UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO F ACUL T AD DE QUÍMICA , , ANALISIS DE LAS PRINCIPALES TECNOLOGIAS PARA LA SEPARACIÓN DE PETRÓLEO, ACEITE V OTROS DEL AGUA. T E s 1 s QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUÍMICO P R E S E N T A ELARYV VÁÑEZ GODíNEZ MÉXICO, D.F. EXAMEN!!S PROfE ~ ~~ ' " !\l . E~ 'CULTAD DE 0 1 : 2005 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. --------------- - --- Jurado asignado: Presidente Prof. Reynaldo Sandoval González Vocal Prof. José Antonio Ortiz Ramírez Secretario Prof. Hugo Norberto Ciceri Silvenses ler supo Prof. León c. Coronado Mendoza 2do supo Prof. José Fernando Barragán Aroche Tema desarrollado en la Facultad de Química, UNAM. Sustentante ¿Jk-.. Elaryv Y áñez Godínez Autorizo I la Dlreccl6n General da Bibliotecas da la UNAM a difundir en formato e6ectronico a Impreso el contenido _de mi tretjO, _ reoopolol\8! NOMBRE:.J5i l..J:l.1tj1. A N't:~ * = : : AGRADECIMIENTOS A Dios por no abandonanne nunca y ayudarme en todo momento de mi vida, por danne una familia primero con mis padres y hermana y ahora con mi esposa e hija. A mis padres por danne la vida, su amor, educación, principios y valores, por hacer de mí un hombre de bien. Gracias por apoyanne en todos mis proyectos y estar cuando los necesito. A mi hermana por darme su amor, compañía y comprensión. Por aguantarme tanto y aún así quererme mucho. A mi esposa Pilar por su amor y su apoyo hacia mí. Por aceptarme con todo y mis defectos, por perdonarme mis faltas y ayudanne a cambiar. A mi querida hija Samantha por ser la luz de mi vida. Por darme el motivo más grande para vivir, ella. Gracias por permitirme descubrir la hermosa experiencia de ser padre. A mis suegros por todo el apoyo y amor que me han dado. Por dar vida al amor de mi vida y por ser tan excelentes personas. A mi asesor, el Profesor Rugo Norberto Ciceri por su apoyo en todo momento y sus sabios consejos. ÍNDICE Índice de tablas y figuras Introducción Objetivos Capítulo 1 Tecnologías de separación líquido-líquido, sus principios y fundamentos. II IV 1 1.1 Objetivos 2 1.2 Presencia de agua en combustibles. 2 1.2.1 Efectos sobre equipos. 2 1.2.2 Efectos económicos. 4 1.3 Principios fundamentales 5 1.4 Procesos de separación líquido-líquido 7 1.5 Procesos de separación aplicables en combustibles 9 1.6 Análisis 14 1. 7 Conclusiones 15 Capítulo 2 Tecnologías para separar agua del petróleo, patentes y mejoras 2.1 Introducción 2.2 Objetivos 2.3 El petróleo y eliminación de impurezas. 16 17 17 17 2.4 Tecnólogos y tecnologías de separación. 21 2.4.1 Agua libre 21 2.4.2 Tratamientos eléctricos 25 2.4.3 Tratamientos caloríficos 29 2.4.4 Tratamientos químicos 30 2.5 Patentes 33 2.6 Mejoras y adelantos 40 2.7 Análisis 44 2.8 Conclusiones 46 Capítulo 3 48 Tecnologfas para separar agua del aceite, patentes y mejoras 3.1 Introducción 49 3.2 Objetivos 49 3.3 El aceite y eliminación de impurezas. 49 3.4 Tecnólogos y tecnologías y de separación. 52 3.4.1 Separación aceite-agua 52 3.4.2 Separación agua-aceite 56 3.5 Patentes 62 3.6 Análisis 69 3.7 Conclusiones 71 Capítulo 4 Tecnologías para separar agua de los combustibles gasolina y diesel, patentes 72 y mejoras 4.1 Introducción 4.2 Objetivos 4.3 Combustibles diesel y gasolina y eliminación de impurezas. 4.4 Tecnólogos y tecnologías y de separación. 4.5 Patentes 4.6 Análisis 4.7 Conclusiones Conclusiones Bibliografía Anexos 73 73 73 76 84 90 92 93 97 100 índice de tablas y figuras Tabla 1 Ejemplos de separadores y materiales separadores según el sistema Figura 1 Mecanismo de acción de los tensoactivos Tabla 2 Exponentes típicos para costo del equipo según su capacidad Figura 2 Tecnologías para la separación de agua del petróleo Tabla 2.1 Patentes con aplicación en la separación agua-petróleo Figura 2.1 Desarrollo de patentes (separación agua-petróleo) por país Figura 2.2 Tratamientos para la separación de agua contenida del petróleo Tabla 2.2 Artículos relacionados con la separación agua-hidrocarburos Figura 2.3 Artículos relacionados con la separación agua-hidrocarburos Figura 3 Tecnologías y tecnólogos para la separación de agua del aceite Tabla 3 Características de un equipo de termovacío y de centrifugación Tabla 3.1 Patentes con aplicación en la separación agua-aceite Figura 3.1 Desarrollo de patentes (separación agua-aceite) por país Figura 3.2 Tratamientos para la separación de agua contenida en aceites Figura 4 Tecnologías y tecnólogos para la separación de agua del diesel y la gasolina Tabla 4.1 Patentes con aplicación en la separación agua-diesel o gasolina Figura 4.1 Desarrollo de patentes (separación agua-combusttbles) por país Figura 4.2 Tratamientos para la separación del agua contenida en los combustibles diesel y gasolina ------ 10 13 19 22 34 39 40 41 43 53 58 63 68 69 77 84 88 89 1 11 INTRODUCCIÓN Hoy en día la tecnología se mueve a gran velocidad, dando pasos enormes cada día. Algunos sistemas o equipos que hasta no hace mucho sorprendían por su innovación, hoy son obsoletos. Las industrias, las empresas, las personas, deben ir tan rápido como el avance tecnológico o perecer en el camino. La ciencia y la tecnología avanzan siempre de la mano, complementándose una a la otra y llevándonos a un mundo donde la vida sobrehumana o en la luna ya no son ideas tan descabelladas. Siempre que se requiere solucionar problemas en cualquier materia o ambiente, surgen tecnologías que satisfacen en gran medida las demandas de quienes las solicitan. Es resultado del trabajo de muchas personas, entre ellas ingenieros, físicos, biólogos, químicos, etc. que se ve consumado cuando se logran satisfacer por completo las expectativas de las personas, compailías, empresas o en general usuarios (clientes). Podemos llamar genéricamente a estos desarrolladores como tecnólogos. En el caso especifico de la materia que nos ocupa, la Ingeniería Química, son incontables los adelantos que se han tenido desde que surgió esta disciplina. Ya sea que se hable de hacer una simple mezcla binaria o de llevar a cabo una reacción nuclear, la tecnología ha estado invariablemente presente, tanto así que muchos de los procesos actuales son completamente automatizados y ofrecen gran eficiencia. Indudablemente que dichos adelantos son la obra de ailos de investigación y no menos de experiencia. Dentro de las materias que ocupan a la ingeniería química se encuentra la separación de mezclas, ya sea que los componentes se encuentren en una misma o en distintas fases. La separación es uno de los procesos unitarios más recurrentes pues en la naturaleza los compuestos difícilmente se encuentran en estado puro, y en la industria los ID productos de reacciones químicas no pueden considerarse puras al 100%, es necesario llevar a cabo su separación o purificación para poder disponer de ellos. La industria petrolera es no por menos uno de los ejemplos más ilustrativos de la necesidad de separar sustancias. El petróleo en sí mismo es una mezcla de muchos compuestos que deben ser primero separados antes de poder disponer de ellos y ser aprovechados. Del petróleo se obtienen diversas sustancias destinadas al rubro energético, es decir, son utilizadas como combustibles. En el crudo y en dichos derivados, se presentan impurezas inherentes a su lugar de procedencia o que se van adicionando conforme se van tratando y avanzando en la cadena de producción. El agua es vital para muchos procesos, tanto vitales como industriales. Pero en el caso de la industria petrolera es considerada como una impureza o contaminante si se encuentra 'presente en el crudo o algún combustible derivado. Por tanto, el agua debe ser eliminada, en otras palabras se debe proceder a deshidratar dichos hidrocarburos. El hecho de que estos hidrocarburos se encuentren hidratados, trae consigo diversos y serios problemas como la corrosión de tuberías por mencionar sólo uno. He aquí la importancia del estudio de las separaciones de mezclas, específicamente de sistemas líquido-líquido. Como es bien sabido el agua y el aceite no se mezclan, en otras palabras, son inmiscibles. No obstante, estos dos componentes forman mezclas que pueden llegar a resultar muy estables y por tanto resulta más dificil llevar a cabo su separación. Así sucede con el crudo y sus combustibles líquidos derivados con el agua, que integran soluciones con dos partes, la oleosa y la acuosa. En el mercado se encuentran distintas opciones, tecnologías, desarrolladas específicamente para resolver el problema de la presencia de agua en los hidrocarburos. Quienes las han desarrollado han dedicado tiempo y recursos con el fin de mejorar dichos IV procesos, ofrecer mayores eficiencias y disminuir costos a la vez de ser más competitivos y ganar mercado. OBJETIVOS El presente trabajo tiene como objetivos: l. Estudiar los procesos existentes para separar líquidos, haciendo énfasis en aquellos que son inmiscibles entre si, presentando sus principios y fundamentos. Explicar el por qué debe o no debe llevarse a cabo la deshidratación de ciertos hidrocarburos, así como las consecuencias o beneficios de no hacerlo. 2. Llevar a cabo una investigación bibliográfica en libros, revistas de corte científico y tecnológico, recursos de Internet y otros acerca de las tecnologías existentes en el mercado para la separación del agua de hidrocarburos. Dichas tecnologías incluirán equipos, procesos, métodos, mejoras y patentes registradas. 3. Analizar la información recolectada y elaborar las tablas y gráficos necesarios para presentar la información de manera resumida y lo más clara posible. 4. Discutir si la problemática presentada es trascendental o no en base a los resultados obtenidos, presentando una relación de los países y/o empresas que han desarrollado estas tecnologías. 5. Elaborar las conclusiones pertinentes. Capítulo 1 Tecnologías de separación Iíquido-Iiquido, sus principios y fundamentos. 2 1.1 Objetivos El presente capítulo tiene como fin explicar de manera general los principios en los que se basan las distintas tecnologías de separación o eliminación de agua del petróleo y de algunos de sus combustibles derivados que se analizan, así como las consecuencias económicas, en equipos y maquinaria. 1.2 Presencia de agua en combustibles. No importa cuanto cuidado se ponga en el manejO de los combustibles, los contaminantes siempre estarán presentes a los largo de su transporte, manejo e incluso en su almacenamiento ya sea en grandes contenedores o en los tanques de los vehículos. Uno de estos contaminantes es el agua, quién es uno de los principales enemigos de los motores. 1.2.1 Efectos sobre equipos. Hoy en día, la contaminación de combustibles por agua tiende a ser un problema igual o aún más grande que la contaminación por sólidos. El agua puede entrar a los sistemas de combustible fácilmente, como por ejemplo la condensación directa del aire. El agua en el combustible contribuye significativamente a la corrosión del fondo de los tanques l y el crecimiento bacterial entre otros problemas. Además, ésta puede contener disueltos materiales corrosivos como cloruros que pueden causar daño en los equipos y provocar un bajo rendimiento del motor. Adelantos en los sistemas de inyección de combustibles, requieren que éstos no contengan agua para asegurar un mayor rendimiento y confiabilidad del motor. Es indispensable mantener el combustible limpio en los tanques de abastecimiento. 1 Al ser el agua más densa tiende a descender y por eso el fondo de los tanques es más susceptible a la corrosión. 3 Desafortunadamente, no se necesita mucha agua para causar problemas. Concentraciones de agua hasta por debajo de 100 ppm tiene como resultado un producto fuera de especificación. Detergentes y aditivos, que pueden contener surfactantes2 , hacen la remoción de agua más dificil porque bajan la tensión interfacial entre el agua y el combustible. El agua se puede presentar en dos formas en los combustibles: disuelta o en diminutas gotas suspendidas las cuales oscilan en tamaño entre O.l Ilm a 10 Ilm de diámetro. Este tamaño es demasiado pequeño para poder detectarlo visualmente excepto cuando se eleva la concentración. El agua suspendida está como una emulsión, que mientras más estable es, más dificil es removerla. Entre los factores que afectan la remoción del agua de la mezcla agua/combustible están la tensión interfacial, la viscosidad, la densidad relativa y la temperatura. Tomando como ejemplo al diesel, tenemos que debido principalmente a la condensación, su manejo y las condiciones ambientales, es normal encontrar agua en dicho combustible. Se tiene que la presencia de agua en sistemas de combustible diesel puede provocar algunos problemas como: • Oxidación de componentes de hierro y consecuentemente formación de óxido de hierro el cual contribuye al desgaste de los inyectores. • Bajo ciertas condiciones, se puede producir crecimiento microbiológico con posterior formación de lodos como resultado de la digestión bacteriana de dichos microorganismos. • El agua que entra en el sistema de inyección de combustible puede desplazar la lubricación que el aceite lubricante proporciona, resultando en rozamiento, fricción excesiva y desgaste prematuro. 2 Más adelante se profundiza sobre estos. 4 Por otra parte, algunos de los accidentes aéreos una vez investigados muestran que una de las causas más comunes fue la falla de motor por la utilización de combustible contaminado con agua u otras materias extrañas que obstruyeron la normal alimentación del motor. Sabemos que no sólo hay problemas con la presencia de agua en los combustibles, también con el petróleo quien puede estar contaminado desde su origen o contaminarse con agua a través de alguna de las etapas de su procesado. El petróleo crudo en su forma natural se encuentra en los yacimientos acompañado invariablemente de gas, agua, sales y en general impurezas que deben ser retiradas en procesos posteriores. Es por tanto necesario eliminar dichos contaminantes del crudo separando, entre otros pasos, el agua que naturalmente contiene el petróleo desde los yacimientos o aquella que se introduce casi inevitablemente a través de alguna de las etapas subsecuentes a su extracción. 1.2.2 Efectos económicos. Es bien sabido que la compra-venta del petróleo crudo se realiza en base a los grados API3 , siendo un crudo con mayor grado API más apreciado. Cuando el agua se encuentra emulsionada en el crudo representa un problema mayor que el solo hecho de deshidratarlo pues el contenido de agua en é~ disminuye los grados API y por lo tanto su valor, algo que es de especial atención en nuestros días. Podemos observar que la presencia de agua es altamente indeseable y que además de los problemas antes mencionados a esto se suman los costos de mantenimiento, de reparación e incluso sustitución de tuberías y/o equipos en casos más graves. Hoy día sabemos que existen tecnologías para la deshidratación y purificación de combustibles las cuales se 3 Escala arbitraria designada por el Instituto Americano de Petróleo (API por sus siglas en ingles) en la cual se clasifica al petróleo crudo según su gravedad o densidad API como: Crudo pesado: API ~ 27°; Crudo ligero: API = mayor a 27° y hasta 38°; Crudo Superiigero: API> 38° 5 entienden como tratamientos preventivos y que por tanto generan costos de inversión y mantenimiento. 1.3 Principios fundamentales Una mezcla es defmida por dos o más sustancias que forman un sistema en el cual no hay enlaces químicos entre ellas. Las mezclas se clasifican en homogéneas y heterogéneas, donde las primeras de estas están constituidas por una sola fase; Ejemplo de este tipo de mezcla es el aire de la atmósfera constituido por más especies que solo el oxígeno. Las mezclas heterogéneas están formadas por más de una fase, por ejemplo el aceite y el agua forman una mezcla de dos fases, el aceite en la superior y el agua en la inferior, debido a que la densidad de ésta última es mayor que la del aceite y por tanto se pueden distinguir claramente y a simple vista las fases. En su estado nativo las sustancias generalmente forman mezclas. Existen métodos para separar los componentes que forman estas últimas por lo cual se debe tomar en cuenta el estado natural de la mezcla, de sus componentes y las condiciones a las que están sujetos. Los procesos de transferencia de masa son importantes ya que la mayoría de los procesos químicos requieren de la purificación inicial de las materias primas o de la separación final de productos y subproductos (mezclas). Para este fin, generalmente se utilizan las operaciones de transferencia de masa. En muchos casos es necesario conocer la velocidad de transporte de masa a fin de diseñar o anaJizar un equipo industrial para la determinación de la eficiencia de etapa, que debe conocerse para determinar el número de etapas reales que se necesita para una separación dada. 6 Hay dos mecanismos de transferencia de masa: • Molecular: La masa puede transferirse por medio del movimiento molecular aleatorio en los fluidos (movimiento individual de las moléculas), debido a un gradiente o diferencia de concentraciones. La difusión molecular puede ocurrir en sistemas de fluidos estáticos o en fluidos en moviendo. • Convectiva: La masa puede transferirse debido al movimiento global del fluido. Puede ocurrir que el movimiento se efectúe en régimen laminar o turbulento. El flujo turbulento resulta del movimiento de grandes grupos de moléculas y es influenciado por las características dinámicas del flujo tales como densidad, viscosidad, etc. Usualmente, ambos mecanismos actúan simultáneamente. Sin embargo, uno puede ser cuantitativamente dominante y por lo tanto, para el análisis de un problema en particular, es necesario considerar sólo a dicho mecanismo. La transferencia de masa en sólidos porosos, líquidos y gases sigue el mismo principio, descrito por la ley de Fick4 • La velocidad de difusión molecular en liquidos es mucho menor que en gases. Las moléculas de un líquido están muy cercanas entre si en comparación con las de un gas; La densidad y la resistencia a la difusión de un liquido son mucho mayores, por tanto, las moléculas de A que se difunde chocarán con las moléculas de B con más frecuencia y se difundirán con mayor lentitud que en los gases. Debido a esta proximidad de las moléculas las fuerzas de atracción entre ellas tiene un efecto importante sobre la difusión. 4 La ley de Fick es el modelo ma1emático que describe la transferencia molecular de masa, en sis1emas o procesos donde puede ocurrir solo difusión o bien difusión mas convección 7 1.4 Procesos de separación líquido-líquido Para separar líquidos de impurezas no volátiles o de otros líquidos miscibles que presenten un punto de ebullición al menos 25° superior al primero de ellos se utiliza la destilación simple. Por otra parte, la destilación fraccionada se usa para separar componentes líquidos que difieren menos de 25° en su punto de ebullición. A cada uno de los componentes separados se les denomina fracciones. Al calentar la mezcla el vapor se va enriqueciendo en el componente más volátil, conforme asciende en la columna. La destilación al vacío es muy parecida a los otros procesos de destilación con la diferencia de que el conjunto se conecta a una bomba de vacío o pierna de agua. Este arreglo permite destilar líquidos a temperaturas más bajas que en el caso anterior debido que la presión es menor que la atmosférica con lo que se evita en muchos casos la descomposición térmica de los materiales que se manipulan. Para la eliminación o reducción de los contenidos de agua podemos utilizar métodos fisicos como la decantación o la centrifugación, los filtros de coalescencia y las campanas de vacío. La coalescencia es la unión de gotitas de un líquido dispersas en otro líquido, las cuales van aumentando de tamaño. Los coalescedores son esteras, lechos o capas de sólidos porosos o fibrosos, cuyas propiedades son especialmente adecuadas para un fm determinado. Algunas características de los coalescedores son5 : ~ La coalescencia se fomenta al reducirse el diámetro de las fibras, ~ Se requiere de una densidad mínima del lecho para lograr una coalescencia completa, según las características del sistema, , Sarcen el aJo [Am. Inst Chem. Eng. J., 12, 1045 (1966). > El humedecimiento de las fibras por medio de gotitas de la fase dispersa no es necesario para una buena coalescencia, > La velocidad máxima a través del lecho con coalescencia eficiente aumenta con la profundidad del lecho; pero el aumento de la caída de presión provoca redispersión a valores que dependen del sistema liquido. El coalescedor electrostático fue inventado para las industrias relacionadas con el petróleo en California”, en la actualidad esta tecnología es generalmente considerada para la separación de fases acuosas dispersas en una fase orgánica (aceitosa) dieléctrica con una constante dieléctrica considerablemente inferior a la de la fase dispersa. Las características y geometría del sistema de electrodos, generalmente cilíndricos o de plato, influyen en la ejecución de la coalescencia electrostática y están relacionados con el tipo de campo eléctrico aplicado y la emulsión usada. Hay básicamente dos tipos de electrodos, el electrodo aislado y el no aislado. En la electrocoalescencia o coalescencia electrostática destacan particularmente los mecanismos propuestos para la coslescencia gota-gota y gota-interfase bajo la influencia de un campo electrificado aplicado. Otros posibles mecanismos para la formación de cadenas de gotas son coalescencia dipolo-dipolo, electroforesis, dielectroforesis y colisiones al azar. La combinación de la electrocoalescencia y la separación mecánica ba sido introducida, asi como otras técnicas como calentamiento y la adición de químicos. Ótros métodos pueden ser combinados con el tratamiento eléctrico como la filtración, métodos que emplean altas presiones y temperaturas y mezclado. SUS Patent 987 115 (1911) ? Eow, John $., Mojtaba Ghadin, Adel O. Sharif, et al, “Electrostatic enhancement of coslescence of water droplets in oil: a review of the current understanding”, Chemical Engineering Journal, 84 (2001), 173-192. 8 ~ El humedecimiento de las fibras por medio de gotitas de la fase dispersa no es necesario para una buena coalescencia, ~ La velocidad máxima a través del lecho con coalescencia eficiente aumenta con la profundidad del lecho; pero el aumento de la caída de presión provoca redispersión a valores que dependen del sistema líquido. El coalescedor electrostático fue inventado para las industrias relacionadas con el petróleo en California6 , en la actualidad esta tecnología es generalmente considerada para la separación de fases acuosas dispersas en una fase orgánica (aceitosa) dieléctrica con una constante dieléctrica considerablemente inferior a la de la fase dispersa. Las características y geometría del sistema de electrodos, generalmente cilíndricos o de plato, influyen en la ejecución de la coalescencia electrostática y están relacionados con el tipo de campo eléctrico aplicado y la emulsión usada. Hay básicamente dos tipos de electrodos, el electrodo aislado y el no aislado. En la electrocoalescencia o coalescencia electrostática destacan particularmente los mecanismos propuestos para la coalescencia gota-gota y gota-interfase bajo la influencia de un campo electrificado aplicado. Otros posibles mecanismos para la formación de cadenas de gotas son coalescencia dipolo-dipolo, electroforesis, dielectroforesis y colisiones al azar? La combinación de la electrocoalescencia y la separación mecánica ha sido introducida, así como otras técnicas como calentamiento y la adición de químicos. Otros métodos pueden ser combinados con el tratamiento eléctrico como la filtración, métodos que emplean altas presiones y temperaturas y mezclado. 