MXPA00008363A - Proceso para mejorar petroleo crudo por medio de destruccion de acidos naftenicos, remocion de azufre y remocion de sales - Google Patents

Abstract

Se describe un proceso para mejorar una corriente de petróleo que contieneácido nafténico y contaminantes de azufre, que comprende agregar unóxido alcalinotérreo a la corriente de petróleo para formar una mezcla, en donde elóxido alcalinotérreo se agrega en una cantidad efectiva para convenir sustancialmente todos los contaminantes deácido nafténico a los compuestos noácidos correspondientes y sustancialmente todos los contaminantes de azufre a sulfuro de metal alcalinotérreo, calentar la mezcal bajo una presión suficiente para evitar la evaporación de la mezcla a una temperatura suficiente y durante un tiempo suficiente para hacer reaccionar los contaminantes deácido nafténico con elóxido alcalinotérreo para formar los compuestos noácidos correspondientes y el carbonato alcalinotérreo y los contaminantes de azufre con elóxido alcalinotérreo para formar el alcalinotérreo y separar el carbonato alcalinotérreo y el sulfuro alcalinotérreo.

Description

PROCESO PARA MEJORAR PETRÓLEO CRUDO POR MEDIO DE DESTRUCCIÓN DE ÁCIDOS NAFTENICOS, REMOCIÓN DE AZUFRE Y REMOCIÓN DE SALES ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona de manera general con la purificación de petróleo crudo. De manera más particular, se relaciona con un método y un aparato para remover ácido nafténico y contaminantes de azufre del petróleo crudo al hacer reaccionar un óxido alcalinotérreo con estos contaminantes para convertir los ácidos nafténicos a compuestos no ácidos y los compuestos de azufre a sulfuros alcalinotérreos ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En el procesamiento de petróleo crudo, pueden encontrarse problemas de corrosión severos cuando el petróleo crudo contiene cantidades notables de ácidos orgánicos, particularmente ácidos nafténicos. Tales problemas empeoran aún más cuando los petróleos crudos procesados contienen algo de agua salada. A través del intercambio de ácido, los petróleos crudos salados que contienen ácidos nafténicos pueden exhibir las características de corrosión severas del ácido clorhídrico.

Cuando tales petróleos son procesados por los métodos de destilación normales, el equipo utilizado debe ser construido de aleaciones resistentes a la corrosión caras.

REF: 122703 La resolución convencional del problema de corrosión nafténica mediante neutralización con compuestos básicos tales como hidróxido de sodio, amoniaco e hidróxido de calcio, no es satisfactoria debido a que los ácidos neutralizados son aún corrosivos e inestables y con frecuencia actúan como agentes emulsificantes persistentes, dando lugar a emulsiones intratables, las cuales aumentan aún más los problemas de procesamiento. Otro problema para los procesos de refinación convencionales se encuentra cuando el petróleo crudo contiene cantidades apreciables de azufre y compuestos de azufre, los cuales también conducen a problemas de corrosión severos. Asi, un objeto de la presente invención es descarboxilar el petróleo crudo, es decir, convertir los contaminantes de ácido nafténico encontrados en el petróleo crudo a compuestos no ácidos. Otro objeto de la presente invención es proporcionar un método para remover el azufre encontrado en el petróleo crudo en forma de mercaptanos, sulfuros, sulfuro de hidrógeno y compuestos cíclicos. Todavía otro objeto de la presente invención es proporcionar un método continuo y un aparato para remover contaminantes ácidos mediante la descarboxilación del petróleo crudo y también para remover el azufre y cualesquier sólidos, sales y otros agentes corrosivos, para producir un petróleo dulce o sin mercaptanos eminentemente adecuados para los procesos de refinería convencionales. Además, la presente invención puede ser utilizada de manera efectiva con cualquier tipo de petróleo crudo que tenga emulsiones aceite en agua estabilizadas por materiales sólidos finamente divididos. Estas emulsiones pueden ser separadas en una fracción de petróleo procesable de manera económica que es baja en sólidos suspendidos, agua, metales pesados, azufre, ácidos nafténicos, sales y otros contaminantes, una fracción de agua residual ecológicamente aceptable y de manera preferible, sólidos libres de petróleo, limpios, finamente divididos, floculados, los cuales pueden ser desechados fácilmente .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona un método para mejorar una corriente o flujo de petróleo que contiene contaminantes ácidos, el cual comprende agregar un óxido alcalinotérreo al flujo de petróleo en una cantidad efectiva para convertir sustancialmente todos los contaminantes de ácido nafténico a compuestos no ácidos correspondientes para formar una mezcla, calentar la mezcla bajo una presión suficiente para evitar la evaporación de la misma a una temperatura y durante un tiempo suficientes para que los contaminantes de ácido nafténico reaccionen con el óxido alcalinotérreo para formar una mezcla de petróleo para el procesamiento y un carbonato alcalinotérreo, separar el carbonato alcalinotérreo para recuperar el petróleo. La presente invención también proporciona un método para mejorar un flujo de petróleo que contiene ácido nafténico y contaminantes de azufre, el cual comprende agregar un óxido de metal alcalinotérreo al flujo de petróleo para formar una mezcla, en donde el óxido alcalinotérreo se agrega en una