MX2014012216A - Proceso para reducir la viscosidad de petroleo crudo pesado mediante la eliminacion de asfalteno usando un agente de precipitacion. - Google Patents

Abstract

Un proceso y un sistema para reducir la viscosidad de los petróleos crudos pesados y extra pesados, y más particularmente a un proceso para reducir la viscosidad de los petróleos crudos pesados y extra pesados por medio de desasfaltado total o parcial del petróleo con un agente de precipitación, a fin de obtener un petróleo crudo mejorado en cuanto a la viscosidad más baja que se puede bombear sin el uso de diluyentes. La mejora también incluye una reducción de los metales y azufre asociados con la extracción de asfaltenos. El proceso consiste en un equipo relativamente simple tal como mezcladores estáticos y tanques agitadores y la temperatura de funcionamiento es baja y la presión es moderada.

Description

PROCESO PARA REDUCIR LA VISCOSIDAD DE PETRÓLEO CRUDO PESADO MEDIANTE LA ELIMINACIÓN DE ASFALTENO USANDO UN AGENTE DE PRECIPITACIÓN CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se dirige en general a reducir la viscosidad de petróleos crudos pesados y extra pesados y más particularmente, a un proceso para reducir la viscosidad de los petróleos crudos pesados y extra pesados por medio de desasfaltado total o parcial de petróleo con un agente de precipitación a fin de obtener un petróleo crudo mejorado en cuanto a la viscosidad más baja que se puede bombear sin el uso de diluyentes. La mejora también incluye una reducción de metales y azufre asociados con la extracción de asfáltenos. El proceso consiste en un equipo relativamente simple tal como mezcladores estáticos y tanques con agitación y una temperatura de funcionamiento baja y presión moderada.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El petróleo crudo contiene cuatro hidrocarburos diferentes, incluyendo parafinas, naftenos, aromáticos y asfáltenos. Las parafinas o alcanos, son hidrocarburos que consisten solamente de átomos de hidrógeno y de carbono saturados, que tiene la fórmula general CnH2n+2. Todos los enlaces son enlaces sencillos y los átomos de carbono no se unen en estructuras cíclicas sino que forman una cadena simple. Ellos constituyen desde aproximadamente 15 a aproximadamente 60% del petróleo crudo, y en promedio aproximadamente 30%. Las resinas o naftenos, conocidos de otra manera como cicloalcanos , son alcanos que tienen uno o más anillos de átomos de carbono en la estructura química de i sus moléculas. Ellos constituyen desde aproximadamente 30 a aproximadamente 60% del petróleo crudo y en promedio cerca de 49%. Los aromáticos, o árenos, son hidrocarburos con alternancia de enlaces dobles y sencillos entre los átomos de 5 carbono que forman los anillos. Los aromáticos componen de aproximadamente 3 a aproximadamente 30% del petróleo crudo y en promedio aproximadamente 15%.

Los asfáltenos consisten principalmente de carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxigeno, y azufre, asi como trazas de 0 vanadio y níquel. La proporción de C:H es de aproximadamente 1:1.2, dependiendo de la fuente de asfáltenos. Los asfáltenos se definen operacionalmente como el componente de n-heptano (C7Hi6) -insoluble y tolueno (C6H5CH3) soluble de un material carbonoso tal como petróleo crudo y son el residuo negro 5 pegajoso, altamente viscoso de los procesos de destilación.

Ellos constituyen el resto del petróleo crudo y en promedio de aproximadamente 3 a aproximadamente 10% del petróleo crudo; Sin embargo los petróleos pesados pueden contener un 10% o más, con una alta proporción de C:H. Debido a la 0 agregación de los asfáltenos, estos son los factores que más contribuyen a la viscosidad del petróleo crudo que afectan a su viscosidad.

El petróleo crudo ligero es petróleo liquido que tiene baja viscosidad, gravedad específica baja y alta gravedad API 5 (American Petroleum Institute) , debido a la presencia de una alta proporción de fracciones de hidrocarburos ligeros. La gravedad API se calcula dividiendo 141.5 entre la gravedad específica del fluido y restando 131.5. The New York Mercantile Exchange (NYMEX) define el petróleo crudo ligero 0 para petróleo doméstico en los Estados Unidos de América por tener una densidad API superior a 37° API (840 kg/m3) y 42° API (816 kg/m3), mientras que define el petróleo crudo ligero para petróleo que no es de los Estados Unidos de América como aquel que está entre 32° API (865 kg/m3) y 42° API (816 kg/m3) . El Consejo Nacional de Energía de Canadá define al petróleo crudo ligero por tener una densidad de menos de 875.7 kg/m3 (más de 30.1° API) . La compañía petrolera estatal mexicana, Pemex, define al petróleo crudo ligero como aquel comprendido entre 27° API (893 kg/m3) y 38° API (835 kg/m3) .