6 US Patent 987 115 (1911) 7 Eow, John S., Mojtaba Gbadiri, Adel O. Sharif, el al., "Electrostatic enhancement of coalescence of water droplets in oíl: a revicw of the current understanding", Chemical Engineering Joumal, 84 (200 1), 173-192. 9 Los filtros de coalescencia son elementos en los que el medio filtrante tiene tendencia a absorber el agua (elementos hidrófilos). Si la velocidad de circulación del fluido a través del filtro garantiza el tiempo de contacto necesario para ello, el agua disuelta en el fluido queda atrapada en el elemento filtrante de coalescencia. El medio coalescente suele estar hecho de materiales celulósicos, debidamente tratados que tienen especial capacidad de absorber y retener determinados líquidos. En muchos casos, por su espesor, el filtro de coalescencia retiene también partículas sólidas como un filtro de profundidad. La separación electrostática es un método de separación basado en la atracción o repulsión de partículas cargadas bajo la influencia de un campo eléctrico. La aplicación de una carga electrostática a las partículas es un paso necesario antes de que su separación pueda tener lugar. 1.5 Procesos de separación aplicables en combustibles En la industria como en la vida diaria muchas veces se presenta el problema de hacer separaciones de mezclas ya sea que éstas sean homogéneas o heterogéneas por lo que es importante conocer los procesos o técnicas para su separación y poder llevar a cabo la selección adecuada de una de ellas para problemas específicos, resultando esto en una mayor eficiencia, ahorro de capital y tiempo entre otras ventajas. En la Tabla 1 se muestran algunos ejemplos de equipos utilizados según el caso. 10 Tabla 1. Ejemplos de separadores y materiales separadores según el sistema Materiales separados Ejemplos de separadores Tanques de sedimentación, ciclones, centrífugas, Líquido de líquido coalescedores. Gas de líquido Tanques fijos, de aereadores, rompedores de espumas. Cámaras de sedimentación, precipitadotes electroestáticos, Líquido de gas separadores de choque. Fuente: Perry, Robert H., el al., "Manual del Ingeniero Químico". 2& Ed. en español. Si hablamos de la industria petrolera, es necesario someter al crudo a una serie de procedimientos para conseguir de él una variedad muy amplia de productos con aplicaciones igualmente diversas, procedimientos que se pueden resumir en las siguientes operaciones: deshidratación, destilación, refinación y cracking. El proceso de deshidratación se obtiene a veces por una simple decantación del producto, otras por centrifugación y ftltración, y cuando el agua forma una emulsión estable con el aceite, es necesario someterlo a procedimientos por ejemplo eléctricos que separen estos dos elementos8 . El agua presente en el crudo puede encontrarse de forma libre o emulsionada. Cuando existen emulsiones la separación se complica ya que primero hay que romper la emulsión y después hacer la separación. Además de los procedimientos eléctricos, separación electrostática, para la desestabilización de emulsiones o desemulsificación se tienen otras 8 Delgado, Rosa Isela, Alfredo Ramos Garcla, "Desarrollo de un producto desemulsificante para la deshidratación de crudo de la zona Sur", Tésis Facultad de Qulmtca UNAM, 2003. 11 técnicas prácticas disponibles como son: tratamiento químico, separación centrífuga o por gravedad, ajuste de pH, filtración, tratamiento calorífico y separación por membranas9 . Por otra parte, la decantación se usa para separar mezclas formadas por sólidos y líquidos o por más de dos o más líquidos no miscibles. Se realiza en tanques en los que la mezcla líquido-líquido se deja reposar y la fase dispersa sedimenta y coalesce continuamente extrayéndose el líquido asentado. Dichos tanques pueden ser horizontales o verticales. La velocidad del líquido que entra a los decantadores debe ser baja para minimizar la turbulencia y por tanto contribuir a la dispersión. Para separar por gravedad, por ejemplo el agua inmiscible del crudo, se realiza calentando el petróleo crudo con el fin de incrementar la diferencia de gravedad especifica y para reducir la viscosidad. Luego se emplea coalescencia mecánica (o eléctrica) para lograr la unión de partículas pequeñas de agua en gotas más grandes, las cuales se separan con facilidad del crudo. La centrifugación es un método mecánico de separación de liquidos no miscibles, o de sólidos y líquidos por la aplicación de una fuerza centrífuga. Esta fuerza puede ser muy grande. Las separaciones que se llevan a cabo lentamente por gravedad pueden acelerarse en gran medida con el empleo de equipo centrífugo. La base fisica de la separación es la acción de la fuerza centrífuga sobre las partículas en rotación, que aumenta con el radio del campo rotacional y con la velocidad de rotación. La velocidad de sedimentación se determina por la densidad de las partículas. Las partículas densas sedimentan primero, seguida de las partículas más ligeras. En función de las condiciones existentes, las partículas muy ligeras pueden incluso permanecer en suspensión. 9 Eow, 10bn S., Mojtaba Ghadiri, Adcl O. Sharif, et al., "E1ectrostatic enhancement of coa1escence ofwater droplets in oH: a review ofthe current understanding", Chemical Engineerlng Jouma/, 84 (2001),173-192. 12 Existen 2 grandes tipos de centrífugas: 1) Centrífugas de sedimentación 2) Centrífugas de filtro Una emulsión es un sistema de dos fases que consta a la vez de dos líquidos parcialmente miscibles, uno de los cuales se encuentra disperso en el otro en forma de diminutos glóbulos o gotas. La fase dispersa o discontinua es el líquido desintegrado en gotas diminutas y el líquido en mayor proporción es la fase continua. La relación de volúmenes respectivos de las dos fases líquidas es una característica importante en una emulsión dada. Las emulsiones pueden ser del tipo aceite en agua (OlW)lO o agua en aceite (W/O). Para muchos fmes industriales la definición de estabilidad incluye forzosamente la no coalescencialI de las partículas de la emulsión y la no sedimentación12 . La estabilidad se puede medir por la velocidad con la cual las pequefias gotas de la fase dispersa se agrupan para formar una masa de líquido cada vez mayor que puede ser separada por gravedad. Existen aditivos especiales llamados agentes estabilizantes, tensoactivos, surfactantes o emulsificantes, que promueven la estabilidad de las emulsiones. Dichos agentes son normalmente especies solubles en una de las fases líquidas, sin embargo, no siempre son cuerpo solubles, también pueden ser sólidos muy finamente dividido, insolubles en los dos líquidos La estabilización se lleva a cabo por que los tensoactivos reducen la tensión interfacial entre los líquidos e impiden que las gotas de la fase dispersa se unan entre sí. Los tensoactivos constan de una parte hidrofilica y de una cadena lipófilica (hidrofóbica). En una emulsión el tensoactivo se coloca, durante el proceso, en la película interfacial orientándose con la parte hidrófila hacia la fase acuosa (especie polar) y la cadena lipófilica hacia la fase oleosa (especie no polar), esto reduce 10 P8I8 referirse a una emulsión la primera letra describe a la fase dispersa y la segunda a la fase continua, es así que O/W se refiere a una emulsión aceite en agua (Oil in Water). Por su parte W/O significa agua en aceite (Water in Oil). 11 Coalescencia, en palabras comunes, es la unión (agrupación) de pequeñas gotas de un líquido para formar gotas más ~es o agregados. 2 Como aquí se menciona, la sedimentación no es exclusiva de 108 sólidos 13 la tensión superficial de la fase dispersa e impide la unión de los glóbulos. En la Figura I se observa este fenómeno. Fase continua e Parte HidroMiea I Cadena lipofiIica (Hidrofóbica) Figura 1. Mecanismo de acción de los tensoactivos I Emulsión tipo WIO I Fase continua I Emulsión tipo OIW I Fuente: tomado de la página depa.pquimunam.mxI-tunda/Index.htm1b y modificado. Superficie o película interfacial La viscosidad es una propiedad importante de las emulsiones, aumenta con la concentración de la fase dispersa y puede llegar a tener valores tal que el sistema se comporte como un sólido. La viscosidad de las emulsiones puede ser afectada de manera sorprendente por cambios relativamente mínimos en la naturaleza y en la concentración del agente estabilizante. La viscosidad de las emulsiones está directamente ligada a la estructura y a la relación en volúmenes de las fases dispersa y continua. Una viscosidad elevada disminuye la frecuencia de colisiones entre los glóbulos dispersos y por tanto la energía de colisión, por lo que resulta ser favorable a la estabilidad de la emulsión. 14 Por su parte, aquellos compuestos que desestabilizan emulsiones se conocen con el nombre de agentes desemulsificantes. La adición de un desemulsificante a una emulsión hace que el surfactante se descrba de la superficie de las gotitas dispersas, con lo cual la presión de separación entre ellas se hace menor que la presión capilar y como consecuencia la película líquida interfacial se hace cada vez más delgada, hasta que las gotas se tocan y coalescen. La aplicación de calor ayuda a romper emulsiones ya que modifica la densidad relativa del aceite más rápido que la densidad relativa del agua haciendo al aceite más ligero y disminuyendo su viscosidad, por lo que el agua se puede separar más fácilmente. Podemos entonces mencionar tres elementos que ayudan a romper las emulsiones: - La acción de los agentes desemulsificantes - El calor -El tiempo de reposo, para que el agua se asiente por gravedad. Se pueden aplicar combinaciones de ellos. Para el tratamiento de petróleo, la selección del desemulsificante es muy importante ya que éste nos permite obtener el crudo dentro de las especificaciones requeridas así como un agua residual de buena calidad con lo que se logra disminuir los costos de cualquier tratamiento posterior flsico o químico a la misma. Dicho agente químico es generalmente elegido por ensayo y error, el procedimiento consiste de una serie de evaluaciones en el laboratorio con las cuales se puede llegar a saber el tipo específico de desemulsificante que debe usarse así como la dosificación correcta. 1.6 Análisis Haciendo una revisión a este primer capítulo, podemos decir que han quedado sentadas las bases teóricas para poder entender los procesos de separación de mezclas así como sus - ---------- 15 principales fundamentos y aplicaciones específicas, como puede ser el separar dos líquidos que es el tema que nos concierne aquí. El agua es el líquido vital para la vida de muchas especies, no obstante, es uno de los principales enemigos en la industria petrolera y de combustibles. El agua causa muchos problemas en el procesamiento del crudo así como en derivados del mismo. Es de vital importancia eliminar dicha agua para evitar que consecuencias como la corrosión se hagan presentes. Teniendo las bases bien establecidas, será más fácil entender más adelante las tecnologías que son ofrecidas en el mercado y poder con ello elegir la que más se adecue a nuestras necesidades. 1.7 Conclusiones En este punto podemos mencionar algunas conclusiones que se derivan del análisis del presente capítulo: • La contaminación por agua en petróleo y sus combustibles derivados es un problema al que debe prestarse mucha importancia pues las consecuencias de esto pueden resultar muy costosas. Hay distintas formas en que el agua llega a los combustibles siendo algunas de ellas muy simples. • El agua se puede presentar de dos formas: libre o emulsionada. La primera de estas formas es notablemente más fácil de separar, no así con la segunda pues se adiciona el problema de romper la emulsión en primer lugar y después llevar a cabo la separación. • Los procesos de separación líquido-líquido son distintos y distinta su aplicación según sea la naturaleza de los componentes a separar, sus propiedades y si son miscibles o no o parcialmente. -- -- --------------------------------------------- Capítulo 2 Tecnologías para separar agua del petróleo, patentes y mejoras 17 2.1 Introducción En la obtención del petróleo crudo hay diferentes procesos como perforación, extracción, refInación, etc. en los cuales se van adicionando contaminantes o impurezas a las ya existentes en el crudo desde su origen. Estas impurezas son indeseables y hoy en día se dispone de distintas tecnologías para la eliminación de las mismas. 2.2 Objetivos En el presente capítulo se hace una revisión de las distintas tecnologías mencionadas para llevar a cabo la remoción de agua contenida en el petróleo 1 así como sus desarrolladores. Se pretenden analizar, indicar sus principales ventajas y su forma de operación. Posteriormente, se presentarán las patentes relacionadas con el tema que aquí se trata, además de elaborar una estadística que indique los países y/o desarrolladores más importantes. 2.3 El petróleo y e6minación de impurezas. El petróleo crudo suele estar acompafiado por cantidades variables de agua en la cual pueden estar disueltas sales que provocan serios problemas como la corrosión de los equipos de procesado del petróleo. Es por ello que la eliminación del agua y la sal, deshidratación y desalación, son un paso importante en el tratamiento del crudo. Los procesos de separación de agua o tratamientos de deshidratación se pueden clasifIcar como: mecánicos, eléctricos, térmicos y químicos. Regularmente se hacen combinaciones de dos tratamientos pues esto aumenta la efIciencia de la deshidratación. La 1 Está claro que la ~moción de agua del petróleo es distinto de ~mover petróleo del agua, como es el caso de los derrames petroleros. Éste trabajo se enfoca principa1men1e en el tipo de separación primero mencionada, pues aunque los componentes sean los mismos en ambos casos los tratamientos son diferentes. 18 elección del tratamiento a usar depende de varios factores entre los cuales uno de los más importantes es el económico El agua presente en el crudo puede encontrarse de dos formas: libre o emulsionada. El agua libre es aquella que sedimenta en poco tiempo y es relativamente más fácil de eliminar. Por su parte, la presencia de una emulsión complica las cosas debido a que primero se debe romper, aunque en ocasiones puede llegar a ser muy estable y representar altos costos, y posteriormente hacer la separación. Los métodos . comerciales para el rompimiento de emulsiones en el petróleo crudo incluyen precipitación, calentamiento, destilación, tratamientos químicos, tratamientos eléctricos y filtración. Estos métodos pueden ser combinados para asegurar resultados óptimos. Congelar y extraer el agua de la emulsión y evaporar el agua soplando aire han sido propuestos. La precipitación es poco efectiva. Una emulsión puede ser vista en tres fases o posiciones: El crudo arriba, el agua abajo y la emulsión estable en medio o debajo de la capa de agua. La necesidad de proveer varios tanques para el almacenamiento y hacer la separación puede resultar cara. El calor reduce la estabilidad de la emulsión al reducir la viscosidad de la fase externa y disminuyendo la tensión interfacial. En la práctica, las emulsiones de crudo son movidas lentamente él través de una serie de tanques equipados con serpentines de vapor. Con tanques abiertos la temperatura no puede ser superior de 150°F por que se presentan pérdidas por alta evaporación. Con tanques cerrados, se pueden mantener temperaturas de 240-260°F y resistir la presión o disponer de instrumentos para colectar los vapores. Este método es rara vez económico por las grandes cantidades de energía que se requieren para llevar a cabo el calentamiento. 19 La destilación rompe las emulsiones pero su costo es alto. Serpentines con vapor o superficies calientes son introducidos en el espacio del vapor de los alambiques para romper la espuma. Se pueden emplear agentes anti-espuma en vez de los serpentines. Como una alternativa la emulsión puede ser calentada hasta 350-500°F y el agua y fracciones ligeras de petróleo flasheados en una torre de "precipitación". Los vapores de la torre son condensados, formando dos capas en los receptores. La capa aceitosa es mezclada con residuos y mandada a la refmería. El alto costo de la vaporización limita el método para emulsiones que contienen pequeñas cantidades de fracciones ligeras yagua. La centrifugación es otro método que se ha utilizado durante mucho tiempo para separar dispersiones líquido-líquido. La fuerza centrifuga es efectiva para la precipitación de los glóbulos de agua, pero es sólo ligeramente mejor que la gravedad para efectuar la coalescencia. La centrifugación es incapaz de romper la película de agentes emulsificantes. Se pueden adicionar pequeñas cantidades de agentes desemulsificantes para incrementar la capacidad centrifuga en tres o más veces. A continuación en la tabla 2 se muestran los exponentes típicos para el costo de algunos equipos. Tabla 2. Exponentes tipicos para costo del equipo según su capacidad Costo aprox. Equipo Tamaño Gama de tamaño Exponente (5000) Centrifuga, automática por 7-80 20 (1 .86) 100 0.65 cargas, horizontal, C/S, FOB (0.65-7.43) Reactores con camisa, con 10-4000 100 (0.38) 9.3 0.53 mezclador, FOB (0.04-15.1) -- -- - ---------- 20 8 X 10'-106 Precipitador electrostático, FOB 2 x lO' (94) 383 0.81 (37.8-472) Filtro de hojas, vertical, presión, 30-1500 lOO (9.3) 17 0.57 e/S,DEL (2.8-140) Tanque atIn., cilíndóco, l00-4()()()() 1000 (3.8) 4.7 0.57 hoózontal, e/s, FOB (0.4-151) Intercambiador de calor, casco y 20-20000 1000 (9.3) 21.7 0.59 tubos, cabeza flotante, e/s, DEL. (1.9-1860) Torres de destilación y 4000 3300 300-3 ()()()() 1.00 componentes, INST (bandejas) Fuente: Perry, Robert R, et al., "Manual del Ingeniero Químico", Vol. 6, p. 25-74. 'P' Ed. en español El uso de químicos es amplio para el rompimiento de emulsiones en el crudo. La adecuada selección de los químicos es muy importante. Los agentes deshidratantes, como la cal o el cloruro de calcio, son ineficientes debido a su inhabilidad para penetrar a través de la película del emulsificante. Los agentes floculantes2 , tal como el sulfato ferroso, son de bajo valor. Las mismas consideraciones aplican para electrolitos, como el ácido sulfúrico o acético, para los absorbentes, como la arcilla, o para los solventes como la acetona y el tetracloruro de carbono. Los métodos eléctricos para la deshidratación son comúnmente usados. La emulsión de petróleo crudo es sujeta a la acción de un campo de corriente alterna de gran potencial. Las partículas de agua se cargan eléctricamente y esto ocasiona su vibración hasta que rompen a través de esto la película del agente desemulsificante. El agua precipita del petróleo en grandes 2 Floculo: co1\iunto de partículas pequcfias aglutinadas en particulas más grandes Y con mayor capacidad de sedimentación que se obtiene mediante tratamiento químico, fisico o biológico. 21 gotas. La temperatura del tratamiento puede variar entre 100 - 180°F con rangos de temperatura preferibles de 130 - 140°F. También puede ser utilizada corriente directa, pero es menos común. Las emulsiones en el crudo también pueden ser tratadas por filtración. Las partículas emulsionadas son distorsionadas y la película del emulsificante se rompe durante el paso a través de los capilares; El agente emulsificante es retenido parcialmente por el filtro . 2.4 Tecnólogos y tecnologías de separación. Hoy en día, se exigen productos de alta calidad y de bajos costos en todos los rubros de la industria no siendo excepción la del petróleo. Éste último es motivo de grandes inversiones económicas para su localización, extracción y procesamiento, hasta conflictos entre naciones. Los combustibles derivados del petróleo son hoy en día los más usados y por tanto los que ocupan buena atención. Como se ha mencionado, el petróleo es muy usado y por ello se requiere que sea lo más puro posible. Existen diversas compañías en el mundo que ofrecen sus servicios así como equipos especializados en el tratamiento y purificación del petróleo crudo. Estos equipos incluyen procesos para desalar y deshidratarlo a base de distintas técnicas que se analizan a continuación. En la Figura 2 podemos observar algunas de estas tecnologías así como sus desarrolladores, o más apropiadamente, tecnólogos. 2.4.1 Agua libre El volumen de agua libre producido en un pozo de petróleo crudo crece generalmente a lo largo de su vida útil. Aún en el caso en que la concentración de agua es casi nula en el N N ( ------- --- - -- Figura 2 Tecnologías y tecnólogos para la separación agua-petróleo ,', O" Sepáraci6i'1 \'!~:.w ~ .r. 7;":' " \ _, '. • , -rf';}(..: -Agua',,; . P~t~61.~ \ I I Desnatadores J Tratador Deshidratador Desemulsificantes 1 oleofflicos electrostático electrostático I de doble polaridad Convencional CD I I I I r Cruclallnc. J NATCOGROUP GasTtch ( Unlqema J ( ,KMCO ) (Engeenerlng Corporatlon) -- I ( Baker Petrollte J DeshidratatoreslDesaladores Separadores de agua Calentadores - Silectrie® y Bilectrice libre tratadores L J I I ( PETRECO J o Tecnólogos Fuente: Elaboración ¡x-opia a partir de investigación bibliográfica 23 momento de perforarse el pozo, en general. el contenido de agua irá creciendo a lo largo del tiempo y alcanzará por lo tanto niveles elevados. La compatlía Petreco© ha diseftado separadores de agua libre horizontales utilizados para remover eficientemente3 grandes volúmenes de agua contenidos en el petróleo. Esto reduce en buena medida la carga que va a equipos de tratamiento que se hallan más adelante, lo que permite que puedan seguir operando. Estos son capaces de manejar grandes volúmenes de gas producido, aumentos repentinos en el flujo de entrada, y arenas o sedimentos que pueden ser arrastrados con el flujo de petróleo yagua. Se pueden agregar también hornos de fuego directo a los separadores de agua libre para mejorar la separación en petróleos altamente emulsionados. Petreco ofrece una línea de productos para instalaciones completas para la producción de petróleo y gas. La separación de fluidos provenientes de pozos en sus fases de petróleo, gas y agua puede lograrse mediante el empleo de recipientes horizontales, especializados, dimensionados de acuerdo a los requerimientos del proceso. Estos pueden tomar la forma de separadores primarios multifásicos, los cuales separan crudo, agua y gas (con poca arena), separadores de agua libre (free water knockouts) o calentadores-tratadores (Heater-Treaters) que eliminan mayores cantidades de agua para preparar petróleo con especificación para duetos. Por su parte, Crucial, Inc.© fabrica una línea de desnatadores4 oleofilicos de barrido para remover hidrocarburos flotantes en una vasta variedad de derrames accidentales o aplicaciones de tratamiento de aguas industriales. Estos desnatadores secadores oleofilicos han 3 Afirmaciones como ésta y posteriores son exclusivas de los propios creadores, no se puede constatar si son veridic:as o no, además de no ser propósito de este 1rabajo. 