cantidad efectiva para convertir sustancialmente todos los contaminantes de ácido nafténico a los compuestos no ácidos correspondientes y sustancialmente todos los contaminantes de azufre a sulfuro alcalinotérreo, calentando la mezcla bajo una presión suficiente para evitar la evaporación de la mezcla a una temperatura suficiente y durante un tiempo suficiente para hacer reaccionar los contaminantes de ácido nafténico con el óxido alcalinotérreo para formar los compuestos no ácidos correspondientes y el carbonato alcalinotérreo y los contaminantes de azufre con el óxido alcalinotérreo para formar el sulfuro alcalinotérreo, separar el carbonato alcalinotérreo y el sulfuro alcalinotérreo. Además, la presente invención proporciona un método para mejorar un flujo de petróleo que contiene ácido nafténico y contaminantes de azufre, el cual comprende agregar óxido de calcio al flujo de petróleo, en donde el óxido de calcio se agrega en una cantidad de aproximadamente iüi?üHMlM ^ 1.5 hasta aproximadamente 2.0 veces el requerimiento teórico total para convertir todos los grupos carboxilo a CaC03 y todo el azufre a CaS, mezclar el óxido de calcio con el flujo de petróleo para formar una mezcla bien mezclada, calentar la mezcla bajo una presión suficiente para evitar la evaporación de la mezcla a una temperatura de aproximadamente 250°C hasta aproximadamente 500°C durante un tiempo de aproximadamente 5 minutos hasta aproximadamente 15 minutos para hacer reaccionar el ácido nafténico con el óxido de calcio para formar los compuestos no ácidos correspondientes y carbonato de calcio y los contaminantes de azufre con el óxido de calcio para formar sulfuro de calcio, separar el carbonato alcalinotérreo y el sulfuro de calcio. La cantidad efectiva del óxido alcalinotérreo agregada al flujo de petróleo puede ser fácilmente determinada por un experto en la técnica, efectuando unos cuantos análisis sencillos para determinar el contenido de contaminantes del petróleo crudo. De manera preferible la cantidad agregada deberá fluctuar de aproximadamente 1.2 hasta aproximadamente 3.0 veces la cantidad molecular necesaria para reaccionar con los grupos carboxilo y el azufre contenidos en el petróleo crudo, de manera más preferible de aproximadamente 1.5 hasta aproximadamente 2.0 veces la cantidad estequiométrica. De manera preferible, la mezcla deberá ser calentada a una temperatura de al menos aproximadamente 200°C, de manera preferible de aproximadamente 230°C hasta aproximadamente 500 °C y de manera más preferible de aproximadamente 250°C hasta aproximadamente 350°C. El tiempo de reacción puede fluctuar de aproximadamente 1 minuto hasta aproximadamente 30 minutos, de manera preferible de aproximadamente 5 minutos hasta aproximadamente 20 minutos y de manera más preferible de aproximadamente 10 minutos hasta aproximadamente 15 minutos. La presión de la mezcla puede fluctuar de aproximadamente 18.28 Kg/cm2 (manométricos) (260 psi manométricos) a aproximadamente 41.19 Kg/cm2 (manométricos) (600 psi manométricos), de manera preferible de aproximadamente 24.61 Kg/cm2 (350 psig) hasta aproximadamente 35.16 Kg/cm2 (500 psi manométricos). Bajo estas condiciones, los ácidos nafténicos son convertidos a compuestos no ácidos acompañados por la formación de carbonato alcalinotérreo. También, el azufre contenido en el petróleo crudo reacciona con el óxido alcalinotérreo para formar sulfuro alcalinotérreo. El carbonato alcalinotérreo y el sulfuro alcalinotérreo y el exceso de óxido se separan entonces del petróleo crudo. El óxido de calcio es el óxido alcalinotérreo preferido con el óxido de bario o magnesio como alternativas viables. Una modalidad preferida de la presente invención comprende además los pasos de evaporar instantáneamente la mezcla caliente a una presión más baja antes del paso de separación para destruir cualquier emulsión aceite en agua, de acuerdo al proceso descrito en la Patente Estadounidense No. 4,938,876, otorgada a Ohsol. El método puede comprender además el paso de agregar una cantidad efectiva de agua para desalar el petróleo crudo. De manera preferible, también pueden introducirse agentes desemulsificantes, floculantes y acomplejantes (formadores de complejos) en la mezcla antes del paso de evaporación instantánea. Estos agentes facilitan la ruptura de la emulsión, que se lleva a cabo en el paso de evaporación instantánea. La emulsión, si está presente, se separa por lo tanto en sus componentes y la porción no evaporada del material que entró a la zona de evaporación instantánea es ahora tratable para completar la separación por medios convencionales, tales como la sedimentación, centrifugación, hidrociclonización y filtración. De este modo, la presente invención logra la descarboxilación del petróleo crudo, la remoción de azufre y remoción de sales, agua y sólidos, incluyendo los sólidos formados durante la reacción de los ácidos nafténicos y los contaminantes de azufre con el óxido alcalinotérreo BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 anexa ilustra la modalidad preferida de la invención en forma esquemática. Muestra, en particular el paso de agregar óxido de calcio al petróleo crudo, seguido por una mezcla intensa, calentar la mezcla utilizando calor directo o inyección directa de agua y/o vapor sobrecalentado, seguido por evaporación instantánea de la mezcla a una presión más baja y separar los componentes de la mezcla por el paso de separación por centrifugación adicional .

