleo.

La velocidad de separación de gas disuelto en el petróleo es función de la presión, la temperatura y el volumen del fluido a tratar (o GOR).

El diseño del separador depende, además de los factores anteriores, de las características del fluido a separar:

• Viscosidad
• Densidad
• Contenido de sedimentos