4 El término desnatadores se refiere a equipos o procesos que remueven el petróleo o aceites (hidrocarburos) que flotan libremente en la superficie del agua 24 probado su efectividad en muchas aplicaciones alrededor del mundo y son ideales para recuperar grandes proporciones de O/W en las más adversas condiciones. Entre las características y los beneficios de los escurridores de barrido están: absorber varias veces su peso con gran eficiencia, son rehusables y durables, no hay contaminación de polvo en partes vitales de la máquina, flotación sobre la superficie del líquido para un total contacto con el aceite flotante, repelentes hidrofóbicos de agua para una absorción selectiva de petróleo/combusttbles y es lavable con alta presión o vapor. El sistema de barrido vertical de Crucial, Inc. esta diseñado para recuperación de crudos en aguas costeras o tierra adentro. Este sistema de barrido vertical ofrece: facilidad para desplegar, alta proporción de crudo/agua en producto recuperado (pudiendo ser abajo del 2% de agua), versatilidad para instalar desde barcos de trabajo en costa o puertos, probada recuperación en una variedad de viscosidades (arriba de 3000 cps), los barredores flotan sobre el agua conforme a las olas en varias condiciones marítimas. También, fabrica desnatadores oleofllicos de disco que están diseñados para una duración muy alta combinando mecanismos de colección de crudo y recuperando el aceite bombeado en una unidad la cual está prevista para resistir la recuperación de crudos medios y viscosos. De uno a cuatro bancos de discos oleofllicos son capaces de recuperar hidrocarburos en una proporción alrededor de 100 tonlh. La velocidad variable característica permite al operador la ejecución del sistema para realizar la mínima recuperación de agua libre (arriba del 95% de eficiencia). Estas unidades fácilmente desplegables son ideales para tierra adentro como también para ambientes cerca de costa y son suficientemente resistentes para ser usados alIado de barcos de trabajo en mar abierto. Todos sus componentes son diseñados usando materiales resistentes a la corrosión para su uso en mar. s cP ,.. ccnti poises, unidad de medida comÚDmcnte utilizada para expresar la viscosidad 25 Los componentes del sistema desnatador de disco son: una unidad de flotación de disco desnatador de aluminio grado marino, un paquete de potencia hidráulica (eléctrico o de diesel), bomba de transferencia y una serie de mangueras incluyendo una de descargas. Otra línea de Crucial son los desnatadores de tambor que están diseñados para ser portátiles y durables en trabajos dificil es. Diferentes tambores oleofilicos con 18" de diámetro son capaces de recuperar hidrocarburos a razón de 200 galones por minuto. Esta unidad de fácil desplegamiento es ideal para derrames tierra adentro y pantanos ya que es capaz de operar en aguas poco profundas. 2.4.2 Tratamientos eléctricos El tratador electrostático de doble polaridadO de NATCOGROUP© es un método singular y eficaz para la deshidratación de petróleo crudo. Este tratador proporciona bajas temperaturas de operación, altos rangos de rendimiento y bajos contenidos de BS& w<', manejando volúmenes más grandes en un tanque pequefto. Consiste en un tanque a presión con una sección de calentamiento/desgasificación y "tubos de fuego", una caja de derrame de aceite y una sección de coalescencia que se une con distribuidores de orificio. En el lugar de un sistema eléctrico de corriente alterna convencional (CA)7, este tratador usa un sistema con campos de corriente continua y corriente alterna. La emulsión entra y fluye hacia abajo sobre una pantalla distribuidora. El agua libre es separada inmediatamente sin ser calentada, esto aumenta la eficacia de calentamiento y ahorra combustible. La pantalla distribuidora también ayuda a eliminar la incrustación en tubos de fuego por impedir el contacto directo del agua libre con los tubos. 6 Se refJere al contenido de sedimentos básicos y agua. Los límites de aceptación de un crudo para ser enviado por tuberías a tratamientos posteriores a la extracción están en un rango de 0.2 - 3 % de BS&W (por sus siglas en ingles). 7 CA = Corriente alterna. 26 El petróleo y la emulsión son calentados y fluyen hacia amba pasando por los tubos calientes. Las gotas grandes de agua coalescen y son separadas, mientras que gotas más pequeilas siguen con el petróleo fluyendo a la sección de coalescencia. Entonces, estas gotas remanentes de agua son sujetas a campos electrostáticos de corriente alterna! corriente directa, haciéndolas unirse y colocarse al inferior del tanque. Este equipo está diseilado para operar a temperaturas alrededor de 15°F por debajo de otros tratadores electrostáticos convencionales, y hasta de 60°F más frío que los tratamientos con calor. Puede operar a viscosidades altas, lo cual significa que se requiere menos calor para reducir la viscosidad del petróleo a las condiciones de operación. Todo esto se traduce en ahorro de combustible destinado a calentar y también se elimina la necesidad de sistemas de calentamiento en el tanque. Algunos beneficios del diseilo anterior: • Este equipo entrega dos veces el voltaje de un campo de corriente alterna, usando la misma fuente de energía necesaria para un campo de corriente alterna. • A causa del intercambio de polaridad del campo de corriente directa, las gotas de agua tienen tiempo para responder emigrando entre los electrodos. El movimiento es prácticamente inexistente en un fluido puro con corriente alterna debido a la corta duración del ciclo. • Una vez que las gotas de agua se acercan a una de las placas del electrodo, son cargadas con la misma carga estática de alto voltaje que está sobre la placa. En un campo de corriente alterna pura, ninguna carga neta es impartida a las gotas; sólo la atracción de polarización está disponible para provocar la coalescencia. • La no necesidad de sistemas de calentamiento en el tanque, que se traduce como ahorro de combustible destinado a calentar. 27 • Al trabajar a bajas temperaturas, hay menos vaporización y pérdidas de compuestos ligeros del petróleo. El deshidratador/desalador electrostático convencional de corriente alterna (CA) de GasTech© (Engineering Corporation) es un método eficiente para tratar el petróleo crudo. Dicho proceso se baSa en un campo eléctrico de CA de alto voltaje aplicado a la fase oleosa dentro de los tanques. El campo eléctrico impone una carga eléctrica a las gotas de agua contenidas en la corriente de petróleo, esto ocasiona la oscilación de las gotas que pasan a través de los electrodos. Durante esta oscilación las gotas son estiradas o alargadas y por consiguiente se contraen durante la inversión de la imposición del campo eléctrico de CA A través de esta agitación las gotas de agua se co-mezclan y coalescen en gotas de suficiente tamaño para migrar por gravedad en una fase de agua al inferior del tanque para su disposición. Los deshidratadores/desaladores Silectric@ de Petreco son precipitadores electrostáticos utilizados para eliminar sal, agua y otros contaminantes del petróleo crudo. En la deshidrataciónldesalación electrostática, el crudo es calentado para disminuir su viscosidad. La corriente de petróleo con agua dispersa se introduce luego en un recipiente bajo presión, donde un campo eléctrico de alto voltaje acelera la separación del agua cargada con sal y otros contaminantes combinados en el petróleo. El crudo y el agua emulsionada son alimentadas mediante distribuidores a un campo eléctrico intenso. Los chorros de petróleo emulsionado que fluyen hacia afuera del distribuidor encuentran condiciones óptimas para la coalescencia. A medida que procede la coalescencia, las gotas de agua aumentan de tamaño hasta que son suficientemente grandes para superar la viscosidad del crudo y bajar así por gravedad hacia un depósito de agua sin turbulencia que se encuentra abajo. ---- .-------------------- 28 El petróleo limpio y libre de contaminantes sube continuamente hasta la superficie del recipiente y fluye hacia afuera, mientras que la mezcla de sedimentos y agua acumulada se extraen automáticamente del fondo del recipiente para su eliminación. Petreco diseña equipos para cumplir con las necesidades específicas de cada caso, como: • Petróleo crudo de 12° API hasta 50° API • Velocidades de flujo en unidades singulares de 1,000 BPD a 150,000 BPD (160 m3 /día a 23,850 m 3 /dia) con adaptabilidad para combinar múltiples unidades. • Valores de BS&W tipicamente tan bajos como 0.2% Entre las ventajas de estos equipos están la flexibilidad en la capacidad y la alimentación, efluente de agua de calidad, costos reducidos para la operación y el mantenimiento, reducida dependencia de quimicos, coaIescencia rápida y completa con mínimo consumo de energía eléctrica. Entre otras opciones de Petreco se encuentra el deshidratador/desaIador Bilectric@ que maneja una amplia gama de gravedades y viscosidades de petróleo crudo. Éste último cuenta con electrodos de tres rejillas y distnbución horizontal de la emulsión. El petróleo crudo está íntimamente mezclado con agua fresca, la cual está dispersa en el crudo como pequeftas gotas. La dispersión W lO es entonces introducida dentro de un tanque desalador presurizado donde un campo eléctrico de alto voltaje acelera la separación del agua acompaftada de sales y otros contaminantes combinados en el crudo. La emulsión se alimenta por medio de distribuidores en dos corrientes paralelas y horizontales entre los tres electrodos. Las corrientes de emulsión fluyen por el exterior del distnbuidor para encontrar condiciones óptimas para la coaIescencia. La coaIescencia procede así, las gotas de agua crecen hasta que son suficientemente grandes para superar la viscosidad del crudo y descender debido a la gravedad. Estas 29 descienden en un patrón como de lluvia saliendo por debajo del fluido (crudo) en una piscina no turbulenta de agua. Los electrodos están disefiados y colocados para maximizar el disefio del sistema dual de distribución horizontal. El sistema de distribución también permite mezclas mucho más agresivas de agua fresca y petróleo crudo así como cuando ocurre la coalescencia, más impurezas son removidas con el agua. El fuerte campo eléctrico es también menos dependiente de químicos para la coalescencia, con lo que el consumo típico de químicos es más bajo. 2.4.3 Tratamientos caloríficos Petreco produce sistemas Calentadores-Tratadores avanzados para flujos de petróleo crudo con aplicación en campos petrolíferos en tierra y fuera de costa. Pueden tratar en forma efectiva grandes volúmenes de petróleo en recipientes horizontales que poseen una sección calentada con tubos de fuego seguida por una sección estática, que emplea medios coalescentes o un campo electrostático para separar el agua del petróleo crudo. Una ventaja de los tratadores horizontales frente a los verticales es el mayor tamafio de los tubos, los cuales se instalan en el extremo del recipiente y proveen una alimentación de calor considerablemente mayor. Es posible una fuerte entrada de calor con fuego bajo, dando como resultado una mayor eficiencia y una capacidad de procesamiento de petróleo comparativamente mucho más elevada. La premisa básica para el disefio de Calentadores-Tratadores es optimizar la separación por gravedad del agua inmiscible por la Ley de Stokes8 . Esto se realiza calentando en primer lugar el petróleo crudo con el fm de incrementar la diferencia de gravedad específica y para 8 La ley de Stokcs se rcften: a la fuerza de mcción experimentada por objetos esféricos moviéndose en el seno· de 1D1 fluido viscoso en un régimen laminar. 30 reducir la viscosidad. Luego se emplea coalescencia para lograr la unión de partículas pequeñas de agua en gotas más grandes, las cuales se separan con facilidad del crudo. La elección de la temperatura de tratamiento del petróleo, el tiempo de residencia, la coalescencia, y el producto químico desemulsificante son críticos para el éxito del tratamiento. 2.4.4 Tratamientos químicos Baker Hughes, que son obtenidos de un amplio margen de químicos, incluidos los polioles, resinas, epoxidos, poliaminas y moléculas especialmente diseftadas. Una vez formulados, estos productos son capaces de tratar un amplio rango de emulsiones bajo las más demandantes condiciones en campo (incluyendo tiempos cortos de residencia, alta turbulencia, altas cargas de sólidos y contenido de agua). Los programas de tratamiento con desemulsificantes Uniqema se caracterizan por: secado de crudo, limpieza de agua y aumento de la interfase resultando en conjunto una reducción en los costos de tratamiento y suavizar las operaciones de superficie. La fuerza específica de los desemulsificantes de Uniqema incluye su ejecución en aplicaciones para crudo pesado y baja temperatura. Los derrames accidentales de crudo, costa adentro o costa afuera, pueden ser tratados por diferentes métodos con variable éxito. La dispersión . natural de la "marea negra" ocurre cuando las olas y otras turbulencias en la superficie del mar originan que todo o parte de la 32 mancha de petróleo se rompa en gotas y entren en la columna de agua. La adición de dispersantes acelera este proceso. Los dispersantes son un grupo de químicos diseflados para ser rociados encima de los derrames para acelerar el proceso natural de dispersión. Los dispersantes tienen dos componentes principales, un tensoactivo y un solvente. El tensoactivo reduce la tensión interfacial entre el petróleo y el agua, así promoviendo la formación de gotas de crudo fmamente dispersas. El solvente permite al dispersante penetrar en la "mancha" de crudo y actuar como portador del tensoactivo, consiguiendo así la necesaria distribución. El dispersante utilizado depende de regulaciones nacionales que rigen el uso de estos productos. Uniqema ofrece una gama de productos probados en campo para ayudar a sus clientes a controlar derrames petroleros. Esta gama va de ArivaSol 7000©, solvente amistoso con el medioambiente, hasta Span~, TweenC>, CirrasolC> y MonawetO, gama de dispersantes. Por otra parte, KMCO©, productos y aplicaciones petrolfferas, produce una vasta gama de productos relacionados con yacimientos petrolíferos como agentes desemulsificantes e inhibidores de corrosión. Entre estos se encuentran: • KB-1303: Base poliol, agente de rápida acción desemulsificante el cual deja relativamente clara el agua y contribuye también a la dispersión de sólidos. Se recomienda altamente para su aplicación con petróleos crudos los cuales requieren de tratamientos de interface. • KB-1410: Resina fenólica, con características similares a las del KB-1303, encuentra amplias aplicaciones con varios tipos de crudo. Se recomienda especialmente para tratamiento de crudos pesados. • KB-2402: Resina fenólica, para ablandamiento de interfase y control de sólidos. La aplicación de este producto ha probado especial efectividad en crudos de África y Latinoamérica. 33 • KB-2405: Resina fenólica, efectiva en tratamientos de amplio margen de crudos, se recomienda para aplicaciones de control de agua en cuenta gotas (dropper) y de interfase. • KB-2412: Resina fenólica, recomendada altamente para desalación de crudos y control de interfaces. • KB-3208: Poliol éster, agente desemulsificante que opera eficientemente en el secado de crudos y control de interfase. También usado como fórmula que ayuda en aplicaciones de goteo (dropping). • KB-3341: Complejo poliol éster, altamente recomendado como uno de los más efectivos productos para desemulsificación, puede ser aplicado a un amplio rango de crudos. Baja el contenido de agua al mínimo en tratamiento de crudos. • KB-3408: Poliol modificado, recomendado para aplicaciones de secado de crudo, puede ser combinado con una resina fenólica para producir agua de alta calidad. • KT-1231: Ácido alquil aril sulfónico, producto efectivo para un margen de aplicaciones incluidas la deshidratación de crudo, tratamiento de tanques y derrames de crudo. 2.5 Patentes En esta sección se presentan algunas de las patentes registradas y que están desarrolladas, relacionadas y/o encuentran su aplicación en la deshidratación del petróleo9 • En la Tabla 2.1 se muestra una relación de dichas patenteslO y posteriormente, en la Figura 2.1 se da a manera de gráfica la estadística de las mismas. 9 En otros lérminos, separación agua-petróleo 10 Solo se presentan y estudian algunas patentes, ya que el objetivo de éste trabajo es hacer un. análisis de las principales tecnologías existentes más no el de hacer una búsqueda exhaustiva. 34 Tabla 2.1 Patentes con aplicación en la separación agua-petróleo TITULO PAIS YIO SOLICITANTE Separación de líquidos de distinta densidad e insolubles entre si, emulsionados o dispersos, por coalescencia y extracción de la capa Henkel Corporation, EUA superficial y la del fondo. Agence Nationale de Procedimiento y dispositivo mejorados para la separación de Valorisation de la Recherche emulsiones por coalescencia (A.N. V.A.R.) Aparato para filtrar y coalescer líquidos. Kalsep Limited Filterwerke Mann + Hummel Mejoras en una disposición para separar líquidos de diferente densidad Gmbh Composición desemulsificante para deshidratación y desalado de IMP,México petróleo crudo con alto contenido de asfáltenos Mejoras en un separador por coalescencia Filterwerk Mann Composición desemulsificante para deshidratación a bajas IMP,México temperaturas de aceites crudos tipo parafinico de densidad media Composición desemulsificante mejorada para la deshidratación de crudos de densidad mediana, a temperatura ambiente, para operar en IMP,México deshidratadores atmosféricos --------- 35 Tabla 2.1 Patentes con aplicación en la separación agua-petróleo (continuación) Composición desemulsificante mejorada para la deshidratación de aceites crudos de densidad media a ligera, para tratarse en IMP,México deshidratadores atmosféricos y unidades electrostáticas Composición desemu1sificante para tratar emulsiones estabilizadas por IMP,México asfáltenos presentes en el aceite crudo del petróleo Composición desemulsificante mejorada para tratar a temperatura IMP,México ambiente aceite ligero del petróleo Composición desemulsificante para tratar a temperatura ambiente, IMP,México aceite crudo del petróleo Desemulsificante mejorado para la deshidratación de aceite crudo IMP,Méx;co pesado Desemulsificante mejorado a base de glicoles polietoxilados y polipropoxilados para deshidratación de crudos de mediana y ligera IMP,México densidad Desemulsificante mejorado a base de resinas polietoxiladas y IMP,México polipropoxiladas para deshidratación de crudos de densidad ligera Maraven, S.A. Filial Proceso de deshidratación y desalación de crudos con gravedad Petróleos de Venezuela, S.A., superior a 10° API en tuberías de mezclado Caracas, Venezuela 36 Tabla 2.1 Patentes con aplicación en la separación agua-petróleo (continuación) Shell/ntemationale Research Aparato para separar una fase liquida dispersa a partir de una fase Maatsehappij B. v., Paises liquida continua mediante coalescencia electrostática Bajos Mejoras a un aparato de etapas múltiples para desalar y/o deshidratar Petrolite Corporation, EVA emulsiones continuas de aceite, tales como aceites de petróleo crudo Proceso mejorado para la deshidratación de crudo IMP,Méxieo Shell/ntemationale Research Aparato y procedimiento para separar una fase liquida dispersa a partir Maatsehappij B. V. Paises de una fase liquida continua mediante coalescencia electrostática Bajos Desasfaltación de petróleo crudo pesado y emulsiones de petróleo Paul W. M Shibley, Omarlo, crudo pesado/agua Canadá Método y aparato para la separación de una emulsión de petróleo y National Tank Company, EVA agua, en circulación Robie, Robie & Método y aparato para la separación aceite-agua por coalescencia Associes/Associates, Japón Rompimiento de una emulsión o/w por adición de cationes y Sim & Mebumey, EVA tratamiento con hierro 37 Tabla 2.1 Patentes con aplicación en la separación agua-petróleo (continuación) Método para remover agua y contaminantes del petróleo crudo contenidos en el mismo Ogilvy Renault, Canadá Fetherstonhaugh $ Co, Proceso para la separación de emulsiones de petróleo crudo del tipo República Federal de W/O Alemania Borden Ladner Gervais Llp, Método para remover sólidos y agua de petróleos crudos EUA Kirby Eades Gale Baker, Método para romper una emulsión W/O Canada Sistema de deshidratación y desalación de crudo con gravedad mayor a 10%API mezclados en tuberías Ogilvy Renault, EUA Aparato tratador de emulsiones de crudo Seaby 4 Associates, Canadá Método para inhibir la formación de emulsiones de crudo y agua Govling Lafleur Henderson Llp, Francia Desemulsificación de emulsiones W/O Thomson, Alan A., Canada Procesos de desermulsificación Ridout € Maybee Llp, Reino Unido Método para remover sólidos y agua de petróleos crudos Borden Ladner Gervais Llp, EUA ------ - -- -------------------------- -- ------------ ~-------- -- 37 Tabla 2.1 Patentes con aplicación en la separación agua-petróleo (continuación) Método para remover agua y contaminantes del petróleo crudo Qgilvy Renault, Canadá contenidos en el mismo Fetherstonhaugh & Co., Proceso para la separación de emulsiones de petróleo crudo del tipo República Federal de W/O Alemania Borden Ladner Gervais IIp, Método para remover sólidos y agua de petróleos crudos EUA Kirby Eades Gale Baker, Método para romper una emulsión W lO Canada Sistema de deshidratación y desalación de crudo con gravedad mayor Qgilvy Renault, EUA a 10° API mezclados en tuberías Aparato tratador de emulsiones de crudo Seaby & Associates, Canadá Gowling Lafleur Henderson Método para inhibir la formación de emulsiones de crudo y agua LIp, Francia DesemulsificaciÓll de emulsiones W lO Iñomson, Alan A., Canada Ridout & Maybee LIp, Reino Procesos de desemulsificación Unido Borden Ladner Gervais IIp, Método para remover sólidos y agua de petróleos crudos EUA 38 Tabla 2.1 Patentes con aplicación en la separación agua-petróleo (continuación) Composición para destruir emulsiones crudo-agua y proteger equipos Tudrij Galina Andreevna, en yacimiento petroleros de depósitos de asfáltenos-resinas-parafinas Rusia Composición para deshidratación y desalado de crudo y método para Galiakharov Vil Fajzulovieh, su uso en un aparato de rompimiento de emulsión W /0 Rusia Método para remover agua e impurezas del petróleo crudo Cort Engrg ca, Canadá Sistema y método para la separación de crudo o hidrocarburos libres [ntevep SA, Venezuela y/o dispersos en agua Método de y composición para rompimiento de emulsiones de aceite y Betzdearbom [ne, EUA agua en operaciones de procesado de crudo Separación de agua del crudo y desemulsificantes de aceite usados BASF AG, Alemania para este propósito Agente y método para prevenir la formación de emulsiones crudo/agua Buekman Labor [ne, EUA Ehkologieheslraja Aparato para separar crudo-agua Dzerzhinslraja, Rusia Al Yazdi Ahmed M, Emiratos Aparato y método para separar agua del petróleo crudo Arabes Unidos Nota: En la tabla anterior solo se presentó una parte de las patentes por razones de extensi6n. Figura 2.1 Desarrollo de patentes (separación agua-petróleo) por país 10-.4 9% Europa 10% México 15% Patentes que componen la muestra: 88 Fuente: elaboración propia a partir de investigación EUA 31% 39 Como se mencionó al inicio de este capitulo, el agua contenida en el crudo puede presentarse de dos maneras que son libre o emulsionada, por tanto de la tabla 2 podemos hacer una distinción entre las patentes que están enfocadas a la remoción de agua de una o de otra forma, esto lo podemos apreciar en la Figura 2.2. Figura 2.2 Tratamientos para la separación de agua contenida del petróleo Fuente: elaboración propia 2.6 Mejoras y adelantos Emulsionada 72% Ubre 28% 40 En esta sección se hará una breve revisión de los adelantos y mejoras que han sido desarrollados y que tienen que ver directa o indirectamente con la separación de agua de los hidrocarburos estudiados en este trabajo. Dichos artículos fueron o son publicados en revistas de corte científico y tecnológico, donde se estudian diversos temas relacionados con la Ingeniería Química y/o la Ingeniería del Petróleo, el gas y los hidrocarburos; Revistas como la Chemical Engineering Science o la Petroleum Science & Technology. En la Tabla 2.2 se 41 encuentra una relación de artículos así como la revista en la cual fueron publicados. Estos artículos son presentados en este capítulo, sin embargo no son de exclusiva aplicación para el petróleo. Tabla 2.2 Artículos relacionados con la separación agua-hidrocarburos ARTÍCULO REVISTA Chemical Engineering Drop Size distributions in horizontal oil-water dispersed flows Science Filtration method efficiently desalts crude in commercial test Oil & Gas Joumal