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La modalidad preferida de la invención se ilustra en la figura 1. Asi, el petróleo crudo contaminado con contaminantes ácidos, tales como ácidos nafténicos, sales y compuestos de azufre en forma de mercaptanos, azufres y sulfuros de hidrógeno, es bombeado del tanque de almacenamiento 10 por medio de una bomba 12, la cual puede ser una bomba centrifuga de alta presión a una presión de al menos aproximadamente 21.10 Kg/cm2 (300 psi manométricos), de manera preferible de aproximadamente 24.61 Kg/cm2 (350) hasta aproximadamente 35.16 Kg/cm2 (500) y de manera más preferible de aproximadamente 28.16 Kg/cm2 (400) hasta aproximadamente 31.64 Kg/cm2 (450 psi manométricos). Se alimenta un óxido alcalinotérreo, de manera preferible óxido de calcio, un óxido de bario y de manera más preferible óxido de calcio de la tolva 14 por medio del alimentador 16 al petróleo crudo que entra a la succión de la bomba 12, de manera preferible con el agua condensada reciclada de la linea 18. El óxido es alimentado preferiblemente en forma de un polvo fino que tiene un tamaño de partícula de malla de aproximadamente 150 hasta aproximadamente 300, de manera preferible de malla de aproximadamente 200 hasta aproximadamente 250. El alimentador 16 puede ser un alimentador de tornillo o cualquier otro tipo que sea adecuado para mover polvos finos. El óxido también puede ser alimentado en una suspensión en agua, caso en el cual deberá utilizarse un alimentador adecuado para mover volumétricamente suspensiones acuosas. Una suspensión de óxido de calcio en agua, también conocida como leche de cal, es adecuada. El petróleo crudo con el óxido alcalinotérreo que sale de la bomba 12 se mezcla entonces en el mezclador 20, como se muestra en un mezclador en linea, para formar una mezcla bien mezclada. La mezcla es entonces conducida a través del calentador 22 para ser calentada a una temperatura suficiente para hacer reaccionar el óxido alcalinotérreo con los ácidos nafténicos y el azufre. La mezcla deberá ser calentada a una temperatura de al menos 200°C, de manera preferible de aproximadamente 230°C hasta aproximadamente 500°C y de manera más preferible de aproximadamente 250°C hasta aproximadamente 350 °C. La descarboxilación del petróleo crudo también puede efectuarse a una temperatura inferior a los 200°C pero mayor de aproximadamente 150°C, pero la reacción del óxido con los compuestos de azufre requiere una temperatura mayor, de al menos aproximadamente 200°C. Aunque no se muestra, la temperatura de la mezcla también puede elevarse mediante la adición de agua y/o vapor sobrecalentado a la mezcla de petróleo presurizado. Para aquellas emulsiones que contienen sólidos inorgánicos, puede ser deseable el uso de un agente floculante como se describe en la Patente Estadounidense No. 4,938,876 y la cual se incorpora en la presente para todos los propósitos. La mezcla caliente pasa ahora a través de un tambor de reacción 24, el cual está dimensionado para proporcionar un tiempo de residencia de al menos 1 minuto, de manera preferible de aproximadamente 5 minutos hasta aproximadamente 20 minutos y de manera más preferible de aproximadamente 10 minutos hasta aproximadamente 15 minutos para proporcionar el tiempo y condiciones de reacción para que los ácidos nafténicos sean convertidos a hidrocarburos no ácidos y para formar un carbonato de metal alcalinotérreo de acuerdo a la siguiente reacción simple: RCOOH + MO > R-H + MC03 en donde R es un alquilo y M es un metal alcalinotérreo, de manera preferible como se describe en esta discusión, calcio. También, el azufre contenido en el petróleo crudo •-t-1-il-MÍÍÍ.ilÉ reacciona con el óxido de metal alcalinotérreo para formar sulfuro alcalinotérreo de acuerdo a las siguientes reacciones (utilizando calcio como ejemplo) : R - CH2 - S - CH2 - R1 + CaO > R - CH = CH - R' + CaS + H20 R - CH2SH + R1 - CH2SH + 2CaO > R - CH = CH - R1 + 2CaS + 2H20 El carbonato alcalinotérreo y el sulfuro de metal alcalinotérreo pueden ser fácilmente removidos del petróleo crudo utilizando las técnicas de separación convencionales para la remoción de sólidos que son bien conocidas en la técnica . Regresando a la discusión del proceso, el interior del tambor de reacción también puede ser provisto con deflectores adecuados para mantener el contenido bien mezclado. De manera preferible, después de salir del tambor de reacción 24, puede agregarse una cantidad efectiva de agentes desemulsificantes en la mezcla. Estos agentes facilitan la ruptura de la emulsión, que se lleva cabo en el paso de