Diseño, construccion y modelado de un sistema escalado de cavitacion hidrodinamica, para el proceso de reduccion de viscosidad en crudos pesados - Galvis Silva, Henry Mauricio (Universidad Industrial de Santander, 2019)
La 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.
Design, Construction and Modeling of a Hydrodynamic Cavitation Scaled System, for the Process of Viscosity Reduction in Heavy Crude Oil
Keywords: Cavitación Hidrodinámica; Crudos Pesados; Reducción De Viscosidad; Diseño; Construcción; Prototipo; Escalamiento; Modelado; Hydrodynamic Cavitation; Heavy Crude Oil; Viscosity Reduction; Design; Construction; Prototype Scaling Up; Modeling