The effect o fair sparging on the electrical resolution ofwater-in-oil Chemical Engineering emulsions Science Chemical engineering Study of drop coalescence behavior for liquid-liquid extraction oper8tÍon Science Chemical Engineering The effect of oscillating electric fields on the coalescence of liquid drops Science Chemical Engineering Separation of oil-water mixture in tank Communications Electrostatic enhancement of coalescence ofwater droplets in oil: a review Chemical Engineering of the current understanding Joumal Electrostatic enhancement of coalescence ofwater droplets in oil: a review Chemical Engineering of the technology Joumal Electrostatic and hydrodynamic separation of aqueous drops in a flowing Chemical Engineering & viscous oil Processing 42 Motion, deformation and break-up of aqueous drops in oils under high Chemical Engineering & electric field strengths Pl'Ocessing Petroleum Science & Investigation of a centrifugal Separator for in-well oil water separation Technology A contribution towards predicting the evolution of droplet size distribution Chemical Engineering in flowing dilute liquid/liquid dispersions Science PIate separators for dispersed liquid-liquid systems: the role of partial Chemical Engineering coalescence Science PIate separators for dispersed liquid-liquid systems: hydrodynamic Chemical Engineering coalescence model Science PIate separators for dispersed liquid-liquid systems: Multiphase flow, Chemical Engineering droplet coalescence, separation performance and design Science Separation Science & Demulsification ofhighly stable water-in-oil emulsions Technology Scale-up effects on drop size distribution ofliquid-liquid dispersions in Chemical Engineering agitated vessels Science Joumalol Dispersion Applied statistics: Crude oil emulsions and demulsifiers Science & Technology Chemical Engineering Dynamic behavior of drop in oil/water/oil dispersions Science Chemical Engineering Dynamic behavior of drops in oil/water/oil dispersions Science Preparation of water-in-oil emulsions using micro porous polypropylene Chemical Engineering hollow fibers: influence of some operating parameters on droplet size and Processing distribution -- ---- - - - - 43 Coalescence of freely moving bubbles in water by the action of suspended Chemical Engineering hydrophobic particles Science Fuente: elaboración propia Para poder observar mejor la disposición de los artículos, en la Figura 2.3 se presenta a manera de gráfico la anterior tabla. Figura 2.3 Articulos relacionados con la separación agua-hidrocarburos 12r-------------------------------------------------------~ 11T----r~~r_-------------------------------------------_l 10+--- 9+--- 8+--- 7+---" 6+----1' 5+--- 4+--- 3+--- 2+---f 0+---.... and Otras Total de artículos que componen el corpus: Veintidós Fuente: Elaboración propia - - - ------ 44 2.7 Análisis Son diversos los tecnólogos y las tecnologías disponibles para llevar a cabo la separación agua-petróleo que tiene interés tanto para nosotros como para las empresas que lo extraen, lo tratan y lo comercializan. Así como se mencionó que los tratamientos podían ser eléctricos como químicos o térmicos, así pues es la variedad de procesos que son ofrecidos por las compafiías dedicadas a este rubro. Encontramos que, dependiendo de las necesidades de cada cliente; se puede optar por una opción o por otra. Las tecnologías ofrecidas, como se pudo ver, son algunas de ellas combinación de los distintos métodos posibles para llevar a cabo la deshidratación de crudo, con lo cual es de esperarse que la eficiencia se vea incrementada. Tal vez no se pueda hablar específicamente de una tendencia unificada por parte de los desarrolladores de tecnologías hacia un tipo preciso de proceso11 , es decir, a que la mayoría ofrezca tratamientos caloríficos por ejemplo. Como ya se dijo, hay tal variedad que es mejor decir que la elección del tratamiento a usar es responsabilidad de cada usuario pues ésta depende de varios factores como el económico, el geográfico o del tipo de crudo a tratar. Por otra parte, al observar la Tabla 2 podemos notar que el desarrollo en el área del tratamiento de petróleo para deshidratarlo ha sido extenso, habiendo una gran variedad en cuanto a las tecnologías pero al mismo tiempo una uniformidad que se explica más adelante. Se ha involucrado el estudio y la aportación de distintos investigadores e instituciones de diversos países para resolver el problema planteado al inicio de este capitulo. Tomando como referencia la Figura 2.1, salta a la vista la mayor aportación que han brindado los Estados Unidos de América al desarrollo de estas tecnologías, sin embargo, no 11 Se hace notar que existen más de opciones dentro de los tratamienlos eléctricos en comparación con las otras tecnologías. 45 están exentos otros países, como Canadá o Alemania, que gracias a sus aportaciones son mencionados aquí. En este punto es de especial interés hacer notar que México, a través del Instituto Mexicano del Petróleo, ha tenido una muy importante participación al estar en segundo lugar12 como desarrollador de patentes relacionadas directa o indirectamente con la deshidratación de crudo, lo cual le merece a nuestro país y al IMP un reconocimiento pues esto demuestra el gran potencial de los investigadores mexicanos. En la Figura 2.2 se comprueba lo descrito al principio del presente capítulo, cuando se decía que la presencia de emulsiones del tipo W/O en el petróleo crudo complicaba la eliminación del agua y representaba mayores costos por tener que llevar a cabo primero el rompimiento de la emulsión y posteriormente la separación. Observamos que la mayoría de las tecnologías propuestas están enfocadas a la eliminación de agua emulsionada. En cuanto a las mejoras (artículos científicos) observamos que los temas aunque diversos, se enfocan en las separaciones de líquidos, en algunos casos en forma general y en otros específicamente para sistemas O/W o W 10. En esta parte es importante mencionar que en dichos artículos se presentan estudios enfocados más hacia la parte de elaboración de modelos matemáticos, comparación de los mismos, construcción de gráficos, teorías, etc. No obstante son de gran importancia y su aportación hacia el tema que nos ocupa es amplia. Podríamos llamar a éstos la parte teórica, que es llevada a la práctica de diversas formas, es decir, aunque son favorables para la separación de los líquidos que nos ocupan, pueden ser empleados para otros fines . . 12 En base a ésta investigación 46 2.8 Conclusiones En este capitulo se ha hecho una revisión de las tecnologías así como de sus desarrolladores y aportaciones que han sido propuestas por distintos investigadores alrededor del mundo. De lo anterior podemos presentar algunas conclusiones, estas son: • La deshidratación de petróleos crudos puede ir desde algo sencillo, como simplemente drenar el agua libre, hasta lo más complicado como tener que romper emulsiones que además de llegar a ser estables por si solas, pueden ser estabilizadas por otros componentes presentes en el crudo, lo cual aumenta en gran medida la dificultad de la separación. • En el mercado, se pueden encontrar distintas opciones para la deshidratación de crudo, es decir, distintos tecnólogos dedicados a esto. La elección del método a usar, depende de factores como clima, ubicación geográfica, tipo de crudo a tratar, capital dispomble, etc. • Alrededor del mundo, han sido desarrolladas invenciones o patentes que encuentran su aplicación directa o indirectamente en la deshidratación del crudo. Países como EUA y México, han hecho importantes aportaciones a este rubro al presentar propuestas y mejoras aplicadas a la deshidratación de crudo. El primero de estos, EUA, es el principal desarrollador de estas tecnologías con empresas como Exxon Research & Engineering Co. Podemos decir entonces que EUA es el líder en este rubro, al presentar el doble o más de tecnologías que otros países. • En México, el IMP cuenta con un número considerable de patentes registradas que son de interés para este trabajo. Podemos decir que el IMP se ha concentrado específicamente en el problema del rompimiento de emulsiones ya que sus patentes son, en su totalidad, de este tipo. Por lo tanto, es de gran admiración y reconocimiento decir que nuestro país --- - ------------------------------------------ 47 participa activamente en el avance tecnológico que se da en pos de tener mayores eficiencias y menores costos. • La dificultad de la separación crudo-agua se centra principalmente en el rompimiento de emulsiones de tipo W /0 u O/W o incluso en evitar su formación, pues el agua emulsionada es más dificil de remover. Los tecnólogos presentan tecnologías para romper dichas emulsiones, que van desde aplicar campos de corriente eléctrica hasta la adición de químicos especializados llamados desemulsificantes. • Los artículos publicados en revistas de corte científico-tecnológico presentan investigaciones que ayudan a mejorar los procesos pues presentan innovaciones y adelantos que pueden ser aplicados a los mismos y contribuir entre otras cosas a aumentar eficiencias, mejorar tiempos de residencia, disminuir costos de operación, etc. Capítulo 3 Tecnologías para separar agua del aceite, patentes y mejoras 49 3.1 Introducción En nuestros días, la presencia de agua en combustibles, en aceites (de lubricación por ejemplo) y otros, es un problema que ya se ha explicado anteriormente. El agua puede entrar a los sistemas fácilmente, como puede ser por simple condensación de aire. El agua contribuye a la corrosión y desgaste además de serios problemas. Como en el caso del petróleo, existen diversas tecnologías que permiten eliminar el agua presente en el(los) aceite(s)l. 3.2 Objetivos En este capitulo se presenta una revisión de tecnologías para llevar a cabo la remoción de agua del aceite y sus desarrolladores, así como su análisis particular para poder mostrar así sus principales ventajas y formas de operación. Además, se expondrán las patentes relacionadas con este tema, elaborando una estadística que indique los países y/o desarrolladores más importantes. 3.3 El aceite y eliminación de impurezas. Sabemos que es muy importante que un aceite esté lo más limpio y puro posible, aunque esto no sea del todo posible. Los usos principales de los aceites en la industria son la lubricación y la refrigeración; Una de sus funciones consiste en interponerse entre dos o más elementos mecánicos, para evitar su contacto directo, reduciendo de esta forma su rozamiento, calentamiento, oxidación, deterioro, etc. Un aceite lubricante está conformado por una base lubricante y aditivos, donde el primero de éstos es el componente más importante del aceite pues define su viscosidad y le da propiedades fisico-quimicas importantes como las de demulsificación, antidesgaste, 1 Nos referimos claro esta a los aceites derivados del petróleo y que son de uso industrial en lubricación y refrigeración. 50 antiespume, antioxidación, biodegradabilidad, toxicidad entre otras. Los aditivos son componentes químicos que se adicionan a la base lubricante con el fm de mejorar una o más propiedades o incluso proporcionarle otras nuevas, como en el caso de los aceites de tipo automotriz con aditivos detergentes-dispersantes. Los aditivos son el material de desgaste en el aceite lubricante, y mientras éstos no se agoten, la base lubricante no se deteriora. Los lubricantes, según sus características, pueden cumplir distintas funciones como puede ser: -Sellar el espacio entre piezas: Dado que las superficies metálicas son irregulares a nivel microscópico, el lubricante llena dichas imperfecciones. -Mantener limpio el circuito de lubricación: en el caso de los lubricantes líquidos éstos arrastran y diluyen la suciedad, depositándola en el filtro. -Contribuir a la refrigeración de las piezas: En muchos sistemas, de hecho, el lubricante es además el agente refrigerante del circuito. -Neutralizar los ácidos que se producen en la combustión. -Proteger de la corrosión: El lubricante crea una película sobre las piezas metálicas, lo que las aísla del aire y el agua, reduciendo la posibilidad de corrosión. Por otra parte, aquí se mencionan algunos contaminantes que pueden entrar en los aceites y que por tanto son indeseables y deben removerse: • Suciedad: La contaminación del aceite lubricante con partículas sólidas causa rayones, abrasión y desgaste en los componentes con los que tiene contacto. A su vez, estos rayones o defectos en la superficie impedirán la correcta formación de la película lubricante, necesaria para una correcta lubricación. 51 • Agua: El agua mezclada con el aceite lubricante evita la formación de la pelicula lubricante antes mencionada; Provoca la oxidación acelerada de los aceites lubricantes y oxida las partes metálicas expuestas a su acción. • Astillas o "Rebabas": Presentes en los aceites y pueden ser de dos tipos, de fabricación o de uso. Estas partículas provocan daños muy importantes en cojinetes y engranajes. • Químicos: La contaminación por productos químicos provoca oxidación en los elementos mecánicos, desgaste de juntas y degradación del propio aceite. El agua es uno de los contaminantes que más influye en el deterioro y tiempo de vida de los lubricantes y, por tanto, de los elementos que son lubricados. El agua puede estar presente en el aceite, al igual que en el petróleo, en forma libre o emulsionada, no dejando de ser alguna de estas formas menos critica, ya que su presencia disminuye el espesor de la pelicula lubricante. Esto provoca que las superficies de las máquinas o elementos mecánicos que se encuentran en movimiento relativo pierdan la protección y refrigeración que ofrecen los lubricantes. Además, dificulta e impide la lubricación, acelera la oxidación del mism02 • El agua puede llegar hasta el aceite a través de retenes y juntas defectuosas, procedente de fuentes externas, por lavado de los equipos con chorro de agua a presión3 • También por condensación, cuando el equipo trabaja a temperaturas por encima de los 50°C y por condiciones de proceso es necesario arrancarlos y pararlos frecuentemente, la humedad presente en el aire caliente que se encuentra dentro del carter4 o carcasa del equipo se condensa y el agua contamina el aceite. 2 Proceso de degradación del aceite 3 Cuando se llevan los automóviles al llamado "servicio", una de las acciones es el lavado del motor con agua a presión, la cual puede entrar a los sistemas y causar fiillas, por ejemplo eléctricas 4 Es la pieza que cierra la parte inferior del bloque y que recoge el aceite utilizado en la lubricación del molor. El cárter húmedo recoge el aceite y lo almacena hasta que la bomba lo recoge y lo envía al circuilo de engrase. El cárter seco dispone de una bomba que recoge el aceite y lo envía a ocro depósilo de donde lo recoge la bomba principal. 52 Otra causa principal de contaminación por agua es el almacenamiento deficiente del aceite, que permite que el agua penetre por las tapas de los bidones o tambores de aceite, o incluso por condensación dentro del propio bidón, cuando éste está medio vacío y sufte variaciones de temperatura. Para eliminar el agua, se puede recurrir al drenado de la misma siempre que ésta se encuentre en estado libre en el aceite. Esto se logra por medio de los aditivos anti­ emulsionantes con que cuentan los aceites lubricantes. El agua se eliminará mediante la válvula de drenaje, ubicada normalmente en el fondo de los equipos con aceite. Cuando el agua se encuentra diluida en el aceite (pequeñas partículas en suspensión) se puede separar por medio de filtros coalescentes o por centrifugación, realizando el proceso a temperaturas recomendadas cercanas a los 70°C. Si el aceite se ha emulsionado con el agua se utilizan otros métodos explicados más adelante. 3.4 Tecnólogos y tecnologías y de separación. En la Figura 3 se presentan algunas tecnologías para la separación agua-aceite así como los tecnólogos responsables de ellas. 3.4.1 Separación aceite-agua El agua puede contener aceite en dos formas: aceite libre y aceite emulsionado. Los separadores del tipo de gravedad no pueden separar aceite emulsionado del agua. La separación, cuando existen estas condiciones, requiere de otras tecnologías. Un separador por gravedad tiene una cámara diseftada para proveer flujos en condiciones suficientes para que los glóbulos de aceite libre suban a la superficie del agua y formen una masa de aceite separada que puede ser removida mecánicamente. La "proporción de ascenso" de los glóbulos M VI [ I Figura 3 Tecnólogos y tecnologías para la separación agua-aceite 1I ~ fj • • • Desnatadores móviles 1 [ Decantadores ] [ Separadores por gravedad 1 I [ 1 011 Sklmmers, Inc. [ Internatlonal Productlon J Speclallsts I I • Centrifuga ] I Termovaclo ] I Filtros separadores I I I I [ Ingenieros de lubricación J LTDA Sistemas de YacIo I HydroCarbon 1 Filtración y Separación J o Tecnólogos Fuente: Elaboración propia a partir de Investigación bibliográfica • Filtros coalescentes J y separadores I AMISTCO ] • 11 Desorbedores 1 1 I CJe 1 -- --- --------------------- 54 de aceite (su velocidad vertical) es la velocidad a la cual las partículas de aceite se mueven a la superficie del separador por la diferencia de densidades. Para la separación líquido/líquido AMISTCOO ofrece los Filtros Coalescentes de placas y de mallas tejidas en una gran variedad de materiales. Dependiendo de los requerimientos, pueden utilizarse solos o en combinación, para separar emulsiones inducidas mecánicamente en un rango muy amplio. Para lograr los resultados de separación deseados se fabrican en materiales hidrofóbicos y/o hidrofilicos. Todos los paquetes separadores ofrecidos se construyen bajo especificaciones o requerimientos de funcionamiento de los clientes y se diseñan para alta eficiencia y para servicio confiable y duradero. AMISTCO tiene también disponibles sistemas separadores líquido/líquido en paquete Llave en Mano. Los filtros coalescentes AMISTCO de Malla Tejida con Mono-Filamento se aplican mejor para separaciones finas y rangos de flujo de baja velocidad. En separaciones de agualhidrocarburos son capaces de reducir las concentraciones de aceite desde 500 ppm hasta 15 ppm. Los filtros coalescentes AMISTCO de Malla Tejida con Multi-Filamento ofrecen siempre una separación fma para ciertas emulsiones. Un Filtro Coalescente de malla tejida con multifilamento puede separar las mismas 500 ppm de hidrocarburos en agua hasta el orden de 5 ppm. Los ftltros coalescentes AMISTCO de lámina corrugada se adaptan mejor para flujos de alta velocidad, para líquidos que acarrean algunos sólidos y para tamaños de gota de 40 micras y mayores. Su construcción rugosa es resistente a taparse o atascarse. Oil Skimmers, Inc.© Fabrica desnatadores5 móviles de aceite, los cuales permiten recuperar el aceite de desperdicio en múltiples sitios. Se pueden presentar distintas situaciones a las cuales se puede dar solución con el sistema móvil de Oil Skimmers, algunas son: s Equipos con el mismo principio que los mencionados en el capitulo anterior. 55 • Las grandes plantas de fabricación y de fundición generalmente tienen varias fosas o estanques donde el aceite de desperdicio se acumula. El desnatador de aceite de Oil Skimmers, Inc., es un tanque móvil que puede ser llevado de un sitio a otro para una recolección de aceite fácil y eficiente. • Los productores de aceite que tienen pozos de retención remotos, pueden tener aceite crudo de gran valor flotando en la superficie de dichos pozos. El sistema móvil, equipado con un paquete opcional con generador eléctrico, puede ser transportado a sitios remotos y disponerlo para obtener una remoción continua de dicho aceite crudo. • Los pozos grandes y diques están sujetos a condiciones climáticas que pueden llevar el aceite flotante más allá del alcance de desnatadores estacionarios. El sistema de Oil Skimmers, facilita la recuperación del aceite en cualquier sitio donde el aceite pueda ser transportado antes de que sea descargado en lagos o rios o incluso en las instalaciones de tratamiento de aguas de desperdicio. El sistema ya mencionado se compone de un tanque de recolección, sobre el cual esta montado un aguilón balanceado el cual permite una rotación de 3600 y un movimiento hacia amba y hacia abajo cuando es necesario para una colocación sencilla El largo alcance del aguilón asegura que ninguna obstrucción fisica ni un terreno áspero interfieran con la ubicación de este desnatador de aceite desde fuera y sobre el agua. Para asegurar el flujo del aceite en los climas más fríos, la parte de operación del desnatador de aceite y el aguilón pueden ser calentados y aislados eléctricamente. Un carrete para enrollar situado en la parte posterior del remolque permite que la unidad sea conectada si la electricidad está dispomble en el sitio o pueda ser suministrada por un paquete de generador opcional. Una luz indicadora en la parte superior del tanque seftala cuando el tanque está lleno y un interruptor de apagado automático detiene la operación del desnatador. 