evaporación instantánea. Deberá comprenderse que estos agentes pueden agregarse en cualquier punto antes del paso de evaporación instantánea. La mezcla también puede ser tratada con un compuesto que forme complejos metálicos en presencia de un tensioactivo con el fin de aislar cualesquier metales pesados presentes en la mezcla de petróleo, como se describe en la Patente Estadounidense No. 4,938,876 la cual se incorpora en la presente para todos los propósitos. Por ejemplo, como se muestra en la figura, estos agentes pueden ser inyectados desde un recipiente 23 utilizando una bomba 27 a través de la linea 26, corriente abajo del tambor de reacción 24. La bomba 27, es preferiblemente una bomba que proporciona alta presión. Estos agentes se agregan generalmente en pequeñas cantidades y se controlan cuidadosamente, en base a un análisis del petróleo crudo entrante, es decir, el contenido de agua y sólidos y la naturaleza del petróleo y de los sólidos. Por ejemplo, un primer agente puede ser un tensioactivo o agente que disminuya la tensión superficial tal como un producto de condensación de óxido de polietileno-alquil fenol, cargador no iónico, mientras que otro agente de tratamiento puede ser un agente floculante tal como una poliacrilamida o poliacrilamida modificada o derivado de la misma, de carácter catiónico. Las cantidades utilizadas pueden, por ejemplo, ser de 0.005 por ciento en peso a 0.05 por ciento en peso en base al petróleo crudo entrante. Las cantidades utilizadas dependerán del agente de tratamiento particular y la naturaleza del petróleo crudo y pueden ser tan bajas como de 0.0005 por ciento (5 partes por millón) o tan altas como de 0.10 por ciento (1000 partes por millón). Un tercer agente de tratamiento puede ser un agente complejante tal como ácido cítrico, ácido glicólico o EDTA, el propósito del cual es secuestrar contaminantes metálicos contenidos en el petróleo y llevarlos a la fase acuosa. El tercer agente también será agregado en una cantidad pequeña adecuada en el intervalo de aproximadamente 50 hasta aproximadamente 500 partes por millón. Para una discusión detallada del uso de los agentes desemulsificantes, floculantes y complejantes remitase a la Patente Estadounidense No. 4,938,876, otorgada a Ohsol y la cual se incorpora en la presente como referencia para todos los propósitos. La mezcla caliente se - evapora instantáneamente entonces a través del dispositivo de control 28, el cual libera la mezcla a una presión de aproximadamente 6.33 Kg/cm2 (90 psi) hasta aproximadamente 0.077037 Kg/cm2 (1 psi manométrico) , de manera preferible de aproximadamente 3.52 Kg/cm2 (50) hasta aproximadamente 0.352 Kg/cm2 y de manera más preferible de aproximadamente 2.11 Kg/cm2 (30) hasta aproximadamente 0.35 Kg/cm2 (5 psi manométricos), cuando entra al tambor de evaporación instantánea 30. El hidrocarburo ligero liberado y los vapores de agua del tambor de evaporación instantánea 30 pasan a través de la linea 31 hacia el condensador 32 en donde son condensados en petróleos ligeros y agua. El flujo 31 puede ser en .su mayoría de hidrocarburos ligeros y una pequeña cantidad de agua puede ser en su mayoría agua con relativamente menos hidrocarburos, dependiendo del intervalo de ebullición del aceite crudo y la cantidad de agua que entre al control de evaporación instantánea. Típicamente, el flujo puede ser de aproximadamente 50% de agua. Este paso de evaporación instantánea además de causar un enfriamiento rápido tiene el beneficio adicional de ayudar a romper la microestructura de los sólidos que protegen las interfases aceite-agua, la cual ha inhibido la separación aceite-agua normal mediante la sedimentación/coagulación de las gotas. Una vez que el paso de evaporación instantánea ha roto la microestructura de los sólidos que protegen las interfases aceite-agua, la cual ha inhibido la separación aceite-agua normal mediante la sedimentación/coagulación de las gotas, los sólidos contenidos en el petróleo crudo pueden ser removidos utilizando medios convencionales tales como separadores de ciclón o hidrociclón, centrifugas, tamices y otros dispositivos de separación bien conocidos en la técnica. Deberá comprenderse que el paso de evaporación instantánea no es necesario en la práctica de la presente invención pero se prefiere para separar emulsiones aceite-agua difíciles de romper. En algunos casos puede ser deseable evaporar instantáneamente a una presión un tanto mayor tal como de 3.516 Kg/cm2 (50 psi manométricos) para mantener la temperatura de evaporación instantánea del crudo suficientemente alta para tener una