Diseño, construccion y modelado de un sistema escalado de cavitacion hidrodinamica, para el proceso de reduccion de viscosidad en crudos pesados

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dc.contributor.advisorBuendía Lombana, Hernando
dc.contributor.authorGalvis Silva, Henry Mauricio
dc.date.accessioned2023-04-06T20:19:26Z
dc.date.available2023
dc.date.available2023-04-06T20:19:26Z
dc.date.created2019
dc.date.embargoEnd2024-12-31
dc.date.issued2019
dc.description.abstractLa creciente y constante demanda de energía y derivados del petróleo han venido aumentando paulatinamente durante las últimas décadas, y se prevé que esta tendencia se mantenga. Sin embargo, las reservas de hidrocarburos convencionales continúan disminuyendo, y de los recursos hidrocarburíferos actuales en Colombia, aproximadamente un 70% son crudos pesados. Debido a las propiedades físicas y químicas de estos hidrocarburos pesados, el transporte a través de oleoductos es una tarea compleja. Por lo cual, se hace necesaria la aplicación de métodos costo-efectivos, entre ellos: la dilución, precalentamiento, creación de emulsiones para el transporte, core anular flow y upgrading. La cavitación hidrodinámica, se presenta como una alternativa para la reducción de viscosidad de estos crudos, con mejores resultados y a menores costos que los métodos convencionales. Durante los últimos años ERVS S.A.S ha trabajado en la optimización de su patente de diseño, construyendo mejores prototipos que generen el fenómeno de cavitación hidrodinámica. Como resultado se desarrollaron su primer equipo a escala de campo (HCR-200) en el 2016, ubicado en el Parque Tecnológico Guatiguará. En el presente trabajo, se despliegan las etapas de diseño y construcción de un prototipo a escala de la unidad HCR-200, el cual permitirá la reducción en los volúmenes de fluidos de trabajo requeridos por prueba; (hasta máximo ocho galones) disminuyendo a su vez los costos de investigación. Para validar tanto su funcionamiento, como la ocurrencia del fenómeno de cavitación hidrodinámica, se realizaron las respectivas pruebas de validación con diferentes crudos pesados colombianos. Finalmente, se realizó un análisis estadístico para encontrar la diferencia significativa entre la dilución convencional y esta novedosa técnica. Adicionalmente, se construyó un modelo de simulación en una dimensión, con el fin de entender la influencia del fenómeno de cavitación hidrodinámica en la reducción de viscosidad y el comportamiento final del fluido.
dc.description.abstractenglishThe growing and constant demand for energy and petroleum products have been increasing gradually during the last decades, and this trend is expected to continue. However, the reserves of conventional hydrocarbons continue decreasing, and of the current hydrocarbon resources in Colombia, approximately 70% are heavy oil. Due to the physical and chemical properties of these hydrocarbons, the transport through oil pipeline is a complex task. Therefore, it is necessary to apply economic and efficient methods. Among those that highlight the dilution, pre-heating, creation of emulsions for transport, core annular flow and upgrading. Hydrodynamic Cavitation is presented as an alternative for the reduction of viscosity of these crudes, with better results and lower costs than conventional methods. During the last years ERVS S.A company, has been working in optimizing its design patent for construction of better prototypes that promote the generation of hydrodynamic cavitation phenomenon. The result was the development of its first field-scale equipment (HCR-200) in 2016, which is located in the Parque Tecnológico Guatiguará. In the present work, the stages of design and construction of a prototype at scale of the HCR-200 unit are deployed, which will allow the reduction in the volumes of work fluid required per test (up to eight gallons maximum) reducing in turn the research costs. In order to validate both its functioning and the occurrence of the hydrodynamic cavitation phenomenon, the respective testing and validation tests were carried out with different Colombian heavy oils. Finally, a statistical analysis was performed to find the significant difference between conventional dilution and this novel technique; and also, a simulation model in one dimension was built, used to reproduce the behavior of the fluids when applying the hydrodynamic cavitation process.
dc.description.degreelevelMaestría
dc.description.degreenameMagíster en Ingeniería de Hidrocarburos
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/13983
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingenierías Fisicoquímicas
dc.publisher.programMaestría en Ingeniería de Hidrocarburos
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería de Petróleos
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/embargoedAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/embargoedAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_f1cf/
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectCavitación Hidrodinámica
dc.subjectCrudos Pesados
dc.subjectReducción De Viscosidad
dc.subjectDiseño
dc.subjectConstrucción
dc.subjectPrototipo
dc.subjectEscalamiento
dc.subjectModelado
dc.subject.keywordHydrodynamic Cavitation
dc.subject.keywordHeavy Crude Oil
dc.subject.keywordViscosity Reduction
dc.subject.keywordDesign
dc.subject.keywordConstruction
dc.subject.keywordPrototype Scaling Up
dc.subject.keywordModeling
dc.titleDiseño, construccion y modelado de un sistema escalado de cavitacion hidrodinamica, para el proceso de reduccion de viscosidad en crudos pesados
dc.title.englishDesign, Construction and Modeling of a Hydrodynamic Cavitation Scaled System, for the Process of Viscosity Reduction in Heavy Crude Oil
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría
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