56 3.4.2 Separación agua - aceite El agua puede estar presente en el aceite, al igual que en el petróleo, en forma libre o emulsionada, no dejando de ser alguna de estas formas menos preocupante, ya que su presencia provoca serios problemas ya mencionados anteriormente. Intemational Production Specialists© es el importador americano del separador Curator Petrol©, el cual está hecho en Alemania por Passavant Werks, A. G. Estos separadores son del tipo separador por gravedad, los cuales toman ventaja de la diferencia en las gravedades específicas del agua, aceite o gasolina para realizar separaciones eficaces y económicas. Oil Skimmers© ofrece su decantador, el cual está diseñado para remover gotas diminutas de agua, por el sistema de desnatación, para ser devueltas al área que está siendo desnatada. Se debe considerar incorporar el decantador al sistema bajo cualquier circunstancia, inCluyendo los siguientes factores: • El decantador se utiliza, si el aceite desnatado es espumoso, como el encontrado en el aceite enfriador de las herramientas de las máquinas de metal-mecánicas. El de cantador permite separar el aceite retirado y ser devuelto al reservorio de la solución, con lo que se disminuirá la pérdida de solución y la compra de nueva solución . • También se utiliza en cualquier área donde los costos de eliminación de desperdicios aceitosos y/o los costos de recuperación de aceite necesiten ser controlados. El decantador disminuirá al máximo la cantidad de acumulación de agua o de solución en los contenedores de almacenamiento de desperdicios. El principio de operación es la diferencia de gravedades específicas entre el aceite y el agua. El aceite más liviano se separará y flota por encima del agua. Un tubo de distribución 57 múltiple especialmente construido, incorpora un vertedero de aceite el cual permite al aceite rebasar su nivel más alto mientras el agua se descarga continuamente a un nivel más bajo. Ingenieros de Lubricación LTDA©, es una empresa con experiencia en el campo de la lubricación, siendo las actividades de mayor desarrollo la recuperación de aceites lubricantes industriales usados, disetlo y fabricación de equjpos de ftltración y termo-vacío, capacitación y asesorías en los temas de la tribología y la lubricación. Ingenieros de lubricación ofrecen la centrifugación, que es un medio acelerado para separar el agua libre y diluida asi como contaminantes sólidos del aceite, utilizando la fuerza centrífuga desarrollada por la rotación del aceite a altas velocidades. La centrífuga ha sido disefiada6 de tal forma que el aceite puro y el agua libre son canalizados y separados independientemente, la mugre y el lodo se depositan en el asiento del casco, excepto una pequeña cantidad, que es descargada junto con el agua. La centrifugación es un proceso muy apropiado para el tratamiento de grandes cantidades de aceite con niveles de contaminación sólida ó con agua libre, elevadas, y por ser la centrífuga un equipo compacto, no requiere de instalaciones e infraestructura especiales. Una bomba de engranajes accionada por el eje horizontal de la centrífuga, succiona el aceite sucio del depósito y lo hace fluir a través de la centrífuga. Una vez que el aceite ha sido purificado, la otra sección de la bomba lo impulsa nuevamente al depósito. En algunos casos se emplea un depósito adicional, el cual se comunica por gravedad con el depósito principal. Dependiendo de las necesidades que se tengan la centrífuga se puede poner a trabajar como purificadora (líquido / líquido / sólidos) ó clarificadora (aceite / sólidos), lo cual permite un uso más general de este equipo. El proceso de centrifugación es mucho más eficiente si Se calienta previamente el aceite a temperaturas entre 70°- 80°C. 6 No logra separar agua emulsionada - ---- - - - - 58 La centrifugación sirve para eliminar agua libre, sin embargo, cuando ésta se encuentra emulsionada la manera de eliminarla es mediante un proceso llamado termo vacío ó de diálisis, que es un proceso fisico, que se lleva a cabo utilizando un equipo de termovacío ó dializador de aceite portátil, el cual permite calentar el aceite hasta temperaturas de 100°C y someterlo a presiones de vacio de 27 in de Hg aproximadamente. Durante este proceso el aceite se limpia totalmente y se filtra hasta dejarlo con el código de limpieza, según la norma ISO 44067 , recomendado por el fabricante del mecanismo lubricado. Al fmal del proceso de diálisis, el aceite queda en óptimas condiciones para ser utilizado en la misma aplicación donde se venía utilizando y con un porcentaje de vida igual ó mayor al que tenia al iniciar el proceso de diáliSis. En la Tabla 3 se presenta una comparación entre el proceso llamado termovacio y el proceso de la centrifugación. Tabla 3 Características de un equipo de termovacío y de centrifugación Equipo Características Termovacío Centrifuga Separación de agua libre y diluida Si Si Separación de agua emulsionada Si No Eliminación de gases (H2S, S02, propano, butano, etc). Si No Eliminación de ácidos débiles. Si No Es necesario calentar el aceite. Si Si 7 Esta norma internacional especifica el código a emplearse para indicar la cantidad de particulas en fluidos hidráulicos de los sistemas de transmisión de potencia. ----------------------------------- 59 Ligera oxidación dtnlU1te el proceso de purificación del aceite. No Si Tiempo de separación de los contaminantes. Moderado Alto Código ISO 4406 de limpieza del aceite. El que desee 17/16/14 Consumo de filtros de aceite. Si No Elementos mecánicos ó eléctricos que es necesario hacerles 6 10 mantenimiento ó cambiarlos. Mano de obra calificada para hacerle mantenimiento al equipo. No Si Funcionamiento automático. Si Si Frecuencia de mantenimiento mecánico ó eléctrico. S años 3 años Repuestos de consecución nacional. Si No Modo de operar. Fácil Dispendiosa Consumo de energía. Moderado Bajo Fuente: Tabla tornada de la página electrónica de Ingenieros de lubricación LTDA Los análisis de laboratorio que se le deben llevar a cabo al aceite, antes y después del proceso de diálisis son: • Viscosidad: para garantizar que el aceite dializado se encuentre dentro de los estándares requeridos. • TAN (Número Ácido Total) ó Número de Neutralización (NN): permite cuantificar el agotamiento del aditivo antioxidante del aceite y el deterioro de la reserva alcalina de la base lubricante a través del tiempo. • TBN (Número Básico Total): permite cuantificar el nivel de detergencia-dispersancia del aceite y determinar si se puede 6 no dializar. Ic _ ___________________________ - - - 60 • Contenido de Agua: cuantifica la cantidad de agua que tiene el aceite y cómo quedó después del proceso de diálisis. • Nivel de limpieza: para conocer la cantidad de particulas sólidas presentes en el aceite en tamaftos mayores de 2,5, 15,25,50 Y 100 micras. • Contenido de partículas metálicas por espectrofotometría de absorción atómica: para conocer la cantidad de partículas metálicas en el aceite, tales como Si, Fe, Cu, Al, Cr, Pb, y Sn, en ppm. Se pueden dializar los siguientes tipos de aceites: • Aceites circulantes, para turbinas de vapor, gas e hidráulicas. • Aceites para compresores, reductores de velocidad y sistemas hidráulicos. • Aceites para turbogeneradores y turbocompresores. • Aceites para transformadores. • Aceites para transferencia de calor. • Aceites para máquinas herramientas, para temple y de proceso. • Aceites para motores diesel, marinos yagas. Por su parte, los filtros separadores de CJCC combinan la filtración fina y la separación de agua en unidades fuera de linea con bombas de circulación integral. Están disefiados para usarse en sistemas aceitosos donde el ingreso constante de agua es un problema regular. Los filtros separadores de eJC se usan alrededor del mundo como sistemas de purificación eficientes de aceites usados en lubricación, sistemas de potencia hidráulica, sistemas de combustible diesel marino para propulsión de motores y otras aplicaciones. Están disponibles con rangos de flujo de 45 hasta 7,000 litros por hora. ,61 Entre sus equipos se encuentran la serie PTU 15/25 con capacidades de 45-55 Uh, que encuentra su aplicación en agua contaminando paquetes de poder hidráulicos, cajas de velocidades y aplicaciones industriales y marinas similares; También como filtro de combustIble en motores marinos de diesel. La serie PTU2 27/27 con capacidades de 60-210 L~ ofrece filtración fina y separación continua de agua en aceites hidráulicos y de engranaje contaminados en industria o marina. Otra línea con la que cuenta CJC son los desorbedores, productos patentados por ellos, diseftados para separar grandes volúmenes de agua de también grandes volúmenes de aceite lubricante. Los desorbedores son usados para remover agua de aceites lubricantes e hidráulicos, ambos minerales o sintéticos. En estos equipos, el aceite es calentado antes de encontrar un contador de flujo de aire fresco y seco en el desorbedor. El aire es calentado por el aceite, se expande y atrae el agua vaporizada del aceite. Subsecuentemente, un enfriador de aire condensa el agua la cual puede ser drenada. El desorbedor DIO está diseftado para remover agua en aceite y trata aceites minerales así como fluidos sintéticos, y es incluso capaz de romper emulsiones estables. Es capaz de remover grandes cantidades de agua al igual que mantener el contenido de agua dentro de sistemas en niveles muy bajos. El de sorbedor D20 diseñado para remover agua de aceites, teniendo la capacidad de remover humedad de emulsiones O/W sin ningún impacto en la condición del aceite. No es afectado por viscosidad o aditivos, puede remover amba de 15 Udía de agua. Puede operar como unidad independiente o combinarse con un equipo de filtración fina. El desorbedor D30, diseftado para aplicaciones que sufren de contaminación por agua muy grande y es apropiado para lubricantes que forman emulsiones estables. Por otra parte HydroCarbon© Filtración y separación ofrece sus sistemas de vacio para sistemas de aceite lubricante o sistemas ' hidráulicos. Este sistema remueve pequeñas - - ---- - --- --------- -- -- 62 cantidades de agua libre y emulsionada. El agua es llevada a ebullición por la aplicación vacío en una cámara de dispersión donde el aceite es puesto en contacto directo con dicho vacío. El agua evaporada es removida del sistema por una bomba de vacio. Una bomba de vacio crea un vacío que hace entrar el fluido en la unidad a través de un calentador integrado donde el fluido es calentado a 150 F o (66 o C). El fluido pasa entonces a través elementos dispersantes los cuales están localizados dentro de la torre de vacío. El aceite fluye por los poros de dichos elementos dispersantes y es expuesto a vacío, comúnmente a 25 in Hg (635 mm Hg). El punto de ebullición del agua está por debajo de la temperatura del fluido a este nivel de vacio, asi que el agua hierve y el fluido es deshidratado. Una bomba conectada remueve el aceite del fondo de la cámara de vacío y lo bombea a través de un ftltro particular y regresa a su depósito. 3.5 Patentes En esta sección se presentan algunas de las patentes registradas y que están relacionadas y/o encuentran su aplicación en la remoción de agua de aceites En la tabla 3.1 se muestra una relación de patentes y posteriormente, en la Figura 3.1 se proporciona a manera de gráfica la estadística de las mismas. 63 Tabla 3.1 Patentes con aplicación en la separación agua-aceite NOMBRE PAÍs YIO SOLICITANTE Usos y métodos con condensados Nixon & Vanderhye, EUA Membrane Techn%gy and Tratamiento de aguas de residuo aceitosas generadas a bordo Research Ine., EUA The Lubrizo/ Corporation, Agua espesada en una composición de emulsión de aceite EUA Método de recuperación de aceite y aparato de recuperación de aceite Adams & Wilks, EUA Conoco Phillips Company, Remoción de agua en el proceso Fischer-Tropsch EUA Esso Research and Dispositivo de coalescencia y separación de aceite en agua Engineering Company, EUA Esso Research and Cartucho mejorado de coalescencia y separación de aceite en agua Engineering Company, EUA Ne/son, William Emest, Proceso para solidificar y remover aceite derramado en tierra y agua Canadá Ne/son, William Emest, Proceso para solidificar y remover aceite derramado en tierra y agua Canadá Separador centrifugo de agua aceite Ridout & Maybee LIp, EUA Método para la separación por ciclón de aceite y agua e instrumentos Bereskin & Parr, Noruega para dicha separación 64 Tabla 3.1 Patentes con aplicación en la separación agua-aceite (continuación) Petrozyme Proceso biológico para el rompimiento de emulsiones aceite-agua Teehnologies Ine., Canadá Borden Ladner Gervais Método y planta para colectar aceite flotante en agua LIp, Suecia Método de disposición de aguas de residuo con contenidos de aceite Sumitomo Eleetrie emulsionado. Industries, Ltd., Japón Mobil Oil Corporation, Método y aparato para romper emulsiones de hidrocarburos EUA , Ondeo Naleo Desemulsión de emulsiones W/O Company, EUA Exxon Chemieal Método de desemulsión de emulsiones W lO Patents Ine., EUA Exxonmobil Researeh Desemulsión de emulsiones del tipo W /0 and Engineering Company, EUA Compuesto desemulsificante y método de rompimiento o inhibición de Pi/ot Chemieal emulsiones Holdings, Ine., EUA Rohm and Haas Método para inhibir la formación de emulsiones de aceite y agua Company Rompimiento de W18 emulsión usando un polímero alquilfenol-polietileno Conoeo Ine., EUA oxido-acrilato cubierto por un material coalescente 65 Tabla 3.1 Patentes con aplicación en la separación agua-aceite (continuación) Phillips Petroleum Desemulsificación de emulsiones de aceite y agua Company, EVA Naleo Chemieal Desemulsificantes hidrofóbicamente modificados para sistemas O/W Company, EVA Método y aparato para romper emulsiones de líquidos inmiscibles por Exporteeh Company, coalescencia magnetostática Ine., EVA Betzdearbom Inc., Composiciones y métodos para romper emulsiones W lO EVA Método para romper emulsiones W/O en hidrocarburos líquidos que consta Betz Laboratorles, Ine., de adición al hidrocarburo de una cantidad suficiente de una alquil amina EVA etoxilada cuaternaria Separación de líquidos de distinta densidad e insolubles entre s~ Henkel Corporation, emulsionados o dispersos, por coalescencia y extracción de la capa EVA superficial y la del fondo. Agenee Nationale de Procedimiento y dispositivo mejorados para la separación de emulsiones por Valorlsation de la coalescencia Reeherche (A.N. V.A.R.) Aparato para filtrar y coalescer líquidos. Kalsep Limited Filterwerke Mann + Mejoras en una disposición para separar líquidos de diferente densidad HummelGmbh Mejoras en un separador por coalescencia Filterwerk Mann 66 Tabla 3.1 Patentes con aplicación en la separación agua-aceite (continuación) Shell Intemationafe Aparato para separar una fase liquida dispersa a partir de una fase liquida Research Maatschappij continua mediante coalescencia electrostática B. v., Paises Bajos Robic, Robic & Método y aparato para la separación aceite-agua por coalescencia Associes/ Associates, Japón Rompimiento de una emulsión O/W por adición de cationes y tratamiento Sim & Mcbumey, EUA con ánodo de hierro Kirby Hades gafe Método para romper una emulsión W 10 baker, Canadá Exxonmobif Research Desemulsificación de emulsiones W/O and Engineering Company, EUA Rohm and Haas Método para inhibir la formación de emulsiones de aceite y agua Company, EUA Formulaciones de copolimeros para el rompimiento de emulsiones de aceite Betzdearbom Inc., yagua EUA Composición desemulsificante para tratar a temperatura ambiente y en IMP,México caliente aceites de densidad media con alto contenido de agua y aceite ligero Composición tensoactiva desemulsificante mejorada para tratar aceites de IMP,México alta densidad, en equipos atmosféricos Composición desemulsificante mejorada para tratar en caliente aceites de IMP,México alta viscosidad 67 Tabla 3.1 Patentes con aplicación en la separación agua-aceite (continuación) Composición desemulsificante para tratar a temperatura ambiente y en IMP,México caliente, aceite de densidad media con alto contenido de agua y aceite ligero Composición desemulsificante mejorada para el tratamiento de aceites de IMP,México densidad ligera operados a temperatura ambiente en W1idades electrostáticas Composición desemulsificante para el tratamiento de aceites cerosos de densidad ligera para operar a temperatura ambiente, en deshidratadores IMP,México atmosféricos Shell Intemationale Procedimiento para fragmentar emulsiones de agua-aceite Research Maatschappij B. v., Paises Bajos Petrozyme Proceso biológico para descomponer las emulsiones de aceite-agua Technologies Ine. Shell Canada Limited, Proceso y planta para el rompimiento de emulsiones agua-aceite Canadá Atlantic R;chfield Sistemas separadores para mayor producción de fluidos Company, EUA detergent-free washing water, method and apparatus for making the washlng Huka;, Toshiharu, water, and water/oil separation method for separating matters emulsified Japón with the washing water into water and oil phases Exxon Production Método de rompimiento de una emulsión composición para romper una Research Company, emulsión-emulsión EUA Figura 3.1 Desarrollo de patentes (separación agua- aceite) por país Otros 19% Patentes que componen la muestra: 52 Fuente: elaboración propia a partir de investigación Canada 9% 68 Mencionado anterionnente, el agua contenida en los aceites puede presentarse libre o emulsionada, al igual que en el petróleo. Por lo anterior, de la tabla 3.1 podemos hacer una distinción entre las patentes que están enfocadas a la remoción de agua de una o de otra fonna, esto lo podemos apreciar en la Figura 3.2. Figura 3.2 Tratamientos para la separación de agua contenida en aceites Emalsionada 73% Fuente: elaboración propia 3.6 Análisis 69 Son diversos los tecnólogos y las tecnologías que ofrecen para llevar a cabo la separación agua/aceite así como aceite/agua. En el presente trabajo nos enfocamos principalmente en el primer tipo de separación dado que ese es el objetivo. En cuanto a remover aceite del agua, tratamiento de derrames accidentales por ejemplo, es también importante y se mencionan algunas tecnologías a modo de comparación. Al llevar a cabo la 70 investigación necesaria para realizar este trabajo, se hace notar que se ofrecen más tecnologías para separar o eliminar agua de aceites que al contrario. Revisando las tecnologías ofrecidas, encontramos que como es de esperarse, las necesidades de cada cliente son distintas y así mismo son las opciones a elegir. Como en el caso de las tecnologías para separar agua-petróleo, aquí no establecemos que exista una tendencia especifica hacia el desarrollo de dichos procesos o tecnologías. Así como diferentes son las circunstancias y características de las mezclas agua-aceite, del mismo modo lo son las tecnologías y los procesos de separación agua-aceite. Al observar la Tabla 3.1 notamos que el desarrollo en el área del tratamiento de aceite para deshidratarlo ha sido amplio, aunque no tan extenso si lo comparamos con el del petróleo. Tomando como referencia la Figura 2.1, la mayor aportación que han tenido los Estados Unidos de América al desarrollo de estas tecnologías ya que, en base a nuestro estudio, ha desarrollado ylo registrado más patentes que los otros países mencionados juntos. Vemos que en este tema México, a través del Instituto Mexicano del Petróleo, una vez más es partícipe aunque no de manera tan importante como en el caso del desarrollo de patentes para tratar petróleo. Sin embargo, esto no quiere decir que dichas aportaciones sean menospreciadas, sino todo lo contrario, hace notar que en México se trabaja y se está al día. En la Figura 3.2 se repite la misma tendencia que se presentó en el capitulo anterior, la presencia de emulsiones del tipo W 10 en los aceites complica la eliminación del agua y representa mayores costos, por ello es que la mayoría de las tecnologías propuestas están enfocadas a la eliminación de agua emulsionada. 71 3.7 Conclusiones Del análisis hecho, se desprenden algunas conclusiones como son: • La deshidratación de aceites va desde la simple decantación del agua libre, hasta el rompimiento de emulsiones, operación que resulta ser más costosa. • En el mercado, se pueden encontrar distintas opciones para la deshidratación de aceites o para remover estos últimos del agua. Según lo que se desee se hará la elección del método a usar. Aunque podría pensarse que es lo mismo separar agua del aceite que aceite del agua no es así, pues la simple diferencia de volúmenes de una especie con respecto a otra en cada uno de los caso, conlleva a una técnica de separación distinta. • EUA ha tenido una gran aportación en este rubro y se coloca como líder en el desarrollo de patentes para la deshidratación de aceites. México también ha tenido aportación pero no tan importante, en cuestión de cantidad de patentes más no en la calidad .de las mismas. • La dificultad de la separación aceite-agua se centra principalmente en el rompimiento· de emulsiones, ya sea de tipo W/O u O/W, pues el agua emulsionada debe desemulsionarse primero y separarse después. Los tecnólogos presentan tecnologías para romper dichas emulsiones o evitar su formación. Capítulo 4 Tecnologías para separar agua de los combustibles gasolina y diesel, patentes y mejoras 73 4.1 Introducción En la actualidad los combustibles fósiles o derivados del petróleo, como la gasolina. tienen gran demanda debido al gran crecimiento de la población mundial. Se investigan y desarrollan alternativas de nuevos combustibles, sin embargo, por el momento se siguen y se seguirán usando los combustibles tradicionales. Los avances que se han dado en el desarrollo de los motores de combustión interna han sido diversos, con dispositivos más sofisticados pero al mismo tiempo sensibles y aún propensos a problemas como la contaminación por agua. La contaminación de combustibles por suciedad yagua es prácticamente inevitable y es un problema el cual no se puede ni debe ignorar ya que dichos contaminantes pueden entrar a los sistemas de combustible con facilidad y causar distintos problemas como crecimiento bacterial, formación de ácidos corrosivos y por tanto corrosión, taponamiento de ftltros, disminución de la eficiencia de combustión, etc. 4.2 Objetivos En el presente capítulo se hace una revisión de las tecnologías disponibles así como patentes registradas para remover el agua presente en la gasolina. Una vez más se realizan los correspondientes análisis de tecnologías y patentes que existen para llevar a cabo la remoción de agua de los combustibles agua y diesel. 4.3 Combustibles diesel y gasolina y eliminación de impurezas. Los recientes adelantos en los sistemas de inyección de combustible, requieren que el mismo no contenga agua con el fin de asegurar el rendimiento y confiabilidad de los motores. Los orificios en los inyectores son tan pequeños que una mínima cantidad de agua o impureias 74 pueden destruir la punta de un inyector. El mantenimiento básico del sistema de combustible y la compra de un buen combustible protegerá la mayoría de los sistemas. El agua es un contaminante recurrente en los combustibles. Debido a que los tanques siempre están succionando humedad del aire de la siguiente manera: Por ejemplo, en un automóvil particular el combustible se calienta con las temperaturas de operación y por tanto se expande. Cuando el motor es apagado, cuando dejó de usarse, el tanque comienza a enfriarse y el combustible y el aire que están dentro del mismo se contraen. Por lo anterior, el volumen de gas disminuye y esto crea un vacío que jala aire dentro del tanque. La humedad contenida en el aire se condensa con el enfriamiento y queda atrapada con el combustible. Los tanques de almacenamiento experimentan el mismo efecto, pero con una extensión menor ya que ellos se calientan solamente con la radiación del sol. Es muy importante que el combustible se encuentre limpio en el tanque de abastecimiento. El agua puede contener disueltos materiales corrosivos que pueden causar dafio en el equipo y provocar un bajo rendimiento del motor. Cuando se almacena combustible por largos períodos de tiempo, con frecuencia se presenta una contaminación de agua, causada por la condensación del agua en las superficies internas expuestas de los tanques de almacenamiento como ya se explicó antes. Un motor diesel opera diferente que un motor a gasolina y por lo tanto deben seguirse diferentes prácticas de servicio y mantenimiento. En el motor a gasolina, el proceso de combustión ocurre a volumen constante, proceso característico por la ignición por chispa. El proceso de combustión del motor a diesel ocurre a presión constante. Este proceso es característico por la ignición por compresión o ciclo diesel. El motor diesel opera a mayores relaciones de compresión que el motor a gasolina y quema combustibles menos volátiles. La inyección del combustible es un requerimiento del motor diesel debido a que el combustible 75 entra a la cámara de combustión cerca del fmal del ciclo de compresión. Un motor a gasolina puede operar con carburador o con un sistema de inyección de combustible. El proceso de combustión, para motores a diesel, permite el uso de una variedad de combustibles "menos refmados" que la gasolina y por lo tanto, más inestables. Las temperaturas frías pueden producir precipitados de cera que pudieran tapar los filtros de combustible. El agua es más propensa a estar presente en el diesel y si no se elimina puede fácilmente dañar los sistemas de inyección. Los microorganismos y el agua pueden causar taponamientos de filtros y problemas de corrosión. La fIltración del combustible es de primordial importancia para los motores diesel. El agua debe ser removida en algún punto antes de los inyectores. Algunos filtros de diesel combinan características de eliminación de agua y de fIltración en el mismo paquete. Los sistemas de diesel, desde su procesamiento hasta los tanques de almacenamiento y de ahí a los motores, tradicionalmente contienen más agua que los sistemas de gasolina. El agua es un problema defmitivo en el diesel y debe ser tratado. Las computadoras de los automóviles modernos controlan cuidadosamente la cantidad de combustible que se quema para reducir los contaminantes y tener un rendimiento mayor. Se mantiene una relación de aire-gasolina muy cercana a la relación estequiométrica1 • En teoría, si dicha relación fuera exacta, y la gasolina pura, todo el combustible sería utilizado para generar energía, desechando únicamente dióxido de carbono yagua. Sin embargo esto no es así a pesar de los avances que se han tenido. Las principales emisiones de un motor de gasolina son las siguientes: -Nitrógeno: éste sólo pasa por el interior del motor sin ser alterado; Es un gas inerte. 