viscosidad razonablemente baja para petróleos crudos. Refiriéndose a la ¿¡mn¡ ?amSb figura, cualesquier gases no condensables del decantador 36 son liberados a través de la válvula de control de presión 34 y pasan hacia una antorcha para quemarse y liberarse hacia la atmósfera. Esos no condensables son típicamente hidrocarburos de Ci a C , H25, C02 y CO. Los líquidos condensados se dejan sedimentar en el decantador 36. Se forma una capa superior de petróleo ligero y se extrae a través de la linea 54 para ser liberada directamente a un tanque de almacenamiento de producto 52. El agua se acumula como la capa inferior y abandona el fondo del decantador para ser reciclada como flujo 18 junto con el flujo de agua de compensación o reposición adicional 56. El volumen, 80% a 90%, del flujo que entra al tambor de evaporación instantánea 30 permanece sin evaporarse y es liberado via la linea 37 a un primer hidrociclón 40 en el cual se separan los sólidos de los líquidos. El hidrociclón 40 aumenta la velocidad de sedimentación de los sólidos mediante fuerza centrifuga. El hidrociclón 40 separa el carbonato de calcio y el sulfuro de calcio y cualquier óxido de calcio no convertido del petróleo y agua junto con otros sólidos que puedan haber estado contenidos en el petróleo crudo original. Los sólidos sedimentan en el extremo inferior, estrecho de este dispositivo cónico y son removidos a través de la linea 46 para ser desechados o procesados adicionalmente. (Por ejemplo, el carbonato de calcio puede ser convertido a óxido de calcio reutilizable mediante calentamiento en un horno giratorio) . Los líquidos retenidos 41 del hidrociclón 40 son presurizados utilizando una bomba convencional 42 y son alimentados a un segundo hidrociclón 44 el cual separa la salmuera del petróleo. La salmuera proviene del extremo estrecho 48 del hidrocicl?n 44. El petróleo crudo purificado sale como el efluente principal del otro extremo del hidrociclón 42 y es alimentado a través de la linea 50 y el enfriador 58 al tanque de almacenamiento del producto 52. El óxido de metal alcalinotérreo es agregado en una cantidad efectiva, la cual es una cantidad que es suficiente para: a) convertir sustancialmente todos los ácidos nafténicos a los compuestos no ácidos correspondientes y b) combinarse sustancialmente con todo el azufre contenido en el petróleo crudo en forma de mercaptanos, sulfuros, sulfuro de hidrógeno y compuestos cíclicos. La cantidad efectiva puede ser determinada fácilmente por un experto en la técnica efectuando unos cuantos análisis simples para determinar la cantidad de contaminante ácido, normalmente compuestos de carboxilo y de azufre. De manera preferible, la cantidad agregada deberá fluctuar de aproximadamente 1.2 hasta aproximadamente 3.0 veces el equivalente químico de los ácidos nafténicos y el azufre contenido en el petróleo crudo y de manera más preferible de aproximadamente 1.5 hasta aproximadamente 2.0 veces el requerimiento teórico, en peso. De manera preferible, el óxido alcalinotérreo se agrega al petróleo crudo en una cantidad suficiente para convertir esencialmente todos los ácidos nafténicos a hidrocarburos y todo el azufre contenido en el petróleo crudo al sulfuro alcalinotérreo correspondiente. La modalidad preferida de la invención descrita en la figura proporciona un proceso continuo capaz de descarboxilar, desalar y endulzar petróleo crudo. El proceso de la figura es particularmente útil para tratar emulsiones aceite-agua-sólido que son difíciles de separar. Sin embargo, nada en la presente descripción de la invención deberá interpretarse como limitante de la presente invención con respecto al proceso continuo anterior. Por ejemplo, la descarboxilación puede efectuarse independientemente de cualquier remoción de azufre o desalazón del petróleo crudo. También, la desalazón puede ocurrir antes de tratar el petróleo con óxido de calcio, mezclando con suficiente agua para desalar efectivamente el petróleo crudo, agitando la mezcla y separando la salmuera del petróleo.

EJEMPLOS Para ilustrar la presente invención, se dan las siguientes modalidades ilustrativas. Debe comprenderse, sin embargo, que las modalidades se dan por propósitos de ilustración únicamente y que la invención no debe considerarse como limitada a ninguno de los materiales o condiciones especificas utilizadas en las modalidades especificas. Por conveniencia, a no ser que se resuma claramente de otra manera, los porcentajes se dan en esta especificación en peso, pero pueden ser relaciones en volumen porcentajes en donde se prefieran otros métodos de reportes .