A diferencia del petróleo crudo ligero, los petróleos crudos pesados generalmente no pueden bombearse debido a su alta viscosidad. Por lo tanto, es ventajoso eliminar los productos de mayor viscosidad es decir, los asfáltenos, con el fin de bombear el petróleo crudo desasfaltado restante más ligero. El petróleo crudo ligero también es más buscado sobre el petróleo crudo pesado porque recibe un precio más alto que el petróleo crudo pesado en los mercados de productos básicos, ya que produce un mayor porcentaje de gasolina y diesel cuando se convierte en productos por una refinería de petróleo .

Un método de disminución de la viscosidad del petróleo crudo pesado es a través , de un proceso de desasfaltado. El desasfaltado es un proceso bien conocido en que se utilizan torres de extracción y por lo general propano como disolvente tal como se describe en una serie de referencias incluyendo, por ejemplo, las Patentes U.S. Nos. 2,121,517.; 2,192,253; y 2,081,473. Otros disolventes utilizados son la gasolina, como se describe en la Patente de U.S. No. 2,101,308, alcoholes como se describen en la Patente de U.S. No. 4,592,831, mezclas de propano con H2S o C02 como se describe en la Patente- U.S. No. 4,191,639, mezclas de acetona como se describen en la patente U.S. No. 3,975,396, entre otros. La lista no es exhaustiva pero muestra que se han utilizado muchos tipos de disolventes.

El uso de torres de extracción es común en casi todos los procesos, como se muestra en las descripciones de varios procesos comerciales tales como LEDA, Demex, MDS, ROSE y Solvahl (Speight, JG, La Química y tecnología del petróleo, 4ed, CRC Press, Boca Ratón, 2007) . La mayoría de estos procesos requiere altas temperaturas y presiones, y a menudo funciona en condiciones supercríticas . Estos procesos también funcionan a altos disolventes para petróleo crudo de 2:1 a 10:1 en volumen como se indica en muchas patentes, tales como por ejemplo, las Patentes U.S. No. 2,101,308; 2,152,253; 2,337,448; 2,367,671; 2,850,431; 2,940,920; 3,159,571; 3,364,138; 4,101,415; 4,548,711; 4,290,880 y más específicamente, normalmente en el intervalo de volumen de 4:1 a 8:1. Un procedimiento específico para producir el agrietamiento catalítico de fluidos (FCC) de materia prima puede utilizar un disolvente de intervalo inferior a las proporciones de petróleo crudo entre 1:1 a 4:1 por volumen, como se describe en la patente de U.S. No. 5,000,838, pero en este proceso, la recuperación de disolvente no es completa.

El principio en todos los procesos de precipitación de asfáltenos de mezclas que contienen asfáltenos, tales como petróleos crudos es, la insolubilidad de asfáltenos en disolventes de carbono de alcanos de bajo peso moldeuclar (propano a heptano) y otros disolventes y mezclas. Esto es porque las moléculas de asfalteno son polares e insolubles en parafina no polar, que es menos soluble en la parafina de peso molecular más bajo (propano) y más soluble en heptano. El tipo de disolvente está relacionado con el rendimiento y la calidad del petróleo mejorado (en adelante "UO") . En general, un proceso con propano produce rendimientos más bajos de UO pero de mejor calidad con respecto a la densidad más ligera y al contenido más bajo de metales. En algunos casos, el disolvente se somete a condiciones especiales de funcionamiento, lo que cambia la solubilidad y su capacidad de precipitación. Al cambiar las condiciones de funcionamiento se obtienen diferentes productos como UO, resinas y asfáltenos, tal como se describe en la Patente U.S. No. 4,290,880.

La mayoría de los procesos de desasfaltado utilizan vasos de decantación para la separación de asfáltenos, mientras que en algunos casos, se sugieren hidrociclones o centrífugas, como se describe en, por ejemplo, las Patentes de U.S. No. 3,159,571 y 4,572,781. Estas tecnologías ayudan a la precipitación de las partículas más pequeñas suspendidas en el UO. Sin embargo, muchos de estos procesos son complejos y no están adaptados adecuadamente para las operaciones de campos petroleros.

Un método alternativo para el transporte o bombeo de petróleo crudo pesado de alta viscosidad que de otra manera no podría bombearse es a través del uso de diluyentes. Los diluyentes son agentes que disminuyen o reducen la viscosidad de un fluido al que se añaden. Por ejemplo, se añaden diluyentes y se mezclan con el petróleo crudo pesado en el campo petrolero. La solución de menor viscosidad se bombea, se transporta en camiones y/o se transporta a una refinería, planta de almacenamiento u otra ubicación deseada, donde se rompe la solución para separar el petróleo crudo del diluyente. El diluyente es entonces transportado por tuberías o transportado de otra manera de regreso para su reutilización. Sin embargo, este proceso requiere etapas adicionales del procedimiento, tales como la devolución del diluyente, que puede ser costoso. Además, los diluyentes disponibles, tales como nafta, cada vez más son más dificies de conseguir.