1 Relación ideal entre dos o más reactivos que han de reaccionar entre sí. 76 -Dióxido de carbono: Este es un producto de la combustión. El carbono de la gasolina reacciona con el oxígeno del aire. -Vapor de agua: El hidrógeno de la gasolina reacciona con el oxígeno del aire para formar agua. En un proceso de combustión ideal tendríamos: Combustible (hidrocarburos) + aire (oxígeno y nitrógeno) = CO2 + agua + N2 (inerte). Por su parte, en proceso de combustión real tendríamos: Combustible + aire = hidrocarburos (no quemados) + óxidos de nitrógeno + CO+ C02 + agua Lo anterior nos dice que el agua en si está presente en los motores, sin embargo, es resultado de la combustión que junto con otros productos de esta última es eliminada a través del sistema de escape. El agua en este caso no entra al sistema directamente del exterior si no que se forma a través del proceso de combustión, por lo que podríamos decir que es agua en cierta medida pura, formada por el hidrógeno de los hidrocarburos y el oxígeno del aire. Es importante mencionar que no es objeto de este trabajo hacer un estudio detallado de los motores de combustión interna, de su funcionamiento, de todas sus partes o los ciclos que se llevan a cabo dentro, nos limitamos a descnbir las consecuencias de la presencia del agua en ciertos puntos del sistema de combustible. 4.4 Tecnólogos y tecnologías y de separación. Como ya se mencionó antes, el diesel y la gasolina son muy usados y por ello se requiere que estén lo más puros posible. Existen diversas compañías en el mundo que ofrecen sus servicios así como equipos especializados en el tratamiento y purificación de dichos combustibles. En la Figura 4 podemos observar algunas de estas tecnologías así como sus desarrolladores. r­ r- Figura 4 Tecnólogos y tecnologías para la separación agua-gasolina y agua-dlesel '¿~j~E,tf;r;r , }~Y;·tf~m:~~i}~~~~ ~:-\;r-4 e~:t(,1 rrif~~,~. ~~i.:k;~.:ti:.;;: [L~/;:.: ';' . .-::-:::;: ';;, .,_:~'·!~f4:~~.};;'.~ FASAM Coalescencia y separación Cartuchos absorbedores " ~ Global Energy Recovery Corporation o Tecnologlas O Tecnólogos de agua '. . Fuente: Elaboración propia a partlr de Investigación bibliográfica AMSOIL Maesco - Racor - --------------- 78 Petrolera Nacional, S.A, es distribuidor de la línea de aditivos Gold Tagle©, designado a ser proveedor de productos consumibles relacionados con motores proporcionando calidad, servicio e innovación. Entre sus aditivos se encuentra el removedor de agua (water remover) que remueve el agua del tanque de combustible, limpia la línea de inyección de resinas y barnices, mejora la combustión, mejora el rendimiento del combustible, evita el oxido del tanque, limpia el carburador, elimina el humo negro y mejora el encendido en frío. AMSOIL© ofrece filtros/separadores DahI que remueven agua y contaminantes sólidos del combustible antes de que sea bombeado al sistema de inyección. El agua y los contaminantes sólidos reducen la eficacia de la capa lubricante del combustible en componentes de inyección de alta precisión; cuando la protección disminuye, los resultados pueden incluir desgaste, erosión, agrietamiento y por tanto pérdidas de presión. Estos filtros están diseñados para simplificar la fIltración en un paso. Los límites para la habilidad de fIltración están entre 10 y 30 micrones. El sistema de fIltración de AMSOIL consiste una cámara dual de tres fases de fIltración de combustible y separación de agua. Cuenta con un sistema patentado llamado cono despresurizador que dispersa el flujo de combustible. El sistema remueve virtualmente el cien por ciento del agua y contaminantes sólidos en el combustible. El sistema incluye una válvula de flujo inverso, sostén principal en el sistema de combustible por no permitir el regreso del flujo hacia el tanque. Tecnologías RCI© tiene disponibles fIltros purificadores que remueven el cien por ciento de agua libre y casi todo el polvo, suciedad y otros contaminantes encontrados en el combustible diesel. Los contaminantes se remueven inmediatamente antes de que el combustible entre al sistema del motor. Este producto utiliza tres fases de purificación usando dos principios de separación, la centrifugación y la coalescencia. 79 En la primera fase de la purificación, la velocidad del combustible disminuye considerablemente, permitiendo que algunas gotas de agua libre y otros contaminantes se mantengan libres y no se emulsionen con el combustible. Dichas impurezas se acumulan y permanecen en el fondo del purificador hasta purgarse. En la segunda fase, el combustible emigra a través de tres platos o placas perforadas para retener algunas partículas y atraer algunas gotas de agua remanentes por coalescencia. En la fase fmal, el combustible pasa a través de un medio coalescente patentado para asegurar que algunas pequeñas gotas de agua o partículas puedan coalescer fuera de la línea de combustible. También se ofrece la opción de calentamiento para precalentar el combustible. Este calentamiento elimina algunos problemas de ceras. Maesco© (Mid-Atlantic Engine Supply Corp.) ofrece su línea de filtros Racor© como el filtro de combustible/separador de agua RK32313 que es un sistema de filtración suplemental primario para usuarios que requieren de una capacidad de filtración adicional. Este sistema es capaz de remover agua libre y emulsionada y sólidos abajo de 10 micrones con un 98% de eficiencia. Racor también tiene disponibles los filtros separadores "Series C Diesel" para exigencia de ambientes marinos. Sus aplicaciones típicas incluyen barcos de trabajo, buques comerciales de pesca, barcos de suministro para plataformas petroleras y ferryes de pasajeros. Los rangos de flujo para estos filtros separadores van de 60 a 540 gal/min. Están diseñados para servir como paquete primario filtro/separador y disponen de elementos filtrantes para 30 micrones. En cambio, cuando estos filtros se utilizan para una filtración segunda/final, están disponibles elementos filtrantes para 10 y hasta 2 micrones. Todas estas unidades pueden ser ordenadas con un censor de agua opcional con señales de presencia y condiciones del agua y la necesidad de servicio. ESTA TESIS NO SALE OE LA BIBI10TECA - --- ------------------------ - - - - --------- 80 Por otra parte, también se ofrece el embudo filtrante de combustible, que separa agua libre y otros contaminantes de gasolina, diesel, aceite de calentamiento y keroseno. Este producto es capaz de remover agua libre y sólidos por debajo de 0.005 pulgadas y permite inspeccionar visualmente la integridad del suministro de combustible. Los embudos filtrantes están fabricados usando polipropileno negro electro-conductor grado industrial. HydroCarbon© Filtración y Separación ofrece distintas opciones para la remoción de agua de sistemas de combustibles, entre ellas están las siguientes: • Equipos coalescentes y separadores: los primeros de estos están diseñ.ados para remover agua libre de los combustibles. Dependiendo de la aplicación específica de la coalescencia, puede ser combinada con equipos separadores los cuales están diseñ.ados para dejar pasar el combustible y rechazar los grandes agregados de gotas formados por la coalescencia. Los coalescedores de cartucho son mecanismos usados para filtrar sólidos y separar dos líquidos inmiscibles. Los usos más comunes de estos sistemas son la filtración y separación de agua de diesel, gasolina, combustible para aviones, y algunos tipos de aceites. La mezcla combustible / agua / sólidos entra y fluye a través de un montaje plegado de un medio ftltrante de grado fino, la configuración de pliegues es necesaria para tener un área consistente y óptima con la máxima capacidad de retención de suciedad y eficiencia. Después de retirar casi en su totalidad los contaminantes sólidos a través de esta primera etapa de ftltración, la emulsión agua/combustible pasa entonces por el medio coalescente, gradualmente de un material de grado muy fino a un material de grado gruesQ para efectuar la fusión gradual de partículas de agua logrando así la coalescencia. Los mecanismos iniciales tanto de filtración como de coalescencia en materiales fibrosos como el papel ftltro y envolturas de fibra de vidrio son prácticamente idénticos, dependen de la probabilidad de las colisiones de partículas con las fibras dentro del medio. En 81 ambos casos el medio consiste en numerosas capas · de fibras, aproximadamente perpendiculares al flujo que forma un laberinto y el líquido que pasa por este laberinto es forzado a seguir caminos tortuosos alrededor de las fibras. Si el flujo a través de una sección del medio es visualizado como cientos de corrientes diminutas o motores, el cual es forzado a muchos cambios de dirección y la forma cuadriculada lo tuercen y voltean por el laberinto de fibras, será más fácil apreciar que la probabilidad de que las partículas sólidas o de agua choquen con una fibra sea sumamente alta. Las gotas formadas por la acción de la coalescencia pueden ser removidas de la corriente principal por simple gravedad o por el uso de cartuchos separadores. La mayoría de las gotitas formadas precipita dentro de un período corto de tiempo, pero gotas más pequeñas requerirán de un tiempo de retención más largo para ser separadas del flujo principal. Algunas inconsistencias pueden ser causadas por contenidos excesivos de aditivos, ciertas impurezas químicas o crecimientos microbiológicos en los hidrocarburos y por la combinación de estas posibilidades existe la probabilidad de que algunas gotas de agua, emitidas por el cartucho coalescente, serán demasiado pequeñas para caer dentro de la distancia corta disponible dentro de la vasija. Para prevenir el remanente de estas más pequeñas gotas en la salida del flltro/separador, un banco de cartuchos de separación es interpuesto entre los cartuchos coalescentes y la salida para actuar como una pantalla de seguridad. Esta pantalla es, en realidad, una barrera hidrofóbica (impermeable), que permite al paso de combustible, pero previene la penetración del agua. • Cartuchos absorbedores de agua (Monitores): elementos absorbedores de agua también se conocen como monitores. Los monitores están provistos de capas especiales absorbedores de agua que remueven el agua libre y emulsionada de combustibles y aceites. A diferencia de coalescedores, los monitores absorben el agua y requieren reemplazo si el cartucho se satura 82 con el agua. Los monitores son usados como dispositivos de seguridad en sistemas de combustible. En sistemas que contienen cantidades limitadas de agua, como sistemas hidráulicos y lubricantes, los monitores también son usados extensamente como tratamiento estándar. Debido al incremento en el uso de toda la clase de aditivos en ciertos tipos de combustibles y aceites, estos hidrocarburos pueden retener cantidades de agua en una emulsión química. Aunque los coalescedores sean sumamente eficaces en la separación del agua libre y mecánicamente emulsionada, la presencia de surfactantes puede reducir la eficacia de la separación. La absorción de agua o cartuchos monitores son una combinación de filtración fina mediante un arreglo plisado de medios filtrantes de grado fino. La configuración plisada es necesaria para obtener un área óptima compatible con la capacidad máxima de retención de suciedad y la eficacia. Después del retiro casi total de contaminantes sólidos por una primera filtración, la emulsión hidrocarburo/agua entonces pasa por un medio absorbedor de agua, que contiene un material especial higroscópico para quitar agua libre así como mecánica y química emulsionada. Los ftltros LYS S.A.© tienen como finalidad impedir que ingresen al sistema de combustión contaminantes presentes en la gasolina, eliminando la posibilidad de desgaste de sus componentes. De esta forma se llega a una dosificación efectiva de combustible y un óptimo funcionamiento del motor. Los filtros LYS para combustible cumplen con las normas técnicas requeridas, resistiendo exitosamente la presión hidráulica y la presión diferencial, sin presentar migración de componentes extraños que dañen el sistema de combustión. Los filtros para gasolina se componen de los siguientes elementos: • Carcasa metálica: con recubrimiento anticorrosivo, garantiza una real protección, aún en presencia de rastros de agua. 83 • Papel filtrante: el sistema paralelo provee mayor área en un mismo volumen, que sumado a la porosidad uniforme, es un verdadero aliado del afmamiento. • Tubo central: disefiado en nylon resistente a la corrosión, sus dimensiones ofrecen la menor restricción al paso del combustible. • Cierre hermético: con doble sello y sin filos cortantes, evita fugas con total seguridad. • Conectores universales: aseguran un sello efectivo con las mangueras de conexión. La humedad del ambiente implica que en el aire hay cierta cantidad de agua en estado de vapor a una determinada temperatura. Este vapor ingresa a los tanques de almacenamiento diesel en la estación de distribución, en los surtidores de combustible y en los tanques de los vehículos. Filtros L YS S.A., acorde con los modernos sistemas de inyección, ha desarrollado una nueva línea de filtros para equipos diesel con acción separadora de agua. Gracias a esta tecnología de filtración, el efecto natural antes descrito no será perjudicial. Los filtros para sistemas diesel se componen de los siguientes elementos: • Carcasa: de acero aleado, resiste presiones estáticas y dinámicas, así como la fatiga por vibración. • Medio filtrante impermeable: separa el agua y además retiene los contaminantes que perjudican al sistema de inyección. • Vaso de recolección incorporado: diseño avanzado, totalmente metálico, a diferencia de peligrosos vasos de plástico, que pueden ocasionar incendios. • Niple para sensor de agua: para instalar sensores de presencia de agua, para un adecuado monitoreo desde la cabina del piloto. • Válvula de ventilación: innovador sistema que elimina la necesidad de ventilar el sistema antes de realizar el drenaje del agua. 84 • Válvula de drenaje del agua: diseño mejorado, requiere 80% menos de torque para abrir y drenar el agua proveniente de condensaciones. Por último, filtros 3L© ofrece sus deshidratadores serie L. Estas unidades consisten en un alojamiento cilíndrico horizontal de acero que contiene uno o más paquetes de filtros coalescentes reemplazables. Un cárter bajo el extremo de la toma de corriente del vaso colector de agua separada y contaminantes filtrados para su fácil remoción. Estos equipos encuentran su aplicación en: gasolina para motores, combustible diesel, Jet Fuel, keroseno, gasolina de aviación y propano. 4.5 Patentes En esta sección se presentan algunas de las patentes registradas y que están relacionadas y/o encuentran su aplicación en la remoción de agua del diesel y de la gasolina. En la tabla 4.1 se muestra una relación de patentes y posteriormente, en la Figura 4.1, se da a manera de gráfica la estadística de las mismas. Tabla 4.1 Patentes con aplicación en la separación agua-diesel o gasolina NOMBRE PAÍs YIO SOLICITANTE Nissan Motor Company, Filtro de combustible suministrado con detector de nivel de agua Japón Filtro deshidratador Ve/con Filters, ¡ne, EVA Aparato removedor de agua para sistemas de combustible Brotea, Pau/ A, EVA ------------------------------ ---- ----- 85 Tabla 401 Patentes con aplicación en la separación agua-diesel o gasolina (continuación) Bomba de combustible y filtro de combustible con separación combustible F1eetguard, Ineo, EVA agua integrados Filtro de combustible y aparato separador de agua con bomba de Cummins Engine combustible integrada Company, Ineo, EVA Filtro de combustible y aparato separador de agua con calentador Ffeetguard Ine, EVA Filtro de combustible y sistema de drenado de agua Condran, Keith Ao, EVA Cummins Engine Drenado automático de agua y bomba para sistemas de combustible Company, Ineo, EVA Aparato filtrador de combustible Nifeo Ineo, Japón Aparato para drenar el agua separada de un filtro de combustible Girondi, Giorgio, Italia Método para evacuar agua que ha sido separada en lD1 filtro de combustible Dittmann, Jorg, EVA y aparato para exportar dicho método Método y equipo para suministro de combustible descontaminado a un Desafination Systems, motor diesel ¡neo,EVA Equipo para la separación de los componentes de una mezcla Pall Corporation, EVA líquido/líquido Método y aparato para la separación de agua emulsionada de hidrocarburos Nifeo ¡neo, Japón Método y aparato para la separación de agua emulsionada de combustible Nifeo Ineo, Japón Ross, Geoffrey John, Separador líquido EVA 86 Tabla 4.1 Patentes con aplicación en la separación agua-diesel o gasolina (continuación) Método y equipo para detenninar las características de separación de agua Edmondson, Farrell R., de combustibles hidrocarburos · EUA Aparato para drenar automáticamente el agua acumulada en un filtro de Girondi, Giorgio, Italia combustible de un vehículo, particularmente para motores diesel Dispositivo filtrante de combustible Nifco INe., Japón Instituto Mexicano Del Composición desemulsificante para gasolinas automotrices Petróleo Filterwerk Mann & Método y equipo para almacenar agua separada del combustible Hummel GmbH, Alemania Stanadyne Corporation, Sistema de filtrado de combustible con drenado y trampa de agua EUA Filtro de combustible con corte positivo de agua Facet Quantek, Inc., EUA Robert Bosch GmbH, Unidad de filtro de combustible con indicador de agua Alemania Champion Laboratories, Elemento dual perceptor de agua y filtro distribuidor de combustible Inc., EUA Rutledge, Dwight D., Sistema capucha-base removedor de agua de combustibles hidrocarburos EUA American Transportalion Equipo removedor de agua en tanque de combustible Technology, lne., EUA Sistema de filtro separador de agua combustible, utilizable en motores FUco LTDA, Colombia diesel 87 Tabla 4.1 Patentes con aplicación en la separación agua-diesel o gasolina (continuación) General Eleetrie Filtro de combustible y sistema de desagüe de agua Company, EUA Petroleo Brasileiro S.A., Proceso de separación de agua y sólidos de combustibles Brazi[ Sistema de entrega de combustible para motores diesel Elestam, Charles L., EUA Separador combustible-agua Stant Ine., EUA Sistema de entrega de combustible Moffat & Co., EUA Separador combustible-agua con característica de reducción de flujo Stant Ine., EUA Filtro separador de combustible diesel agua Allied-Signal, Ine., EUA Kaydon Custom Coalescedor para hidrocarburos con alto contenido de swfactantes Filtration Corporation, USA Filtro de combustible diesel y separador de agua Ufi Filters S P A, Italia Weiehai Kinetic Co Ltd, Filtro de agua para motor diesel de vehiculo China Ufi Universal Filter Filtro de combustible diesel y separador de agua Intemational, Italia Hyundai Motor Co Ltd, Filtro de combustible con separador de agua Korea Modem Automobile Separador combustible-agua-residuos para motor diesel vehicular Fittings Fac, China Tabla 4.1 Patentes con aplicación en la separación agua-diesel o gasolina (continuación) Válvula de desagüe para filtro de combustible separador de agua Fleetguard ¡ne, EVA Hagerthy, Albert P., Separador combustible-agua para motores marinos y diesel EVA. Nota: En la tabla anterior sólo se presentó una parte de las patentes por razones de extensión. EUA 56°/. Figura 4.1 Desarrollo de patentes (separación agua-combustibles) por país Patentes que componen la muestra: 74 Fuente: elaboración propia a partir de invetigación 88 89 Como se observa hasta ahora, el uso de filtros/separadores es muy recurrido, sobre todo dentro de los sistemas de combustible como en los automóviles. La filtración elimina contaminantes sólidos yagua que deben ser eliminados, es por esto que los filtros deben ser reemplazados cada cierto tiempo2. A continuación se presenta la Figura 4.2 que nos muestra la relación de patentes que usan la filtro/separación u otro método para remover el agua. Figura 4.2 Tratamientos para la separación del agua contenida en los combustibles diesel y gasolina Fuente: elaboración propia Filtración! separación 41-/_ Otros métodos de separación 59"/_ 2 Como ejemplo de esto mencionaremos que el programa de mantenimiento de algunos vehículos marca el cambio de filtros de aceite y combustible cada cierto tiempo o kilometraje. ------------------------------------- - 90 Llegando a este punto se puede preguntar por qué en el caso de la gasolina y el diesel no se ha elaborado un gráfico, como en los capítulos pasados, donde se haga una distinción entre las patentes que están desarrolladas para romper emulsiones y las que lo están para la separación de agua libre. Esto se debe a algunas razones que se describen a continuación. En el caso de las patentes que se referían a petróleo y aceite, en el título, en el abstract o en el cuerpo de la patente misma se indica la función específica de cada invención. Para el caso de gasolina y diesel no hay tal especificación excepto para unas cuantas en las que se indica que dicha invención es para romper emulsiones o separar el agua emulsionada. Si revisamos la tabla 4.1 y leemos algunos títulos de las patentes encontraremos que son una buena cantidad la que dice que la invención lleva a cabo una filtración/separación sin indicarnos el estado en que se encuentra el agua. Al revisar el texto de la patente constatamos que sólo en algunas se especifica esta situación. Se piensa que esto es debido a que la función del filtro es retener contaminantes sólidos así como agua libre, por lo que el separador debe encargarse de retener el agua suspendida o emulsionada. 4.6 Análisis Es importante mencionar que la gasolina y el diesel son fracciones del petróleo más ligeras que la fracción destinada a aceites lubricantes y obviamente que el mismo crudo, pues tienen un menor número de carbonos por lo que su temperatura de ebullición es menor. La gasolina y el diesel son menos densos y también menos viscosos, y recordando el capítulo 1 que nos dice que la viscosidad es un factor importante en la estabilidad de las emulsiones, pues una viscosidad elevada disminuye la frecuencia de colisiones entre los glóbulos dispersos y por tanto la energía de colisión, por lo que resulta ser favorable a la estabilidad de la 91 emulsión. Esto nos dice que si la fase continua es más viscosa esto contribuye a que se vea favorecida la estabilidad de una emulsión. Por lo anterior, podemos decir que las emulsiones agua-gasolina y agua-diesel son un tanto menos estables que las emulsiones agua-petróleo o agua-aceite. Aunado a esto, las gasolinas traen adicionados algunos aditivos que ayudan a la eliminación del agua o a que no se emulsione con facilidad. Por su parte, el desarrollo de patentes en esta ocasión es prácticamente exclusiva de Estados Unidos de América pues el porcentaje de patentes desarrolladas es mayor que los demás países juntos tomados para este trabajo. En esta ocasión, México no tiene una participación significativa como sucede con el petróleo y el aceite. La filtración/separación es al parecer el método o el proceso más recurrido, pues el número de patentes registradas de esta tecnología representan por sí solas casi la mitad del total de patentes tomadas para el presente trabajo. Además, las tecnologías están enfocadas en buena medida para llevar a cabo la separación dentro del sistema interno de combustible en motores de combustión interna. A diferencia de lo que observamos en los capitulos anteriores, en donde no se notaba una tendencia unificada en el desarrollo de tecnologías para la remoción del agua, en el caso de la gasolina y el diesel si hay una marcada inclinación hacia el uso de ciertos procesos o técnicas. En este caso nos referimos a la filtración/separación, en donde los ftltros se encargan de retener suciedad y agua y el separador remueve el resto de agua y la saca del sistema. Se presenta aquí un ejemplo de nuestra vida cotidiana referente a la eliminación del agua de los combustibles. Si tenemos un automóvil y somos responsables y cuidadosos procuraremos darle el mantenimiento adecuado. En los manuales de propietario, se especifican el kilometraje y/o el tiempo en el cual deben llevarse a cabo acciones como cambios de ftltro de aceite, de combustible, etc. Por otra parte cuando se lleva el auto a la llamada afinación, 92 entre otras acciones está la limpieza de inyectores. Con esto podemos notar que aunque no estemos muy familiarizados con los problemas que causa el agua, la remoción de la misma es una acción que asegura el rendimiento y confiabilidad del motor. Por último, cabe mencionar que en los centros comerciales y en las gasolineras se ofrecen una variedad de aditivos de distintas marcas que entre otra de sus funciones se encuentra el ayudar a eliminar el agua del sistema de combustible. 