EJEMPLO 1 100 barriles, aproximadamente 14965.9863 kilogramos (33,000 libras) de petróleo crudo del Mar del Norte que contenia 0.96% de ácidos nafténicos y 0.03% de sal, con un contenido de BS&W de 1.5% se trataron con 160.9977 kilogramos (355 libras) de cal malla 200 y 210 galones (794.85 litros) (770.975 kilogramos (1,750 libras)) de agua. La mezcla bien dispersada se calentó a (260°C) (500°F) bajo una presión de 48.16 Kg/cm2 (685 psi manométricos) y se mantuvo en esta condición en un tambor de reacción durante 8 minutos. Esta dispersión se dejó salir del tambor de reacción hacia un tambor de evaporación instantánea preliminar mantenido a 10.55 Kg/cm2 (150 psi manométricos), la temperatura cayó a aproximadamente 185°C (365°F) . Los fluidos no evaporados (petróleo, agua y compuestos de calcio en suspensión) se hicieron pasar a un primer hidrociclón (que opera bajo bajo presión) para separar los compuestos de calcio sólidos como la fase pesada junto con una fracción de fase acuosa como un liquido portador incluido. El fluido más ligero que sale de este primer hidrociclón es petróleo crudo y agua salada. Este fluido está aún bajo algo de presión, aproximadamente 6.33 Kg/cm2 (90 psi manométricos), suficiente para forzar éste a través de un segundo hidrociclón el cual descarga el agua salada como la fase pesada y petróleo crudo limpio como la fase ligera. El petróleo crudo está esencialmente libre de ácidos nafténicos (menos del 0.03%). El contenido de sal es también muy bajo, hasta 0.0015%. Los hidrocarburos ligeros evaporados en el primer paso de evaporación instantánea se condensan y agregan al petróleo crudo recuperado. El vapor de agua del primer paso de evaporación instantánea se condensa y se encuentra que es adecuado para reciclarse.

EJEMPLO 2 100 barriles de petróleo crudo del Mar del Norte como los utilizados en el Ejemplo 1 se mezclaron con 158.73 kilogramos (50 libras) de óxido de calcio finamente dividido (malla 200) y 770.97 kilogramos (1,700 libras) (772.14 litros (204 galones) ) utilizando un mezclador de alta velocidad proporcionando una dispersión al 1.0% de los -_-a.ttEilriaiiil.aEi sólidos en el liquido. La dispersión se calentó entonces bajo una presión de aproximadamente 7.03 Kg/cm2 (100 psi manométricos) hasta aproximadamente 148.89°C (300°F) bombeando ésta a través de un intercambiador de calor calentado con vapor. Después del calentamiento, se inyectaron 750 partes por millón en peso de un tensioactivo químico que rompe la emulsión, Breakxit No. 125 y se mezcló bien en la corriente de flujo de petróleo. El flujo de petróleo asi tratado se libero bajo una ligera presión de 7.03 Kg/cm2 (100 psi manométricos) a aproximadamente 1.4 Kg/cm2 (20 psi manométricos) a través de una boquilla descendente a presión de flujo laminar haciendo que una porción del contenido se evaporara instantáneamente en vapor (vapor de agua e hidrocarburos finales ligeros) , haciendo a la vez que la temperatura cayera hasta aproximadamente 260°F 127°C (260°F) . Se liberó considerablemente más hidrocarburo y vapor de agua que en el ejemplo 1. El liquido remanente contiene el volumen de masa de petróleo crudo con una cantidad apreciable de agua, cal y sal. La mezcla se hizo pasar entonces a través de un "hidrociclón", un dispositivo cónico largo para separar fases de diferente gravedad especifica causando una rápida rotación del fluido entrante. El petróleo y el volumen de masa o agua pasa hacia afuera desde el extremo de descarga de baja gravedad (de diámetro más grande) del hidrociclón, mientras que la suspensión de í ?lg cal hidratada más cualesquier sólidos contenidos en el petróleo crudo original (aproximadamente 0.2 por ciento en peso) pasa hacia afuera a través de la puerta de descarga de alta gravedad (el extremo de diámetro más pequeño del cono) . La mezcla de petróleo y agua del extremo de diámetro más grande del hidrociclón es sometida a una presión de aproximadamente 0.352 Kg/cm2 (5 psi manométricos) y a continuación es bombeada a una velocidad de flujo constante para entrar a un segundo hidrociclón a una presión de aproximadamente 3.52 Kg/cm2 (50 psi manométricos). El extremo de diámetro más grande del segundo hidrociclón descarga el petróleo crudo desalado con menos de un décimo de uno por ciento (0.1%) de contenido de agua, mientras que el extremo de diámetro más pequeño descarga esencialmente toda el agua, que contenia la sal originalmente en el petróleo crudo y una pequeña cantidad de petróleo incluida. Esta agua salada oleosa es sometida a purificación y descarga . El petróleo crudo desalado es entonces remezclado con los sólidos concentrados que contienen esencialmente toda la cal en un tanque de mezclado, es bien agitado y bombeado al tanque de reacción a alta presión y alta temperatura, con un tiempo de residencia de doce minutos a 260°C (500°F) . La temperatura se alcanza a través del uso de un encamisado calentado eléctricamente y la presión se mantiene a aproximadamente 28.13 Kg/cm (400 psi manométricos) . La agitación se obtiene por medio del uso de deflectores orientados helicoidalmente, invertidos, dentro del tanque de enjuague (un sistema mezclador "Kenics") . La dispersión que sale del tanque de enjuague a través de una válvula de descenso de presión de flujo laminar hacia un tanque de enfriamiento y sedimentación, permitiendo que la suspensión se enfrie por debajo de 120 °C (250°F) a 3.52 Kg/cm2 (50 psi manométricos). Los fondos de este tanque de sedimentación son descargados a través de una centrifuga para separar el carbonato de calcio y óxido de calcio del petróleo caliente. Una muestra de petróleo crudo recuperado demuestra únicamente 0.01% de ácidos nafténicos. Los sólidos recuperados de la centrifuga se midieron a 111.11 kilogramos (245 libras) de carbonato de calcio y 95.24 kilogramos (210 libras) de cal residual. El aceite recuperado es adecuado para el proceso de refinación normal. Como en el ejemplo 1, los vapores condensados del paso de evaporación instantánea son utilizables, los hidrocarburos pueden ser agregados al petróleo crudo limpio y el agua es de una calidad para ser reciclada .