Por lo tanto, sigue existiendo la necesidad de hacer el proceso más simple y que se adapte fácilmente a las operaciones de los campos petroleros y que no se requiera de grandes cantidades de aditivos, tales como diluyentes.

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN Las modalidades de la presente invención describen muchos de los inconvenientes inherentes en los procesos descritos anteriormente. Las modalidades están dirigidas a un proceso que reduce la viscosidad del petróleo crudo pesado y extra pesado por desasfaltado parcial o total de dichos petróleos crudos que producen un alto rendimiento del producto parcial o totalmente desasfaltado en el campo petrolífero. El proceso puede reducir significativamente o en el mejor de los casos, eliminar por completo el uso de diluyentes para el transporte por tuberías del petróleo crudo. Además, el proceso está diseñado de modo que se puede implementar fácilmente en los sitios de operaciones de campos petroleros que requieren presiones y temperaturas moderadas.

La presente invención incluye un proceso que utiliza una proporción baja de petróleo precipitante/petróleo crudo, tal como por ejemplo, una relación 2:1 en una relación de volumen o menor, y una relación 1.5:1 en una relación de peso o menor y más particularmente, aproximadamente 1:1, en comparación con proporciones de 8:1 en peso o más de la técnica anterior, para producir petróleo mejorado con una viscosidad adecuada para el bombeo a temperatura ambiente, al mismo tiempo que maximiza el rendimiento del petróleo mejorado, tal como, por ejemplo, aproximadamente 90% o mayor recuperación volumétrica y más particularmente, aproximadamente 94% o mayor. El proceso también produce una reducción de metales y mejora el contenido de azufre del petróleo obtenido en relación con la eliminación de asfáltenos. El petróleo mejorado también tiene una gravedad API de al menos aproximadamente tres grados o mayor que una gravedad API del petróleo crudo pesado.

En este proceso, el precipitante y el petróleo crudo entran en contacto intimo con un arreglo de mezclador estático, a temperaturas inferiores a 80 °C (176 °F) y presiones entre 40 y 60 psig. La corriente de petróleo crudo/precipitante se lleva luego a un tanque con agitación para su posterior mezcla y para asegurar suficiente tiempo de residencia a fin de mejorar la precipitación sólida. El contenido del tanque con agitación se drena entonces fuera del tanque con un equipo adecuado que obliga a que fluya en un dispositivo de campo de alta gravedad (un hidrociclón o una centrifuga) . Allí, la corriente de petróleo crudo/precipitante se separa en dos corrientes: una corriente libre de sólidos y una suspensión de alto contenido de sólidos la cual todavía contiene un poco de petróleo mejorado y precipitante. La corriente libre de sólidos se alimenta a un separador flash (de separación instantánea) que recupera el precipitante para ser reutilizado y produce el petróleo mej orado .

La corriente de alto contenido de sólidos pasa a una sección de "lavado" donde los sólidos se lavan para recuperar el líquido que queda ocluido en ellos. Este paso es crítico para aumentar el rendimiento volumétrico del proceso. El producto lavado va a un separador de alta fuerza gravitacional (centrifuga), donde se obtienen dos corrientes: una corriente rica en sólidos (asfáltenos) que va a un secador donde se recupera el precipitado restante, y una segunda corriente que comprende o alternativamente consisten de, sólidos secos que pueden ser utilizados para la generación de energía (combustión) o para otros fines. La segunda corriente es un líquido que contiene un poco de petróleo crudo y precipitante que va a la unidad flash (de separación instantánea) para recuperar el precipitante más ligero y para producir el petróleo mejorado, que se mezcla con el petróleo obtenido en el primer separador. En la unidad flash, el precipitante restante en el petróleo mejorado se ajusta para reducir aún más la viscosidad, si es necesario.

El precipitante utilizado en este proceso es una fracción ligera de petróleo crudo, como gasolina ligera, que reduce la solubilidad de los asfáltenos en el petróleo crudo y que puede contener opcionalmente algunos aditivos (parafínicos, aromáticos o compuestos oxigenados) que mejoran el rendimiento del proceso según sea necesario. La formulación del precipitante es tal que se ajusta al tipo de crudo que se está tratando, así como la calidad y el rendimiento requerido.