4.7 Conclusiones . Una vez que se ha llevado a cabo una revisión y análisis del presente capítulo podemos ahora enunciar algunas conclusiones como son: • A pesar de que un motor a gasolina tiene diferencias a uno diesel, el agua es indeseable en ambos pues provoca diverso problemas que ya han sido estudiados y tratados. El agua puede entrar directamente a los sistemas de combustible o a los tanques de almacenamiento, una vez más, con relativa facilidad. • La gasolina y el diesel son dos de los combustibles más usados y su de su pureza depende en buena medida la confiabilidad, eficiencia y buen estado de los sistemas de combustible como los motores. • La Filtración/separación es la tecnología más recurrente en la deshidratación de combustibles. Los filtros son reemplazables y están construidos en distintos materiales. • Estados Unidos de América se posiciona como el principal desarrollador de tecnologías o registro de patentes concernientes a la deshidratación de gasolina y diesel. • Las emulsiones agua-gasolina y agua-diesel son en sí menos estables que las emulsiones agua- petróleo o aceite, debido a factores como la menor viscosidad de dichos combustibles respecto al crudo. Conclusiones 94 Al llevar a cabo este trabajo se pudo constatar que la problemática que representa la presencia de agua en los hidrocarburos estudiados es más importante de lo que pudiera pensarse. Son muchas las invenciones, tecnologías, que están enfocadas en resolver este inconveniente que como ya se vió es casi inevitable. Se trabaja en diversas partes del mundo por crear nuevos y mejores procesos de deshidratación de hidrocarburos, siendo de las más variadas formas y con aplicaciones tanto generales como para casos específicos. El sentido común nos dice que si bien el petróleo, así como sus combustibles, puede llegar a contaminarse con diversas sustancias, probablemente el agua no sea precisamente en la primera en la que pensemos. Sin embargo, con un mayor razonamiento sabremos que el agua está presente en la atmósfera en todos lados en forma de vapor que puede llegar a condesarse y convertirse en líquido. Siendo así, es más fácil entender que el agua arribe hasta tanques de almacenamiento, por ejemplo, y sea capaz de ingresar sin mucho problema. La ciencia y la tecnología han avanzado mucho y en muchos campos. Se hacen presentes diversas tecnologías que tratan de resolver los problemas que surgen a cada momento así como ofrecer a los usuarios herramientas para enfrentarlos y llenar así sus expectativas. En el caso que aquí nos concierne, la deshidratación de hidrocarburos, son diversos los tecnólogos, países, instituciones, investigadores y procesos que se pueden encontrar ya sea disponibles en el mercado así como registradas como patentes ante la autoridad correspondiente. Una vez que se ha hecho la investigación adecuada y necesaria, se pudo recolectar información de utilidad para poder llevar a cabo este trabajo de tesis, que podría en cierta forma considerarse un reporte tecnológico. Analizada e interpretada dicha información, se 95 presentó este trabajo escrito que nos devuelve algunas conclusiones que se enumeran a continuación: • La presencia de agua en petróleo y sus combustibles derivados es un problema serio que trae consigo consecuencias, algunas de ellas más costosas. El agua puede estar presente de origen o introducirse a lo largo de extracción, producción, almacenamiento, etc. • El agua tiene dos formas básicas de presentarse en los hidrocarburos líquidos: libre o emulsionada. La primera de ellas es notablemente más fácil de separarse o eliminarse, siendo la forma más simple el efecto de la gravedad. El agua que forma emulsiones con hidrocarburos es más dificil y más costosa de separar pues se incurre en el uso de agentes químicos especializados llamados desemulsificantes para lograr la ruptura de la emulsión y poder llevar a cabo la separación. • La deshidratación de petróleos crudos va desde el uso de tanques sedimentadores, para agua libre, hasta equipos más sofisticados como aquellos que incurren en el uso de campos eléctricos, para agua libre y emulsionada. La estabilidad de las emulsiones puede verse favorecida por la presencia de agentes tensoactivos presentes en el mismo crudo. Cuando es necesario romper emulsiones del tipo W/O, se pueden usar desemulsificantes y proceder posteriormente a eliminar el agua o usar equipos capaces de romper las emulsiones y separar el agua. • Países como EUAy México, a través de extensas investigaciones han desarrollado tanto procesos nuevos como mejoras a éstos. No es de sorprenderse que EUA ponga tanto énfasis en este tipo de investigaciones, sin embargo, si es importante resaltar la participación de México pues una idea errónea que pueden tener algunas personas es que nuestro en nuestro país no se desarrolla mucho que sea sobresaliente. A través del 96 Instituto Mexicano del Petróleo, se ha dejado ver que México sí trabaja y avanza gracias a su gente. • Los artículos publicados en revistas de corte científico-tecnológico presentan investigaciones enfocadas al entendimiento y la mejora de los procesos. Investigadores de todo el mundo, dirigen sus esfuerzos a desarrollar modelos para explicar los fenómenos involucrados en la separación de líquidos, pues al comprenderlos mejor se pueden llevar a cabo las modificaciones o ajustes necesarios para lograr entre otras cosas aumentar eficiencias, mejorar tiempos de residencia, disminuir costos de operación, etc. • Investigaciones de este tipo nos permiten ver, en la actualidad, qué se está haciendo y qué métodos y/o recursos se utilizan en los diversos campos del conocimiento. En otras palabras, podemos saber en dónde estamos y hacia dónde vamos en el desarrollo y aplicación de tecnologías, para que a su vez podamos decidir cuál o cuáles de ellas nos son más útiles y cumplen con nuestras expectativas. 97 BIBLIOGRAFÍA Libros Delgado, Rosa Isela, Alfredo Ramos García, "Desarrollo de un producto desemulsificante para la deshidratación del crudo de la zona sur", Tésis Facultad de Química, UNAM. Felder, M., Ronald W. 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Wíthin the interior of the housing a quantity of hygroscopic material is tightly packed. The graín size and shape of the grains of the material is selected so that substantially no particulate matter will enter the fuel streaID. In a preferred embodiment conventional filters are utilized downstrearn of the device. A screen filter or filter made from a fibrous material may be used upstream of the device. Also, a screen may be attached within the housing adjacent the inlet and outlet ends to prevent granules of the hygroscopic material from passing out of fue device and into the fuel stream. A viewing port may be incorporated in the housing to allow the operator of the vehicle to visually determine whether the chemical needs replacement A water sensitive dye may be incorporated into a portion of the granules to aid the operator in making the determínatíon. Inventors: Brotea; Paul A. (l091 Gilliard La., Ventura, CA 93001); Tufts; Robert J. (728 Colina Vista, Ventura, CA 93003) Appl. No.: 061495 Filed: June 15, 1987 Current U.S. Class; 210/172; 123/510; 210/266; 2101DIG.6 Intem'l Class: Field of Searcb: BOlO 017102 2101DIG. 6, DIG. 7,262,446,266,317,172 55/388,275,316 Uníted States Patent Diaz-Arauzo 5,460,750 October24,1995 Pbenolic resins ud method for breaking cnade oil emulsions Abskact A composition and method for breaking crude oi! emulsions is disclosed. This composition is a branched, high-molecular weight condensation product of cardanol, an alkylphenol, and an aldehyde, which may be ethoxylated or o1herwise derivatized using methods standard in the art These compositions show good emulsion-breaking performance, especially when used in blends with o1her composítions. Inventors: Diaz-Anmzo; Hemando (Houston, TX) Assignee: Nalco Cbemical Compuy (Naperville, ll...) Appl. No.: 105025 Filed: August 10, 1993 Current U.S. Osss: Intem'l Class: Field of Searcb: 516/183; 516/147; 5161184; 525/534; 528/155 BOlD 017/04; BOlO 017105 252/331,358,332,342 United States Patent Cort, etaL 102 5,958,237 Septemoor 28, 1999 Fuel filter ud water separator apparatus with integrated fuel pump Abstract A fuel filter eonstrueted and arranged for fuel-water separation whieh is designed wifu an integral fuel pump ineludes a unita.ry housing designed with a fuel filter cavity for receipt of a fue! filter cartridge, and a pump receptacle cavity for receipt of a fuel pump. A separating wall is disposed ootween fue fuel filter cavity and the fuel pump cavity and this wall defines a flow passageway for fuel flow eommunieation between the fuel pump and the fuel filter. Included as part of the fuel filter assembly is a lid designed f.o attaeh over the fuel filter cavity ofthe unitary housing and a lid designed f.o attach over the pump receptacle eavity ofthe unita.ry housing. Inventors: Con; Ales:is (Columbus, IN); Jiug; Zemm (Cookeville, TN); Suiter; Dwight S. (CookeviUe) Assignee: Cummms Engine Compaoy. IDe. (Columbus, IN) Appl. No.: 026214 Filed: February 19, 1997 Cl.llTeot U.S. Class: lotero'. Oass: Field of Search: United States Patent Elfers, et al. Petroleum emwsion breakers 210/416.4; 123/509; 123/514; 210/184 BOID 035126; BOID 035/02; F02M 037/14; F02M 037122 210/416.4,416.1,184,85123/497,509,514 Abstract 5,44.5,765 August 29, 1995 Petroleum emulsion breakers based on alkoxylated polyefhyleneimines are obtained by reacting polyethyleneimine with a molecular weight of 2,500-35,000 with 5-40 moles eaeh of propylene oxide and ethylene oxide per ethyleneimine unit in fue polyethyleneimine and are used for the demulsification of petroleum emulsions at from 10.degree. C. to 130.degree. C. Inventors: Elfers; Gueother (Birkenau, DE); Sager; Wilfried (Mutterstadt, DE); Vogel; Hans-Henning (Frankenthal, DE); Oppenlaeoder; Knut (Ludwigshafen, DE) Assignee: BASF Aktiengesellschaft (Ludwigshafen, DE) AppI. No.: 971201 Filed: November 4. 1992 Foreign Application Priority nata Nov 07, 1991 [DE] Curreot U.S. Class: 41 36661.1 Iotero'l Oass: Field of Sean:b: 516/179; 210n08; 525/540 BOID 017/04 2521344,358210n08 United States Patent Davis, et al. 103 5,885,424 March 23, 1999 Method and apparatus for breaking hydrocarbon emwsiolls Abstract A method for breaking an emulsion comprising oil and water íoto oíl and water phases comprising treating the emulsion with a chemica1 demulsifier and passing the mixture through a hollow chamber having a uniform cross-section and subjecting the mixture to acoustic energy in the frequency range of about 0.5 to 10.0 kHz, preferab!y 1.25 kHz, to enhance breaking the emulsion into a water phase and oil phase. The oil phase is then separated from the water phase by gravity separation and recovered. The sonic energy is generated by a transducer attached to the mid-section of the upper or lower outer surfitce of the hollow chamber. For emulsions containing light oi! having an API gravity greater than 20 and water, the emulsion can be broken by the use of acoustic energy in the frequency range ofabout 0.5 to 10.0 kHz without the addition of chemical demulsifiers. Inventors: Davis; R. Michael (Fort Worth, TX); Hadley; Harold W. (Olds A1berta, CA); Panl; James M. (DeSoto, TX) Assignee: Mobil Oíl Corporation (Fairfax. VA) Appl. No.: 488221 Filed: Jl.me 7, 1995 Current U.S. Class: Intem'l Class: Field of Search: United States Patent Hagerthy 204/157.42; 204/157.15; 204/158.2; 210/748 C07B063/00 204/157.15,152.42,158.2210/748 5,993,675 November 30, 1999 Fuel-water separator for marine and diese! engines Abstract The invention provides a method for separating fue! from water in a marine propulsion system and a reusable device for separating water from fuel in marine and diesel engines thereby preventing or limiting water from entering the combustion process ofthe engine. The device includes two generally tbin-walled housings which secure and contain a plurality of petroleum sornent filter elements therein. The filter elements are constructed from multiple adjacent microfibers layers bonded to each other by entanglement of said microfibers between adjacent layers, each element allowmg passage of fuel tberethrough but being substantially impervious to the passage of water. At least sorne of the filter elements are treated such that the surface of the element which faces the incoming fuel is heated Wltil at least sorne ofthe microfibers coalesce and bond together. Inventors: Hagertby; Albert P. (Box 1136, Woolwich, ME 04579) Appl. No.: 001384 Filed: Dccemoor 31, 1997 CUITent U.S. Class: Intem '1 Class: 210/799; 210/94; 210/420; 210/443; 210/450; 210/505 BOlD 017/00; 799 United States Patent Golden Demw.sifying compOlrnd snd s metbod ofbreaking or inhibiting emulsions Abstract 104 6,545,181 April 8, 2003 The present invention is a demulsifying and corrosion-inhibiting compound forroed from the salt of an amphiphílie amine and an amphiphilie aeid. In a preferred embodiment of fue invention, fue demulsifier may be a salt of an alkyl amine and an alkyl aryl sulfonie acid. Even more preferably, the demulsifier may be a salt of a methyl, di-cocoyl amine and an alkyl aryl sulfonie acid. According ro anotller embocliment of the invention, an organie system may be demulsified by mixing fue salt of an alkyl amine and an alkyl sulfunie aeid witb fue system ro be demulsified. Invenrors: Golden; Robert (Santa Fe Springs, CA) Assignee: Pilot Chemical Holdings, me. (Santa Fe Springs, CA) Appl. No.: 696629 Filed: October 24, 2000 Current U.S. Class: Intern'l Class: Field of Search: United States Patent Gruea Dual element water sensing fuel dispenser r"ter Abstract 564/291; 564/282 C07C 211163; C07C 211/64 564/291,282 6,645,373 November 11,2003 Tbe dual element water sensing fuel dispenser filter comprises a bousing witb an open end. An end pIare is positioned in tbe open end. Contained witbin fue housing is a filter element assembly that ¡neludes a flfSt filter portion and a second filter portion. The first filter portion is furmed from an annular pleated paper filter media comprised oftwo layers with a water sensing chemical therebetween. Disposed witbin the pleated paper filter media are a pair of generally concentne perforate cores containing a ehemical fill therebetween. The pleated paper filter media will remove particulate matter from the fuel, whether the fuel be gasoline or an alcohol­ gasoline blended fuel. The water sensing ehemical in tbe pleated paper filter media will sense and remove water from the gasoline fuel. The eherrucal fill will sense the phase separation in the alcohol-gasoline blended fuel and will swell and gell to preclude water from passing through the filter. Inventors: Grucs; Michael J. (Mi Carroel, IL) Assignee: Champion Laboratories, Ine. (Albion. IL) Appl. No.: 055450 Filed: Janeary 23, 2002 Current U.S. Class: 210196.1; 210/315; 210/440; 210/489; 210/490; 210/493.1; 210/502.1 Intern'l Class: BOlD027114 United States Patent Harenbrock, et al. Method and apparatus for water separatOO from fuel Abstract 105 6,893,571 May 17,2005 An appal1ltus for water separated from fuels by a fuel filtee ís The appamtus íncludes an absorber connected 10 a water accumula10r of the fuel filter. The water may then be released agaín through heating or pressure commercially available components and supplied 10 a further use. Inven1ors: Barenbrock; Micbael (Ludwigsburg, DE); Roesgen; Andre (KEit11Slnat(len, DE) Filterwerk Mann & Hummel GmbH (Ludwigsburg, DE) Appt No.: 310970 Filed: December ó, 2002 Foreign Application Priority Data Dec08,2001 Current U.S. Clus: lotero'. Class: Field of Seareh: United States Patent Hart, etal. 10160497 210/670; 210/502.1; 210/509; 210/690; 210/691 C02F 001/28 210/660,690,691,669,670,314,335,502.1,509 123/509,510,514 5,693,216 December 2, 1997 Method of and compositioo for breaking oil and water emulsions in cmde oil processing operations Absfrad Methods and for breaking oil and water emulsions are disclosed. Oil and water emulsions are broken by the emulsion with a copolymer of tannín and a cationic monomer. The preferred composition is an aqueous solution oía copolymer oftannin and a cationic monomer, a water soluble organic multivalent salt and a glycol. The preferred salt is alumínum and the preferred glycol is hexylene glycol. Inventors: Paw R. (The Woodlands, TX); Chen; Jen-chi (Momsville, PA); Chen; Fu (Newtown, Tha¡ H. (Houston, TX) BetzDearboro me. (Trevose, PA) Appl. No.: 657120 Filed: June 3, 1996 Current U.S. Clus: lntero') Class: Field of Seardl: 516/150; 516/151; 516/1 516/173; 516/174; 516/175 CIOG 033/04; C02F 001156; BOlD 017/05 210n08 252/328-331,358 208/188 United States Patent Hawkins, etal. 106 6,361,684 March 26, 2002 Integrated fue. pump and fuel filter witb fuel-water ...... ''' ..... lIL ... Abstrad A fuel filter assembly for the filteríng of a flow of fuel ¡neludes an outer shell defining a hollow interior and, at a fírst a fuel inlet passageway, a fuel outlet passageway, and a water oollection regíon. Tbe outer shell has a seoond end whieh is open and oonstructed and ro be closed by a removable lid. InstaIled within the hollow interior of the outer shell is a fuel fílter whíeh ¡neludes a filter element oonstructed and arranged for water separation. The filter element defines an interior space into which a fue! transfer pump is installed and which is operable to push fue! through the fílter e!ement Included as part of the fuel filter assembly is a filter detector oontrol circuit including a normally-open filter detector switch whieh is electrically and operably ooupled to the fuel transfer A plunger on the filter detector switch must be 11_.r"","""" in order to close the circuit and enable of the fuel transfer pump. The is depressed upon the installation ofthe fuel filter cartridge, preventing the delivery offuel to a downstream location unless a fuel filter cartridge is properly instaIled. Also included as parí of the fuel filter assembly is a fuel a sensor, a drain and a port Inventors: Hawklins: Charles W. (Sparta, Fleetguard, fue. (Nashville, TN) Appl. No.: 567922 Filed: May 10.2000 Current U.s. Clu!!: Intero'. Clus: Ismail (Cookeville, TN); Zemm (Cookeville, 210191; 2101149; 210/184; 210/299; 210/416.4; 210/443 B010017/12 United States Patent Jahnke,etal. Fuel filter unit witb water conteot indicator Abstract 107 4,562,431 December 31, 1985 Corros ion of a water sensor resulting from the passage of considerable electric current through it while it is in contact with water is prevented in a motor fuel filter equipped for water separation by interrupting or greatly reducing the current passing through the sensor after the sensor has given a signal indicating the presence of water in sufficient quantity to require draining soon. The warning provided to the vehicle driver is maintained thereafter either by a signal Storage circuit (flipflop) or by causing current diverted from the sensor to f]ow through a subStitutiOD resistor or a shunt transistor. Inventors: Jabnke; Ront (Stuttgart, DE); Moro; Bri&itte (Gerlingen, DE); Scholz; Erich (Neuhausen, DE); Siebke; Hans (Ditzingen, DE) Assignee: Robert Boscb GmbR (Stuttgart, DE) Appl. No.: 498250 Filed: May 26, 1983 Foreign Application Priority Data May 26, 1982[DE] Current U.S. elass: IntemtlOass: Field ofSearch: 3219729 340/604; 210/85; 210/96.1; 340/450 G08B 021/00 340/602,603,604,620,59 210/86,96.1,85 108 5, United States Patent Knauf, et al. June 2,1998 Separation orwater rrom crude oil and oil demulsruen used rol' this purpose Abstraet Water is sepamted from crude oil by a process in which the oíl demulsifier used is a mixture of A) compounds which have demulsifying activity and are of the strueture type of the (a) polyethyleneimine a1koxylate, (b) mono- Of oligoamine aIkoxylate, (e) alkoxylated alkylphenollfunnaldehyde resins, (d) aIkoxylated amín&­ modified alkylphenollfurmaldehyde resins, (e) ce- oc terpolyrners of alkoxylated acrylates or meltha<:ryIlUes with vinyl compounds, (f) condensares of mono- or oligoamine dicarboxylic acids and oxide block copolyrners, where these condensates may furthermore be completely or partially qualtenlwld al the nitrogen atoms, oc compounds (a) to (f) reacted with and B) as a demulsifying assistant, a polyalkylene ether which has no and is ofthe general formula 1 or n Rsup.l >(OAsup.1).sub.a -OH!.sub.n (I) -(OAsup.2).sub.c -(OAsup.3).sub.d - OH(ll) where Rsup.l is a monovalent 10 decavalent C.sub.1 ..e.sub.20 alkyl group, phenyl group oc aIkylphenyl group where the aIkyl radical is of 1 10 20 carbon atorns, Asup.l 10 Asup.3 are each a a1kylene of 2 10 4 carbon atoms or a phenylethylene group, n is from 1 10 10, a is from 1 10 50 and b, e and d are each O 10 50, the sum b+c+d being greater than 3. Inventors: Knaur; Wolrgang (Limburgerhof, DE); Oppewander; Knut (Ludwigshafen, DE); Slotman; WUhelmus (Ludwigshafen, DE) Assignee: BASF Aktiengesellschaft (Ludwigshafen, DE) Appl. No.: Filed: PCfFiled: PCTNO: 371 Date: 737925 December 2, 1996 May 19, 1995 PCl'1EP95101901 December 2, 1996 102(e) Date: December 2, 1996 PCf PUB.NO.: W095133018 PCf PUB. Date: December 7. 