EJEMPLO 3 En este ejemplo se trató un petróleo crudo con un alto contenido de azufre en una instalación de prueba de 100 barriles. 100 barriles dé un petróleo crudo que contenia 0.05% de ácidos nafténicos, 3.5% (en peso) de azufre y 2.0 de BS& . Su gravedad especifica es 0.946 (18°AP1) . Su contenido de sal es 0.05%. Este petróleo es mezclado con 997.73 kilogramos (2200 libras) de óxido de calcio y 189.25 litros (50 galones) de agua y se agitó bien. La dispersión se calentó a continuación bajo presión a 260°C (500°F) como en el ejemplo 2, se dejó humedecer a esa temperatura durante 20 minutos y a continuación se liberó a 10.55 Kg/cm2 (150 psi manométricos) y 185°C (365°F). Los vapores liberados se condensaron y la suspensión retenida se hidrociclonizó en un hidrociclón con una primer etapa más grande para remover aproximadamente 1133.78 kilogramos (2500 libras) de sulfuro de calcio y 90.70 kilogramos (200 libras) de una mezcla de óxido de calcio y de un carbonato de calcio, junto con 113.38 kilogramos (250 libras) de agua y petróleo, además de liquido. Estos sólidos se lavaron posteriormente y se secaron en una centrifuga de alta velocidad. El efluente liquido del hidrociclón de la primer etapa se hizo pasar al hidrociclón de la segunda etapa para remover el agua salada remanente, a aproximadamente 90.70 kilogramos (200 libras). El petróleo recuperado del segundo hidrociclón constituyó el 95% del petróleo crudo entrante y tuvo un contenido de azufre de 0.25%, un contenido de sal de menos del 0.001% y lecturas de BS&W de menos de 0.2%. Los condensados de la parte superior del paso de evaporación instantánea se reciclaron como el ejemplo anterior. A partir de la descripción anterior y los ejemplos específicos de modalidades especificadas de la presente invención, aquellos expertos en la técnica reconocerían fácilmente muchas variaciones de la práctica de la invención resumida en la descripción anterior y cubierta por las reivindicaciones adjuntas sin desviarse del alcance propuesto de las reivindicaciones anexas. Se hace constar que, con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (33)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad, lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Un método para mejorar una corriente de petróleo que contiene contaminantes ácidos, caracterizado porque comprende agregar un óxido alcalinotérreo a la corriente de petróleo en una cantidad efectiva para convertir sustancialmente todos los contaminantes de ácido nafténico a los compuestos no ácidos correspondientes para formar una mezcla, calentar la mezcla bajo una presión suficiente para evitar la evaporación de la mezcla a una temperatura y durante un tiempo suficiente para que los contaminantes de ácido nafténico reaccionen con el óxido alcalinotérreo para formar una mezcla de petróleo para procesamiento y un carbonato alcalinotérreo y separar el carbonato alcalinotérreo para recuperar el petróleo.
2. 2. El método de la reivindicación 1, caracterizado porque el óxido alcalinotérreo se selecciona del grupo que consiste de óxido de calcio y óxido de bario.
3. 3. El método de la reivindicación 2, caracterizado porque el óxido alcalinotérreo es óxido de calcio.
4. 4. El método de la reivindicación 3, caracterizado porque el paso de calentamiento implica calentar la mezcla a ^¡í íeOm áb? una temperatura de al menos aproximadamente 150 °C y durante un tiempo de al menos aproximadamente 5 minutos.
5. 5. El método de ~la reivindicación 4, caracterizado porque comprende además el paso de evaporar instantáneamente la mezcla calentada a una presión más baja que en el paso de separación inicial.
6. 6. El método de la reivindicación 5, caracterizado porque comprende además los pasos de agregar agua en una cantidad efectiva para desalar el petróleo antes del paso de evaporación instantánea y separar el agua que contiene sal después del paso de evaporación instantánea.
7. 7. El método de la reivindicación 6, caracterizado porque comprende además el paso de agregar un agente desemulsificante a la mezcla.
8. 8. El método de la reivindicación 7, caracterizado porque comprende además el paso de agregar un agente floculante a la mezcla.
9. 9. El método de la reivindicación 8, caracterizado porque comprende además los pasos de agregar un agente desemulsificante y agregar un agente floculante antes del paso de evaporación instantánea.
10. 10. El método de la reivindicación 9, en donde el agente floculante y el agente desemulsificante se agregan a la mezcla de manera sustancialmente simultánea.
11. 11. El método de la reivindicación 10, en donde los agentes floculante y desemulsificante se agregan a la mezcla en una cantidad de "10 ppm a 1000 ppm en peso.
12. 12. El método de la reivindicación 11, que comprende además el paso de agregar un agente acomplejante.