Una modalidad alternativa del proceso incluye una batería de mezcladores estáticos que combina el petróleo crudo pesado y extra pesado alimentado con la corriente que sale de la sección de lavado. En este caso, el precipitante entra en la sección de lavado, que consiste en un tanque agitador y una centrífuga o hidrociclones ; la corriente de sólidos de la centrífuga va a un secador donde los sólidos se obtienen como un producto y se recupera el precipitante. La corriente liquida de la centrífuga va a los mezcladores estáticos donde se combina con el petróleo crudo como se ha mencionado. El petróleo crudo y la mezcla precipitante que sale de los mezcladores estáticos van a un tanque agitador para proporcionar tiempo de residencia y luego a un separador (hidrociclones o centrífuga) , donde la corriente líquida pasa a un separador flash en la que el precipitante se recupera mientras que la corriente inferior pasa a un destilador por arrastre de vapor para recuperar los últimos restos de éste (si es necesario) . Desde la parte inferior del destilador, se obtiene un petróleo crudo mejorado. La corriente pesada del separador va a la sección de lavado o tanque con agitación donde se introduce el precipitante y el precipitante preparado. Desde allí, la corriente combinada va a la centrífuga de la sección de lavado.

El resumen anterior de las diversas modalidades representativas de la invención no está destinado a describir cada modalidad ilustrada o cada implementación de la invención. Más bien, las modalidades se eligen y se describen para que otros expertos en la técnica puedan apreciar y entender los principios y prácticas de la invención. Las figuras y la descripción detallada a continuación ejemplifican más particularmente estas modalidades.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La invención puede ser totalmente entendida en consideración de la siguiente descripción detallada de diversas modalidades de la invención en relación con los dibujos adjuntos, en los cuales: La Figura 1 es un diagrama que muestra de manera esquemática las etapas principales del proceso de mejora de petróleo crudo para el transporte en tuberías, de acuerdo con una modalidad de la invención.

La Figura 2 muestra un diagrama de una versión modificada del proceso de mejora de petróleo crudo para el transporte por tuberías.

Aunque la invención es susceptible de modificaciones y formas alternativas, detalles de la misma se han mostrado a modo de ejemplo en los dibujos y se describirán en detalle. Se debe entender, sin embargo, que la intención no es limitar la invención a las modalidades particulares descritas. Por el contrario, la intención es cubrir todas las modificaciones, equivalentes y alternativas que caigan dentro del espíritu y el alcance de la invención como se define por las reivindicaciones adjuntas.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Haciendo referencia a la Figura 1, se muestra un proceso 1000 en el que el petróleo crudo (1) se mezcla con un precipitante de alimentación (2) en un conjunto de mezcladores estáticos (3). El petróleo crudo de alimentación (1) comprende en general una viscosidad cinemática (viscosidad dinámica dividida por la densidad del fluido) de aproximadamente 2400 centistokes (cSt) o más. Opcionalmente, el agua se ha eliminado del petróleo crudo antes de ser introducido en el proceso 1000. El petróleo crudo (1) está en un intervalo de temperatura de 50 a 100 °C (122 a 212 °F), con presiones inferiores a 60 psig y la proporción de precipitante volumétrico con respecto al volumen de petróleo está en un intervalo de aproximadamente 1 a l a aproximadamente 1 a 2, incluyendo por ejemplo, 1.25:1 y 1.5:1, dependiendo de las diferencias de densidad. La relación en peso de petróleo crudo a precipitante (o disolvente) puede comprender aproximadamente 1:1.

Una vez mezclado, la mezcla de petróleo crudo/precipitante se introduce en un tanque con agitación (4) para permitir un cierto tiempo de residencia y el crecimiento de las partículas precipitadas. El uso de precipitante ligero con puntos de ebullición relativamente bajos (FBP menores de 140 °C o 284 °F) ayuda en la separación y precipitación de asfáltenos. Los asfáltenos están generalmente presentes en el tanque con agitación (4) en forma de partículas en suspensión y nano-coloides . Desde el tanque (4) , la mezcla pasa a través de la línea (5) a un conjunto separador (6) . El separador (6) utiliza fuerzas de inercia para separar las partículas sólidas del petróleo crudo líquido mejorado. El separador (6) puede comprender por ejemplo, uno o más hidrociclones o centrífugas. El precipitante está presente en ambas corrientes.

Desde el conjunto separador (6) , el líquido sale a través de la línea 7 a un separador "flash" o a una torre de destilación (8) para recuperar el precipitante a partir del petróleo mejorado. El separador "flash" (8) opera a una presión ligeramente superior a la atmosférica y a temperaturas capaces de recuperar la mayor parte del precipitante. Si es necesario, el funcionamiento de la torre de expansión o separador (8) se puede ajustar de tal manera que una cantidad conveniente de precipitante permanece en el petróleo mejorado para reducir aún más, la viscosidad según sea necesario o se desee.

El precipitante deja el flash a través de la línea 9 para ser enfriado en condensadores (no mostrados) saliendo a 35 - 55 °C (95-131 °F) y luego pasa a través de la línea 17 a un tanque de disolvente (18) . Desde el tanque (18), el precipitante pasa a través de la línea 19 a la línea 2 y se recicla y se mezcla con petróleo crudo (1) .

