Formación de hidratos de metano en emulsiones agua – aceite en presencia de Synperonic PE/F127
Fecha
2018-09-11Registro en:
Pavón García, Antonio. (2018). Formación de hidratos de metano en emulsiones agua – aceite en presencia de Synperonic PE/F127 (Maestría en Ciencias en Ingeniería Química). Instituto Politécnico Nacional, Sección de Estudios de Posgrado e Investigación, Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas, México.
Autor
Pavón García, Antonio
Institución
Resumen
RESUMEN:
En este trabajo se analizó la influencia del tensoactivo no iónico synperonic PE/F127 en el proceso de formación y disociación de hidratos de metano para una emulsión agua – petróleo crudo; la muestra de petróleo se caracterizó por medio de la determinación del contenido de saturados, aromáticos, resinas y asfaltenos (SARA). Se estudiaron dos sistemas: el primer sistema, metano (CH4) + agua (H2O) desionizada + petróleo crudo, se utilizó como sistema de referencia; el segundo sistema, CH4 + H2O + petróleo crudo + synperonic PE/F127, se reporta a tres concentraciones 0.35, 0.7 y 1.5 g/L sobre una base agua - synperonic PE/F127.
Los experimentos sobre hidratos de gas se realizaron en una celda de equilibrio de 0.6 L, utilizando el método isocórico. El procedimiento experimental consistió en la formación y disociación del hidrato; se realizaron dos experimentos de ciclo completo formación - disociación y tres experimentos donde únicamente se obtuvo la formación, para tener al final cinco experimentos de formación y dos sobre disociación por cada presión inicial. Un sistema de adquisición de datos permitió generar gráficos en tiempo real del comportamiento de las variables, presión, temperatura y tiempo, involucradas en la experimentación. De manera casi simultánea, los valores de estas variables se almacenaron en archivos de texto para su posterior análisis y evaluación de los parámetros que influyen en estos procesos.
La influencia del tensoactivo en los hidratos de metano se evaluó tanto en el aspecto del proceso de formación como en el proceso de disociación. Para este propósito, se determinaron a partir de las variables tiempo presión y temperatura los siguientes parámetros: tiempo de inducción, tiempo de aglomeración, consumo de gas y velocidad de crecimiento, para la etapa de formación; las condiciones de equilibrio agua líquida – hidrato – vapor (Lw-H-V) y la entalpía de disociación permitieron evaluar la etapa de disociación.
De acuerdo a los resultados obtenidos, el tensoactivo synperonic PE/F127 tuvo un comportamiento inhibidor debido a que su presencia en las emulsiones prolongó el tiempo de inducción, así como el tiempo de aglomeración; además, el tensoactivo aumentó la velocidad de formación del hidrato al comenzar el proceso de aglomeración. Sin embargo, se observó que el tensoactivo no tiene un efecto significativo en el equilibrio de fases y tampoco en el consumo de gas. Por otra parte, no se encontró un comportamiento sistemático en el tiempo de inducción con respecto a la variación de la concentración del synperonic PE/F127.
ABSTRACT:
In this work, the effect of the non-ionic surfactant synperonic PE/F127 was studied in the methane hydrate formation and dissociation processes for water - oil emulsions. Oil sample was characterized based on the SARA (saturates, aromatics, resins, asphaltenes) analysis. Two systems were studied: The first system methane (CH4) + deionized water (H2O) + oil was the reference system; the second one CH4 + H2O + oil + synperonic PE/F127 is reported at three concentrations 0.35, 0.7 and 1.5 g/L over a water – surfactant basis.
Gas hydrate experiments were carried out in an equilibrium cell with a capacity of 0.6 L based on the isochoric method. The experimental procedure consisted on the hydrate formation and dissociation. Two runs were performed for a complete formationdissociation path and three runs were accomplished for formation path for each initial pressure; so, five experiments belonged to formation process and two experiments corresponded to dissociation process. A data acquisition system allowed to monitor graphically pressure, temperature, time behavior in real-time along the experiments. Values of these variables were stored in text files for a subsequent analysis and parameters evaluation involved in those processes.
The surfactant effect on methane hydrates was evaluated both in the formation and dissociation processes. For this purpose, the following parameters were determined from pressure temperature and time variables: induction time, agglomeration time, gas consumption and growth rate in the formation; the equilibrium liquid water – hydrate – vapor (Lw-H-V) conditions and the dissociation enthalpy for the dissociation stage.
Based on the obtained results, the surfactant synperonic PE/127 had an inhibition behavior for emulsion systems since the induction time and agglomeration time increased, but the formation rate was also promoted at the beginning of the agglomeration. However, the surfactant did not alter the equilibrium phase conditions neither in gas consumption. Besides, a systematic behavior about induction time was not found with respect to the surfactant concentration profile.