13. 13. El método de la reivindicación 12, en donde el agente acomplejante se agrega en la cantidad de 50 a 500 ppm en peso.
14. 14. El método de la reivindicación 1, que comprende además el paso de agitar la mezcla.
15. 15. El método de la reivindicación 5, en donde la mezcla caliente se evapora instantáneamente a una presión de aproximadamente 1.033 Kg/cm2 (1 atmósfera manométrica) .
16. 16. Un método para mejorar una corriente de petróleo que contiene ácido nafténico y contaminantes de azufre, caracterizado porque comprende agregar un óxido de metal alcalinotérreo a la corriente de petróleo para formar una mezcla, en donde el óxido alcalinotérreo se agrega en una cantidad efectiva para convertir sustancialmente todos los contaminantes de ácido nafténico a los compuestos no ácidos correspondientes y sustancialmente todos los contaminantes de azufre a sulfuro alcalinotérreo, calentar la mezcla bajo una presión suficiente para evitar la evaporación de la mezcla a una temperatura suficiente y durante un tiempo suficientes para hacer reaccionar los contaminantes de ácido nafténico con el óxido alcalinotérreo para formar los compuestos no ácidos correspondientes y el carbonato alcalinotérreo y los contaminantes de azufre con el óxido alcalinotérreo para formar el sulfuro alcalinotérreo, separar el carbonato alcalinotérreo y el sulfuro alcalinotérreo.
17. 17. El método de la reivindicación 16, caracterizado porque el óxido alcalinotérreo se selecciona del grupo que consiste de óxido de calcio y óxido de bario.
18. 18. El método de la reivindicación 17, en donde el óxido alcalinotérreo es óxido de calcio.
19. 19. El método de la reivindicación 18, caracterizado porque el paso de calentamiento implica calentar la mezcla a una temperatura de al menos 250°C y durante un tiempo de al menos 5 minutos.
20. 20. El método de la reivindicación 19, caracterizado porque comprende además el paso de evaporar instantáneamente la mezcla caliente a una presión más baja antes del paso de separación.
21. 21. El método de la reivindicación 20, caracterizado porque comprende además los pasos de agregar agua en una cantidad efectiva para desalar la corriente de petróleo antes del paso de evaporación instantánea y separar el agua que contiene la sal después del paso de evaporación instantánea.
22. 22. El método de la reivindicación 21, caracterizado porque comprende además el paso de agregar un agente desemulsificante a la mezcla.
23. 23. El método de la reivindicación 23, caracterizado porque comprende además un agente floculante a la mezcla.
24. 24. El método de la reivindicación caracterizado porque comprende además los pasos de agregar un desemulsificante y agregar un agente floculante antes del paso de evaporación instantánea.
25. 25. El método de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque los agentes floculantes y desemulsificantes son agregados a la mezcla de manera sustancialmente simultánea.
26. 26. El método de la reivindicación 25, caracterizado porque los agentes floculantes y desemulsificante son agregados a la mezcla en la cantidad de 10 ppm a 1000 ppm en peso.
27. 27. El método de la reivindicación 26, caracterizado porque comprende además el paso de agregar un agente complejante.
28. 28. El método de la reivindicación 27, caracterizado porque el agente complejante se agrega en la cantidad de 50 a 500 ppm en peso.
29. 29. El método de la reivindicación 16, caracterizado porque comprende además el paso de agitar la mezcla.
30. 30. El método de la reivindicación 16, caracterizado porque la mezcla caliente se evapora instantáneamente a una presión de aproximadamente 1 atmósfera manométrica.
31. 31. El método de la reivindicación 16, caracterizado porque comprende además el paso de agregar hidróxido de sodio para ayudar a e inducir la función del óxido alcalinotérreo.
32. 32. El método de la reivindicación 16, caracterizado porque el óxido alcalinotérreo se agrega en un equivalente molar de aproximadamente 1.5 a aproximadamente 2.0 veces las moles totales de los ácidos nafténicos y contaminantes de azufre contenidos en el petróleo.
33. 33. Un método para mejorar una corriente de petróleo que contiene ácido nafténico y contaminantes de azufre, caracterizado porque comprende agregar óxido de calcio al flujo de petróleo, en donde el óxido de calcio se agrega en una cantidad de aproximadamente 1.5 hasta aproximadamente 2.0 veces el requerimiento teórico total para convertir todos los grupos carboxilo a CaC03 y todo el azufre a CaS, mezclando el óxido de calcio con la corriente de petróleo para formar una mezcla bien mezclada, calentar ^ u ¡amm?m^? la mezcla bajo una presión suficiente para evitar la evaporación de la mezcla a una temperatura de aproximadamente 250°C hasta aproximadamente 500°C durante un tiempo de aproximadamente 5 minutos hasta aproximadamente 15 minutos para hacer reaccionar el ácido nafténico con el óxido de calcio para formar los compuestos no ácidos correspondientes y el carbonato de calcio y los contaminantes de azufre con el óxido de calcio para formar sulfuro de calcio, separar el carbonato alcalinotérreo y el sulfuro de calcio.