Haciendo referencia de nuevo al separador flash (8), la parte inferior del tambor de separación pasa a través de la línea 20 a un destilador por arrastre de vapor opcional (21) que funciona para recuperar trazas del precipitante que quedan en el petróleo mejorado, si es necesario o deseado. El precipitante recuperado más la mezcla de vapor sale del destilador (21) a través de la línea 24, donde se condensa la mezcla (no mostrado) y el agua y precipitante se separan en un tambor (no mostrado) . El precipitante recuperado pasa a través de la línea 17 donde se mezcla con el precipitante de la línea 9 del separador flash 8 y las corrientes combinadas regresan al tanque de disolvente (18) como se describe anteriormente. Desde el tanque precipitante (18), el disolvente pasa por la línea 19 a la línea 2 y finalmente, se mezcla con el petróleo crudo (1) .

Haciendo referencia de nuevo al destilador (21) , el vapor en forma de corriente, entra en el destilador (21) a través de la línea 23. El producto del destilador (21) es el petróleo mejorado de menor viscosidad, que sale a través de la línea 22. Típicamente, la viscosidad cinemática (viscosidad dinámica dividida entre la densidad del fluido) es igual o menor que aproximadamente 700 centistokes (cSt) . El rendimiento de petróleo crudo en el petróleo mejorado es de aproximadamente 92% o mayor en volumen. Se ha observado que la viscosidad inicial del petróleo crudo de alimentación (1) es independiente de, y no afecta el rendimiento del petróleo mejorado.

La corriente liquida/sólida o suspensión de petróleo que contiene los asfáltenos que deja el primer separador (6) a través de la linea 10, pasa a un tanque con agitación (11) donde es muy bien mezclada o lavada con precipitante a bajas velocidades de corte alimentado desde la corriente de recirculación 19 través de la linea 25 con un flujo volumétrico similar al utilizado en el primer contacto en los mezcladores estáticos (3) . La mezcla de la suspensión de petróleo y el precipitante sale del tanque con agitación (11) a través de la linea 12 a un separador de centrifuga (13) que opera entre 1000 a 6000 g's. La combinación del tanque (11) y del separador (13) conforma la unidad de lavado del proceso, y se muestra en la Figura 1 dentro de una caja de lineas discontinuas .

Dos corrientes salen del separador (13), incluyendo una corriente liquida con precipitante y el petróleo crudo (14) que va al separador flash (8) para recuperar el precipitante y el petróleo mejorado como se describe anteriormente y una corriente sólida (15) saturada con precipitante que va a un secador (16) para recuperar el precipitante través de la linea 17, donde el precipitante se condensa y se recicla como se ha descrito anteriormente con respecto a la linea 17. Una corriente seca (26) , que contiene la mayoría de los asfáltenos (26) , se puede utilizar para producir energía, tal como por medio de encendido en el lugar del campo petrolífero o para otros fines.

Además, u opcionalmente, se introduce precipitante preparado o aditivos, según sea necesario, tal como al comienzo, a través de la línea 27, que se combina con el precipitante reciclado 19 en la línea 2, donde se mezcla finalmente con el petróleo crudo en la línea 1.

Haciendo referencia ahora a la figura 2, en una modalidad alternativa, un proceso 2000 incluye una alimentación de petróleo crudo (50) mezclado con una corriente de reciclado (51) que contiene precipitante y petróleo crudo desasfaltado recuperado en la sección de lavado que sale del separador (52) . Esta mezcla pasa a través de una batería de mezcladores estáticos (53) y luego entra en un tanque con agitación (54) para permitir el tiempo de residencia. Desde allí, la mezcla de líquido-sólido sale a través de la línea (55) para terminar en una unidad de separación (56), que puede comprender una batería de hidrociclones o centrífugas.

Dos corrientes salen del separador (56); una corriente líquida (57) va a un separador de unidad flash o torre de destilación (58), donde el disolvente (es decir, el precipitante ligero) sale a través de la línea 59 al tanque de precipitación (60) . La fracción pesada o suspensión de petróleo sale del separador (56) a través de la línea 61 al tanque de lavado (62) de una unidad de lavado que se muestra en líneas de puntos, donde se lava con precipitante del tanque de precipitación 60 mediante la línea 71. Desde el tanque de lavado (62), la corriente sale a través de la línea (63) al separador (52) de la unidad de lavado. El separador (52) descarga la corriente líquida reciclada (51) que va a mezclarse con el petróleo crudo en la forma antes mencionada.

La suspensión o fracción pesada sale del separador (52) a través de la línea 64 al secador (65) . La salida del secador se compone de dos corrientes: la corriente 66, que es el producto sólido que comprende principalmente asfáltenos, similar a la linea 26 de la Figura 1; y a la corriente (67), que es precipitante recuperado. Este precipitante recuperado se condensa (la sección de condensación no se muestra) y se envía a un tanque de precipitación (60) donde se mezcla con el precipitante recuperado (59) de la unidad flash o torre de destilación (58) y se alimenta a través de la línea 71 al tanque de lavado (62) como se describe anteriormente.

La parte inferior de la torre flash (58) sale a través de la línea 68 a un destilador opcional (69) donde la corriente 68 que contiene petróleo crudo y precipitante es destilado con vapor de agua (70) . Desde la parte inferior del destilador se obtiene el petróleo mejorado (72) . El precipitante recuperado más vapor salen del destilador a través del conducto 74 donde se condensa y el agua y el disolvente se separan en un tambor (no mostrado) . El precipitante se envía a través del conducto 59 al tanque de precipitación (60) .

Adicionalmente, u opcionalmente, se introduce precipitante preparado o aditivos, según sea necesario, tal como en el tanque agitador de lavado 62, a través de la línea 76.

Similar al proceso 1000 de la Figura 1, la viscosidad cinemática (viscosidad dinámica dividida por la densidad del fluido) del petróleo mejorado en 72 es igual o menor de aproximadamente 700 centistokes (cSt) . El rendimiento de petróleo crudo en el petróleo mejorado es de aproximadamente 92% o mayor en volumen. Se ha observado que la viscosidad inicial de la petróleo crudo alimentado (50) es independiente de, y no afecta el, rendimiento de petróleo mejorado. Además, las proporciones de precipitante a petróleo crudo en la alimentación del proceso de 2000 también similar al proceso 1000 de la Figura 1 y puede comprender, por ejemplo, una relación de precipitante volumétrico a volumen de petróleo que está en el intervalo de aproximadamente 1 a 1 a aproximadamente 1 a 2, incluyendo, por ejemplo, 1.25:1 y 1.5:1, dependiendo de las diferencias de densidad. La proporción en peso del petróleo crudo con respecto al precipitante (o disolvente) puede comprender aproximadamente 1:1.

En modalidades de la invención, el precipitante puede comprender por ejemplo, una gasolina ligera o natural. Las propiedades de precipitación del precipitante se pueden modificar utilizando aditivos opcionales tales como hidrocarburos ligeros parafinicos (pentano, hexano y heptano, por ejemplo) o hidrocarburos oxigenados (tales como pentanol, butanol, cetonas ligeras) que se pueden agregar a través de la linea 27 en la Figura 1, o la linea 76 en la figura 2) . La formulación del precipitante final está en función del tipo de petróleo crudo y del nivel de desasfaltado requerido en el proceso para alcanzar una viscosidad lo suficientemente baja de petróleo mejorado para el transporte en tuberías y el mayor rendimiento posible. También la presión de vapor del disolvente o precipitante debe ser tal como para permitir una fácil separación en las columnas flash o columnas de destilación de los procesos.

En ambos procesos se utiliza el destilador para recuperar las trazas del disolvente del producto mejorado; sin embargo, dependiendo de las necesidades del usuario, el destilador podría ser omitido en el proceso.

Ejemplos En este ejemplo, se sigue el proceso 1000 que se muestra en la Figura 1 : 100 g de petróleo crudo Quifa de Colombia, cuyas características se muestran en la tabla 1, se tratan con 100 g de una gasolina ligera como precipitante (Punto de ebullición inflamación 260 CC y 81.1°API) en una proporción de precipitante/petróleo crudo de 1/1 en porcentaje en peso. El Quifa y el precipitante se mezclan bien y se separan en una centrifuga (a 4000 g's) . Dos corrientes se producen, una corriente ligera de 141.1 g que contiene precipitante y petróleo parcialmente desasfaltado mejorado. Esta corriente se somete a una separación flash para recuperar precipitante y separar el petróleo mejorado. La otra corriente es 58.9 g de suspensión que contiene precipitante y una fracción de sólidos pesados. Esta fracción pesada se somete a una operación de lavado con 100 g de precipitante en un tanque con agitación.

El producto lavado se separa en una centrifuga a 4000 g' s y se obtienen dos corrientes: una corriente de suspensión de 40.8 g rica en asfáltenos (18.0%), muy poco petróleo crudo (6.5%) y precipitante (75.5%) y una corriente liquida de 118.1 g que contiene petróleo crudo lavado (20.3%) y disolvente (79.7%) . La corriente de suspensión se seca y se obtienen 10 g de sólidos y se recupera 30.8 g de precipitante. La corriente liquida pasa a la torre flash, donde se mezcla con la corriente líquida de la primera centrífuga. De la unidad flash, se recupera 169.1 g del precipitante y se obtiene 90.0 g de petróleo mejorado en forma de un producto (características que se muestran en la Tabla 1) Tabla 1. Características de petróleo crudo Quifa y de petróleo mejorado.

Como se demuestra por este ejemplo, el proceso tiene un muy alto rendimiento de producto (90.0% en peso) y una recuperación volumétrica de 92%. También hay una reducción sustancial de los metales.

Aunque la invención es susceptible de modificaciones y formas alternativas, detalles de la misma se han mostrado a modo de ejemplo en los dibujos y se describen en detalle. Se entiende, sin embargo, que la intención no es limitar la invención a las realizaciones particulares descritas. Por el contrario, la intención es cubrir todas las modificaciones, equivalentes y alternativas que caigan dentro del espíritu y alcance de la invención como se define por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES Un método para reducir la viscosidad de petróleos crudos pesados y extra pesados en un lugar de yacimiento petrolífero por eliminación parcial de los asfáltenos para producir un petróleo mejorado bombeable, el método comprende: combinar un petróleo crudo pesado o extra pesado y un precipitante de alimentación, en donde una relación de precipitante volumétrico con respecto al petróleo crudo está en un intervalo de aproximadamente 1 a aproximadamente 2; precipitar los asfáltenos de la combinación de petróleo crudo y precipitante; separar los asfáltenos precipitados para formar una suspensión de petróleo que comprende los asfáltenos y el precipitante, y una corriente líquida que comprende precipitante y un volumen restante del petróleo crudo; y separar la corriente líquida para producir el petróleo mejorado y una primera corriente de precipitante, en donde un rendimiento de petróleo mejorado es de aproximadamente 90% en peso o más con respecto al petróleo crudo pesado o extra pesado. El método de la reivindicación 1, que comprende además: lavar la suspensión de petróleo con precipitante adicional; separar la suspensión de petróleo lavada para producir una corriente de asfáltenos y una segunda corriente de precipitante; y secar la corriente de asfáltenos para producir un producto sólido de asfáltenos, y una tercera corriente de precipitante. El método de la reivindicación 2, en donde al menos una de la primera, segunda y tercera corriente de precipitante se recicla como precipitante de alimentación . El método de la reivindicación 2, en donde al menos una de la primera, segunda, y tercera corriente de precipitante se recicla como precipitante adicional para lavar la suspensión de petróleo. El método de la reivindicación 2, en donde el segundo precipitante se combina con la corriente liquida antes de la separación de la corriente liquida. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el petróleo crudo pesado o extra pesado y precipitante se combinan mediante mezcladores estáticos . El método de la reivindicación 6, donde el petróleo crudo y el precipitante se combinan a temperaturas de aproximadamente 80 °C (176 °F) o inferiores, y presiones entre 40 y 60 psig para maximizar la precipitación de asfáltenos. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la etapa de precipitación utiliza uno o más tanques agitados o de agitación para inducir la precipitación de asfáltenos o para eliminar el petróleo crudo ocluido en las partículas de asfáltenos precipitados . El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la suspensión de petróleo y la corriente líquida se separan en un recipiente de separación que comprende hidrociclones o centrifugas, en donde la precipitación de pequeñas partículas de asfalteno sólido son inducidas por fuerzas de inercia muchas veces la fuerza gravitacional , la que opera para reducir el tiempo de residencia en el recipiente de separación . El método de la reivindicación 2, en donde la corriente de asfáltenos se seca por secadoras. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la primera corriente de precipitante se separa del petróleo mejorado utilizando un separador flash o torre de destilación. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además: separar el petróleo crudo mejorado por corriente de extracción para producir petróleo mejorado destilado y una cuarta corriente de precipitante. El método de la reivindicación 12, en donde la cuarta corriente de precipitante se recicla como precipitante de alimentación. El método de la reivindicación 12, en donde el petróleo mejorado destilado tiene una viscosidad mayor que el petróleo mejorado no destilado debido a la eliminación de precipitante. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde un rendimiento volumétrico del petróleo mejorado es mayor que 92% con respecto al petróleo crudo pesado o extra pesado. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el petróleo mejorado que sale del proceso tiene menos de 5% en peso de componente ligero en función de una viscosidad objetivo del petróleo mej orado . El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el petróleo mejorado tiene una gravedad API mayor en comparación con el petróleo crudo pesado o extra pesado, en donde una diferencia en la gravedad API comprende al menos 3 unidades de gravedad API . El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el petróleo mejorado comprende una reducción significativa de los metales y azufre del petróleo crudo. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores 2-18, en donde la pérdida de precipitante en el producto de asfalteno sólido seco es inferior a 1% en peso. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el precipitante de alimentación comprende una gasolina ligera o gasolina natural. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el precipitante de alimentación comprende un disolvente y uno o más aditivos formulados de acuerdo con una composición química del petróleo crudo pesado o extra pesado. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el o los aditivos se seleccionan a partir del grupo que consiste de hidrocarburos parafínicos ligeros o hidrocarburos oxigenados. Un sistema para reducir una viscosidad de petróleos crudos pesados y extra pesados en un sitio de yacimiento petrolífero por eliminación parcial de los asfáltenos para producir un petróleo mejorado que puede bombearse, el sistema comprende: una unidad de mezcla para combinar un petróleo crudo pesado o extra pesado que contiene asfáltenos y un precipitante de alimentación, en donde una proporción del precipitante volumétrico con respecto al petróleo crudo está en un intervalo de aproximadamente 1 a aproximadamente 2 ; una primera unidad de separación, en donde los asfáltenos se precipitan y se separan de la combinación de petróleo crudo y precipitante, formando de ese modo una suspensión de petróleo que comprende los asfáltenos y el precipitante, y una corriente líquida que comprende precipitante y un volumen restante de petróleo crudo; y una segunda unidad de separación, en donde la corriente líquida de la primera unidad de separación se separa en la segunda unidad de separación para producir el petróleo mejorado y una primera corriente de precipitante, en donde un rendimiento de petróleo mejorado es de aproximadamente 90% en peso o más con respecto al petróleo crudo pesado o extra pesado. El sistema de la reivindicación 23, que comprende además : un tanque de lavado para lavar la suspensión de petróleo con precipitante adicional; una tercera unidad de separación para separar la suspensión de petróleo lavado en una corriente de asfáltenos y una segunda corriente de precipitante; y un secador para secar la corriente de asfáltenos de la tercera unidad de separación para producir un producto sólido de asfáltenos y una tercera corriente de precipitante. El sistema de la reivindicación 24, en donde al menos una de la primera, segunda, y tercera corriente de precipitante se recicla a la unidad de mezcla como precipitante de alimentación. El sistema de la reivindicación 24, en donde al menos una de la primera, segunda y tercera corriente de precipitante se recicla al tanque de lavado como precipitante adicional para lavar la suspensión de petróleo . El sistema de la reivindicación 24, en donde el segundo precipitante se combina con la corriente liquida de la primera unidad de separación antes de la entrada en la segunda unidad de separación. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores 23-27 , en donde la unidad de mezcla comprende uno o más mezcladores estáticos. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores 23-28, en donde el petróleo crudo y el precipitante se combinan en la unidad de mezcla a temperaturas de aproximadamente 80 °C (176 °F) o por debajo y presiones entre 40 y 60 psig para maximizar la precipitación de asfáltenos. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores 23-29, en donde la unidad de mezcla comprende uno o más tanques agitados o con agitación para inducir la precipitación de asfáltenos y/o para eliminar el petróleo crudo ocluido en las partículas de asfáltenos precipitadas. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores 23-30, en donde la primera unidad de separación comprende uno o más hidrociclones o centrífugas, en donde la precipitación de pequeñas partículas de asfáltenos sólidos es inducida por fuerzas de inercia muchas veces más la fuerza gravitacional , que opera para reducir el tiempo de residencia en la unidad de separación. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores 23-31, en donde la segunda unidad de separación comprende un separador flash o torre de destilación . El sistema de la reivindicación 32, en donde la segunda unidad de separación comprende además: un destilador por arrastre de vapor, donde el petróleo mejorado desde el separador flash o la torre de destilación es destilado por vapor para producir petróleo mejorado destilado y una cuarta corriente de precipitante . El sistema de la reivindicación 33, en donde la cuarta corriente de precipitante se recicla a la unidad de mezcla como precipitante de alimentación. El sistema de la reivindicación 33, en donde el petróleo mejorado destilado tiene una viscosidad mayor que el petróleo mejorado no destilado debido a la eliminación de precipitante. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores 23-35, en donde un rendimiento volumétrico del petróleo mejorado es mayor que 92% con respecto al petróleo crudo pesado o extra pesado. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores 23-36, en donde el petróleo mejorado que sale de la segunda unidad de separación tiene menos de 5% en peso de componente ligero en función de una viscosidad objetivo del petróleo mejorado. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores 23-37, en donde el petróleo mejorado tiene una gravedad API mayor en comparación con el petróleo crudo pesado o extra pesado, en donde una diferencia en la gravedad API comprende al menos 3 unidades de gravedad API . El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores 23-38, en donde el petróleo mejorado comprende una reducción significativa de los metales y azufre del petróleo crudo. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores 24-39, en donde una pérdida del precipitante en el producto de asfáltenos sólido seco es inferior a 1% en peso. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores 23-40, en donde el precipitante de alimentación comprende una gasolina ligera o gasolina natural . El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores 23-41, en donde el precipitante de alimentación comprende un disolvente y uno o más aditivos formulados de acuerdo con una composición química del petróleo crudo pesado o extra pesado. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores 23-42, en donde el o los aditivos se seleccionan de entre el grupo que consiste de hidrocarburos parafínicos ligeros o hidrocarburos oxigenados .