1995 FC)I'eign Applicamn Priority Data 44 18800.5 May 30, 1994[DE] Current U.S. Class: llOn08; 208/188; 21On28; 21On29; 21On34; 21On35; 5161163~ 516/167; 5161177; 516/178; 516/179; 516/183 Intem'l Class: BOlD017/05 Field or Searcl1: 2101708,729,734,735,749,925,728 2081188 United States Patent Matsui, et al. Fuel filter provided with a water level detecting mean!! Abstract 109 4,276,161 June 30, 1981 A fuel filter is provided wiili a water level detector having an electrode (23) provided at a bottom part of a casing (3) ofilie fuel filter forroing a detecting gap wiili the metal body ofthe casing (3). Should the water level in ilie casing of the fuel filter reach a predetermined level, a low resistance condition between fue electrode and casing is detected by a water level detecting circuit (26). Inventors: M.atsui; Katsubiko (Yokohama, JP); Kasbiwaba; Yukio (Omiya, JP); Kisbimoto; Yoshioki (Tokyo, JP) Assignee: Nissan Motor Compaoy. Limited (Yokohama, JP) Appl. No.: 110348 Filed: Jarmary 7.1980 Jan 10, 1979[JP] Current U.S. Class: Foreign AppUcation Priority Dam 54-1747 [U] Intem'l Class: Field of Search: United States Patent M.axwell Fuel filter system with water bleed and water trap Abstract 210/86; 731308; 210/138 BOlO 027110 210/86,97,104,114,115,93,138 6,444,121 September 3, 2002 A fuel filter system employs a first filter (12) to separate water from the fuel and a second filter (38) whic.h receives the water portian from the fmt filter (12) and removes ilie water from the residual fuel wiili the use ofhygroscopic material (42) and recycles the residual fuel back to ilie fuel tank (16). Inventors: Assignee: Appl. No.: Filed: PCTFiled: PCTNO: MaxweU; M. Craig (Ripon, CA) Stanadyne Corporatioo (Windsor, CT) 463809 January 19, 2000 Odober 29, 1999 PCfIUS99125562 PCT PUB.NO.: WOOO127500 PCT PUB. Date: May 18, 2000 Current U.S. Class: 210/172; 123/509; 123/510; 123/514; 210/195.1; 210/196; BOlO 035/02; BOlO 017/02; BOlO 017/022; BOID 036/02; F02M039/00 Intem'l Class: Field of Searcb: 210/172,314,195.1,196 123/509,510,514 United States Patent Merchant, Ir., el al. 110 4,737,265 ... April 12, 1988 Water based demulsifier formulation snd process for its use in dewatering snd desslting emde bydrocarbon oils Abstraet Oil is dehydrated andJor desalted by the influence of a dewatering and desalting forroulation which can be characterized as an admixture of (i) a demulsifier preferably an alkylene oxide alkyl phenol-forroaldehyde condensate such as a poly ethox:ylated nonylphenolformaldehyde condensate and (ii) a deoiler wruch is usefully a polyol such as ethylene glycol or poly (ethylene glycol) of Mw ranging from 106 10 44,000 and preferably ethylene glycol. The aqueous forroulation may usefully contain a cosolvent such as isopropanol. The surface active agent composítion is admixed with the salt-containing oíl whích has been emulsified with water, and heated whereby the forroulation of surface active agents aids in breaking of the emulsion and transfer of salts 10 the aqueous phase preferably after passage through an electric coalescer whereby a c1ean oil product suitable for use in refining operations is recovered with remarkably low oil carry under with the effiuent water when ethylene glycol is forroulated in10 the system as the deoiler. Inven1ors: Mercbant, Jr.;Pbilip (Hous1on, TX); Lacy; Sylvia M. (pearland, TX) Assignee: Euon Researcb & Engineering eo. (Florham Parle. NI) [*1 Notice: The portion ofthe terro ofthis patent subsequent 10 November 5,2002 has been disclaimed. Appl. No.: 821635 Filed: January 23, 1986 eument U.S. elass: lotem '1 elass: Field of Searcb: 2081188; 166/267; 2081177; 210n08; 210n28; 21On30; 210/732; 21On34; 210n36 CIOG033104 2081188,187,177 210n28,732,729,730,708,748,734,735 252/331,358,8.55 D 1661267 United States Patent Miller, et al. 111 5,855,772 January 5, 1999 Fuel filter and water sepandor apparatus witb heater Abstract A fuel filter constructed and arranged witb a heater and designed for fuel-water separation includes a unitary housing (casting) which has an open top to be c10sed by a tbreaded lid and a c10sed base which in combination witb a surrounding sidewall defines an interior space. A fuel fílter cartridge including a filter element, centertube, and 10p and bottom endplates is disposed in tbe interior space such tbat tbere is a water collection space between tbe bottom endplate and tbe closed base of the housing. The lid includes a plurality of snap-fit fingers arranged in an annular array for press-on attachment te the top endplate. A heater ring is provided witbin tbe housing and is positioned around tbe filter cartridge. The heater ring provides botb a f10w patb for entering fuel and a plurality ofpositive-temperature-coefficient s10nes which assist in tbe heating of tbe fuel. Control of tbe heater ring is provided by a heater connector and tberrnostat combinatioo. The tbermostat senses tbe temperature of tbe housing near tbe heater ring and is designed 10 provide an open circuit when tbe designed temperature is exceeded. A drain valve is mounted ro tbe housmg m flow communication with the water coUection space and is operated by a manual lever which controls tbe movement of a spring-biased plunger. A water-m-fuel sensor is mounted lo tbe housing and extends mto tbe water coUection space for derivrng conductivity readings. Inven1ors: MilIer; Paul D. (Cookeville, TN); Lilly; Keitb (Cookeville, TN); Hedgecough; BUI (Cookeville, TN); Demirdogen; A. Caner (Cookeville, TN); Jiang; Zemin (Cookeville, TN) Assignee: Fleetguard, me. (Nashville, TN) Appl. No.: 742631 Filed: November 1, 1996 Current U.S. CRass: Intem'l Class: Field oC Search: 210/86; 210/149; 210/184; 210/249; 2101313; 210/438; 210/454; 210/493.2 BOlO 035/18 210/86,149,184,185,187,313,438,454,457 ,249,493.2 219/205,505 392/485,491,492 137/588,625.18251/263 United States Patent Newcombe 112 4,374,734 February 22,1983 Emulsion breaking ofsurfaetant stabilized erude oil in water emulsions Abstract A process useful for breaking oil in water emulsions produced as the result of a surfacta.nt flood oil recovery project is disclosed. The produced oil in water emulsion, stabilized with surfacta.nts, content is treated with brine and a polyol or quatemary arnmonium compound, or both, followed by mixing and settling to form a sprung oil phase and a brine phase. Inventors: Neweombe; Jaek (Tulsa, OK) Assignee: Cities Service Co. (Tulsa, OK) Appl. No.: 275473 Filed: June 19, 1981 Current U.S. Class: Intern'l Oass: Field of Search: United States Patent Oppenlaender, et al. Demulsifiers for breaking erude-oil emulsions and tbeir use Abstraet 210n08; 208/188; 210n28; 516/161; 516/162 BOID 017/04 208/188252/331,344,358 4,537,701 August 27, 1985 Petroleum demulsifiers which contain, as the active ingredients, oxyalkylated isoalkylphenol-formaldehyde resins and oxyalkylated polyalkylenepolyamines. Inventors: Oppenlaender; Knut (Ludwigshafen, DE); Fikentseber; Rolf (Ludwigshafen, DE); Buettner; Egon (Ludwigshafen, DE); Slotman; Wilbelmus (Ludwigshafen, DE); Sebwartz; Erieh (Ludwigshafen, DE); Mobr; Rudolf (Lampertheim, DE) Assignee: BASF AktiengeseUsehaft (DE) Appl. No.: 330027 Filed: December 11, 1981 May 04, 1977[DE] Current U.S. Class: Intern'l Class: Field of Search: Foreign Application Priority Data 2719978 516/179; 210n08; 516/183 B01D 017/04; C09K 003/00 252/344,3582l0n08 United States Parent Popp, eta1. 1 December 1979 Process for desalting aud dehydration of crnde oil including bot water washing and gas stripping Abstract Process and apparatus for the and dehydration of crude oil wherein, the crude oíl is vvashOO in one or several stages fresh or hot water containing a demulsifier. The oíl ís also through a coalescence and a settling stage aimOO at obtaining a salt content ro meet crude oH specifications. the oíl is loo in10 a lower stripping compartment of a in which dehydration is carriOO out 10 the level by fuel or combustion gas, the reached by heating the crude or the or both, the gas-vapor mixture being coolOO in the upper l".l\I1r1tU1rtmP.nt of the column by a fluid as the untreatOO crude oíl or recirculated or water, upon the nature and salt content of the crude. The coolOO gas is recirculated within the column or loo 10 a pipeline for consumption, while the cooling fluid, in the case of water, is recirculated in the unít. Inven1ors: Popp; Valer V. (Cimpina., RO); Sudito; Ion (Cimpina, RO); Neagu; Petre \'-lHIV:Ilut, Leonida (ploíesti, RO); Mmabche; Ion (Bucharest, RO); Assignee: Trustol Petrolului Bolintin (Comuna Bolintin din Vale, RO) Appl. No.: 870105 FiIOO: January 17, 1978 Current U.S. Clus: Intem" Clus: Field oC Search: United States Parent etal. Hydropbobically-modirled demulsifiers for oil-m-water systems Abstract 208/188 ClOG033/04; CIOG031/08 208/187,188 5,635,JJ2 June3,1997 A method ror an oil-in-water emulsion which comprises the addítion of a hydropbobically-modifiOO comprising a diallyldimethylammonium chloride and a hydropbobically- monomer selected from the group consisting of dialkylamínoalkylacrylates, quatemized dialkylaminoalkylmethacrylates, and aikyI esters of preferably ethylhexyIacrylate, 10 the emulsiono Inven1ors: Ramesbj Manían (LisIe, IL); Sivakumar; Ananthasubramanmn Nalco Chemical Company (Naperville, IL) Appl. No.: 507104 FilOO: 26,1995 Current U.S. Clus: lntem') Class: Field IL) 2lonos; 5241922 BOlO 017/05; C02F 001/56 210n08,734,928524/922 United States Patent Reeve Method of inhibiting the formation of oil ud water emulsions Abstrad 114 6,348,509 February 19,2002 The invention provides a method of the formation of stable water in oíl emulsions which are typically fonned during the production of oil. The method involves the addition of one or more amphiphilic compounds which may a hydrophilic backbone and hydrophobic groups attached thereto. The hydrophilic backbone may units of one or more monomer compounds whích may be selected from one or more of alkylene (meth)acrylic acid, acrylate, urethane, ceUulose and vinyl alcohol. The hydrophobic groups may be attached to the hydrophilic backbone in one or more ofthe positions: at one or more of fue ends of the backbone, either or randomly spaced along the length of the backbone, and as linking groups 10 link two or more of fue hydrophilic backbone Inven1Ors: Reeve; Paul Francis David (Valbonne, FR) Rohm ud Haas Cornpany (philadelphia, PA) Appl. No.: 377478 Filed: August 19, 1999 Foreign Application Priority Data Sep 07, 1998[FR] Current U.S. Class: Intem'l Class: Field of Search: 516/180; 98-] 1157 507/921; 516/161; 516/185 BOlD017/05 516/161,180,185507/921 21On08 United States Patent Rossi, et al. Fuel tank dewatering apparatns Abstract 115 4,86J.469 August29,1989 Described is a dewatering apparatus for insertion into and retrievaI from an engine fuel tank furough fue tank inlet for removing water from lOO fuel coníaÍned in fue tank. The apparatus ¡neludes an elongate cylindrical container of fixed capacity and an tie connected fuereto and accessibly ancho red near fue fuel tank inlel A volume of dry particulate materia~ principally cross-linked polyacrylamide co- polymer fills a minor portion ofthe container and is expandable to many times its dry volume in fue presence of water without absorbing the so as to remove water fuerefrom within fue capacity of the container. The dry volume is selected to limit fue fully expanded volume to wifuin fue capacity of fue container. The container is made of nylon or Delrin and ineludes a rigid structural cage having spaced longitudinal and circumferential joined wifu end closures and with a cylindrical screen contained wifuin fue cage for providing substantial pomus wall surfaces exposed therebetween which are permeable lO &ir, water and fue liquid fuel but substantially impermeable lO fue hygrosoopíc materiaL mvenlOrs: Rossi; James L. (San lose, CA); Lawnmce; Fnmldin B. (Los Gatos, CA) Assignee: American Transportation Technology, loe. Appl. No.: 187498 Fíled: April28, 1988 Current U.S. Clan: Iotern'. Class: Field o( Search: United States Patent Rutledge, et al. 210/172; 210/502.1,2101D1G.6 BOIJ020f22 ¿..¿.'!)¿..·.OJ.,JVA •• J .U<<>7.~ .... 'ú. 6 585/830 502/400,401,402 6,357.602 March 19. 2002 Cap-based system removing water from bydroarbon fuela Abstraet A for removal of water from a hydrocarbon fluid flowing through a conduít having a support body structured to hold a filter wifuin fue conduít The filter íneludes a super-absorbent, hydrophilic, oleophilic substance bound wifu a medium. The support body is attachable lO a tank opening. The support has a longitudinal wifu an adjustable length so as lO extend toward a bottom of fue tank. The support body is teIE~Culg containing botlt tite first and second fílters, a system for the recirculation ofthe retentate, a chamber for water and an out1et for clean fuel permeate. This invention takes advantage of the properties of the functional groups of a sumctant, by the sumetant 10 allow a hydrophobic medium 10 attract water, attach the water molecules 10 the hydrophobic medium, and then a1low for agg1omeration of the water molecules, which finalIy become large enough 10 detach and be swept away by the sweeping-flow. This invention can thus be used 10 remove high concentrations of water, up 10 5%, in hydrocarbons, while aUowing a flow rate by preventing blockage of the final filter by water. Inven1ors: Guanghu.a; (Rockaway, NJ); Jen, Chang-Wei; (Bedminster, NJ); MODdon, Thierry; Valley,NJ) Correspondence Nameand MYERS & KAPLAN. INTELLECfUAL PROPERTY LA W, L.L.C. 1899 POWERS F'ERRY ROA» SUITE310 ATLANTA GA 30339 US Serial No.: 865482 Series Code: 10 Filed: JUDe 9, 2004 U.S. Current Class: U.S. Class at Publication: Intem'¡ Class: 210/650; 21O/32l.72; 210/321.74; 210/32l.83; 21On99 210/650; 21On99; 2101321.72; 210/321.74; 210/321.83 BOID061100 129 (12) Patent: (11) CA 2033660 APPARATUS AND METHOD FOR SEPARATING WATER FROM CRUDE OIL (54) APPAREILEFFECIUANT LA ''II::.,'/''I,,,,,J''I, ET METHODE CONNEXE ABSTRACT: DE L'EAU CONTENUE DANS LE PETROLE BRUT Method and apparatus foe separating water and crude oil mixtures and otber two-phase fluid mixtures of components of dífferent densities. The mixture ís pumped a conduit in tbe form of a vertical spiral at a velocity that tbe toward the outside ofthe A fraction ís withdrawn from tbe outside of tbe tums of tbe and is led downwardly 10 tbe bottom of a vertical settling tank. Any removed witb the tloats 10 tbe top in the is reintroduced at the top of tbe (72) ~~(Country): (71) Applícants (Country): (45) (22) Filed: (41) __ ...................... """""".-~!.!o!!h (52) !dm~!1..Q~rna (51) ~mmww..!..Jltm..w~ No (Canada) ................... ARMED M. (Canada) Mar. 18, 1997 Jan. 4 t 1991 Dec. 1991 July 7; 1993 182/149 lIOID 171038, lIMC 3106 130 (12) Patent Application: (11) CA 2204695 (54) SELFEVACUATINGWATER-SEPARATINGFUELFll...TER (54) Fll...TRE SEPARANT L'EAU DU CARBURANT A VIDANGE AUTOMATIQUE Re.presentative Drawing; ABSTRACT: A spin-on water-separatÍng fuel filter has a built-in central drain tube for providing a sump port at the connection end of the spin-on filter located near the fuel inlet and fuel outlet ports. Water removed from the fuel is coUected in a sump at the base ofthe filter. The drain tube, supported in the bore ofthe filter element, has a sump end projecting inm the sump, and an outlet end adjacent m and aligned with a central threaded opening at the connection end ofthe filter. The outlet end ofthe drain tube, self-centered near the threaded opening, has a captured gasket which forros the sump port When the filter is installed on the mounting head, the outlet end of the drain tube is coupled m a short stub robe projecting from fue center of the central threaded neck m form a sea1ed passage for evacuating water from the sump. (72) Invenmrs (Country): (73) Owners (Country); (71) A,pplícants (Country): (74) Agent: (45) Issued: (22) Filed: (41) Open m Public Inspection: (51) International Class (!PC): Parent Cooperarion Treaty (PCT): No (30) A,pplicarion priority data: BIERE, DAVID A. (United States) BALDWINFILTERS, INe. (United States) BALDWIN Fll.TERS, INC. (United States) MARKS & CLERK May 7,1997 Nov. 10, 1997 F02M37/1.2 131 (12) Pateot Applicatioo: (11) CA 2436095 (54) FUEL DELIVERY SYSTEM (54) SYSTEME D'ALIMENT ATION EN CARBURANT Representatiye Dmwing: ABSTRACT: A diesel fuel delivery system contains a variety of components that individually and in combination improve fuel economyand reduce environmental pollution. System improvements include a neck-stabilized check valve member (600), a fuel heatíng element (140), a screen water separator (118), a stress relieving groove in a fuel pump cavity, a divider wall in the filter head, an inverted cup (854) formed in the filter head with improved positioning ofthe fuel ports, and a nonspilling filter head for use in retaining fuel while changing the fuel filter. (72) Inventors (Country): EKSTAM, CHARLES L. (United States) (74) A&mt MOFFAT & CO. (86) PCT Filing Date: Feb. 20, 2002 (87) PCT Publication Date: Aug. 29, 2002 Examination requested: July 25,2003 (51) International Class (IPC): F02G 5100 F02M37194 Patent Coouemtion Tr~ ~T) · Ves 1(~5) N;tio;} En~ : .. . ... . . - .. ,._- (86) PCT Filing number: (87) Intermltioºª,ll!ubliléñiQn numb~r- . .. .. .. - . (30) Application priori~ data: .. .. : July 25,2003 PCT IUS20021004946 , W020021066815 _.1 . o .- ... .. . . .. (12) Patent: Application Number: (54) DEMULSIFICA TION OF W A TER-IN-Oll., EMULSIONS (54) DESEMULSIFICATION D'EMULSIONS EAU-PETROLE ABSTRACT: ABSTRACT OF THE DISCLOSURE 132 (11) CA 1233723 (21) 465826 Crude petroleum water-in-oil emulsions such as those produced by steam injection or water flooding in secondary oil well treatments (and other emulsions ofthis type) can be very effectively broken by the addition of water-insoluble, polar compounds selected from certain aliphatic carboxylic acids, alcohol s, ketones including diketones, acetates, nitropropane, nitrobutane; and alkyl-substituted phenols; in small amounts up to about 8% by weight based on the emulsion. It was found that the number of carbon atoms in the aliphatic compounds and in the phenol's alkyl substituents must be within certain ranges for effective demulsification. The dispersed aqueous droplets, on treatment with the selected cornpound and appropriate agitation, come together to form an aqueous phase which can be separated. The additives can be recovered from the organic phase and recycled. Certain additive mixtures have been found very effective. I (72) Inventors (Country): (73) Owners (Country): (71) Applicants (Country): (74) Agent: (45)~ (22) Filed: (41) Open to Public Inspection: (52) Canadian Class (CPC): (51) International Class (IPC): FARNAND, J. REDMOND (Cana da) NATIONAL RESEARCH COUNCIL OF CANADA (Canada) THOMSON, ALAN A. Mar. 8 ,1988 Oct. 18, 1984 134/54 BOID 17/05 Patent Cooperation Treaty (PCT): No (30) Application prioritv data: A vailabilitv of licence: Language offiling: Non e N/A Englisb 1 (12) Patent: Application Number: (54) METHOD AND PLANT FOR COILECTlNG OF OlL FLOATlNG ON WATER (11) CA 1139239 (21) 331709 (54) METHODE ET APP ARElLLAGE POUR RECUPERER LE PETROLE FLOTT ANT SUR L 'EAU ABSTRACT: Abstract: A method and a for recovery of oil floating on water. The comprise5 a closed container, either submersible or floating in the sea with its upper st the boundary between oH and water. The mixture of oíl and water on top ofthe container flows clown holes in the surmce or collecting table container into the interior oí the container. The mixture is then separated and surplus water is A so cal1ed "calm bay" is formed ahove and in the immediate the container a collar reaching aboye the surfu.ce and attached to the container, in order to gather the oH to s thick layer. so that less water flows down into the container. After the oH is pumped over to a tanker. The container can be with heating coils in order to facilitate and enable pumping the oit. A number of such containers can be comhined to form a vessel. (73) ~"'""""'" (Country): (71) Applicant;s (74) (45) (22) (41) ~gJQ.tl!Q!.llLID~.wm.: (52) ~!!Wla:!!..Y!1!.iU~.:L (51) ,!!illlJ[ww;~..YAli.U!!~ Aplplicati(m No. 7808179~1 No WINBLADH, PER (Not Availahle) GARlN, GERT (Not Available) BORDEN LADNER GERV AIS LLP Jan. 11, 1983 July 12, 1979 182/132 EOlB 15104 N/A Date July 27,1978 134 (12) Patent: Application Number: (11) CA 1113035 (21) 290845 (54) BREAKING OIL-IN-WATER EMULSION BY CATION ADDITION ANO TREATMENT WITH IRON ANODE (54) SEPARATION D'UNE EMULSION D'HUILE DANS L 'EAU PAR ADDITION CA TIONIQUE ET TRAITEMENT AL'ANODE DEFER ABSTRACT: ABSTRACT OF THE DISCLOSURE This disclosure ís directed to a method of breaking an 01i··!n-1water emulsiono the me1:hod incJudes fue sreps fue of fue oil~jn-water emulsion ro a pH in tbe range of 6 to 10. At least one part per million of a carion selected from Al+3, Cu+1 and Cu+2 is added ro tbe oH-m-water emulsiono Thereafter, the emulsíon is treated witb a dissolvable ¡ron electrode, the electrode díssolvable by tmnsmítting an electric current thereto. Sufficient current ís transmitted tbe electrode to develop a ferrous ion/oH ratio of at least 0.02. After treatment the dissolvable tbe oH-in-water emulsion is held until tbe emulsion breaks. (72) (Country): (73) (Country): (71) (Country): (74) (45) (22) (41) (52) (51) GOLOVOY. AMOS States) FORD MOTOR COMPANY OF CANADA, LIMITED (Not Available) SIM & MCBURNEY Nov. 24, 1981 Nov. 14, 1977 204/89.5 C02FlI46 Patent Cooperation Treaty (PCT): No Application No. COl.lntry United States N/A Date Deo. 1976 135 (12) Patent Application: (11) CA 2324736 (54) AFUELFILTERANDWATERDRAINSYSTEM (54) SYSTE:rvtE DE FILTRE A ESSENCE ET DE PURGE D'EAU ABS1RACT: A fuel filter drain system oontinuously filtered fuel and water from a looomotive diesel engine fuel filter. A ball valve disposed a10ng !he drain !he fuel filter and !he fuel tank is modified ro include a hall valve that is approximately 0.031 inches in diameter or sufficiently small ro purge!he fuel and water, and also maintain fuel pressure wi!hin acceptable limits. (72) Inyenrors (Country): (71) Ñlplicants(Country): (74) (45) (22) (41) ~!!...BLnm!HUn~rum;. (51) Jn.m¡!D.Blímw..Qw~EQ;. Application No. 09/431 GUNSHORE, PAUL M. (United States) lUlU""''''',&:4JU. LISA NANETI'E (United States) CONDRAN, KEITH A. (United States) SIRAK, MIKE (United States) GENERAL ELECfRIC COMPANY (United States) MACRAE & CO. Oct. 26,2000 2001 F01M37122 No COlllltry United States N/A English Date Oct 1999 (12) Patel'lc HfJlf.' .......... ".,,, Number: (54) FUEL-WATERSEPARATOR SEP ARATEUR EAU-COMBUSTIBLE ABSTRACT: Absttact 1 (11) CA 1182756 (21) 396931 A fuel-water a container having entry and exit and a progression of spaces through which !he fuel moves. The spaces become progressively smaUer and are to direct the fuel through a series of downwardly and upwardly directed paths. The lower fuel moves upwardly while the higher water tends to move downwardly to dmín through in !he lower portions of the spaces. Valves are provided for closing the drainage The valves include float-valve balls which wiIl release the water but hold the fuel One of the spaces in the container includes a media having a downwardly directed surfuce upon which the water coalesces to move downwardly and through which !he fuel moves to progress to the next space. Another one of the spaces includes a media providing a surfuce tension- c1lS lcrumnatlIlg surface tbrough which the fuel wiIl move and down which the water will move. The fue) entering the separator may move Srst through a circular passageway a mdiaUy ourer waJl with openings through which the water is by force. (72) !nYl~m(Country): (73) Owners (Country): (71) Applicants (Country): (74) (45) Issued: (22) Filed: (41) Opeo to Public Inspection: Canadían Class (CPC): Intemational Class oPC): Application No. 241,076 Availabiljt,y of licence: Language of fúing: No S. (United States) STANT !NC. (Not Available) SMART & BIGGAR Feb.19t 1985 Feb. 1981 181/11 BOlD 17104 Country United States N/A Englisb Date Mar. 6, 1981 137 (12) Pateot Applicatioo: (11) CA 2142139 (54) METHOD FOR THE REMOV AL OF WATER IN OIL (54) PROCEDE POUR LA SEPARATION DE L'EAU DANS L'HUILE Re¡>resentative Drawing' ABSTRACT: A method for the removal of water in oil which can avoid polluting the oi! under treatrilent and pennit a protracted continuous use, treatrnent inducing no corros ion in the pipes and the vessels is proposed. It is a method for the removal ofwater in oi~ which comprises contacting a water-absorbent polymer sheet with aD oil CODtaining water then removing water from the oil, wherein said water-absorbent polyrner sheet comprises a water-absorbeDt polymer produced by the polymerization of a monomer containing a water-soluble nonionica11y unsaturated monomer and a hydrophobic fibrous substrate having said water-absorbent polymer directIy deposited fast thereon. (72) Inventors (Country): (73) ~ (Country): (74) Agent: (22) Filed: (41) Opeo to Public Inspectioo: Examination requested: (51) Intemational Class oPC): KADONAG~ KENJI (Japan); SAKAMOTO, SIDGERU (Japan) MIYAKE, KOJI (Japan); HARAD~ NOBUYUKI (Japan) NIPPON SHOKUBAI CO., LTD. (Japan) SIM & MCBURNEY Feb.9,1995 Aug.1l,1995 Jao. 10, 1996 BOlD 15/00, BOlJ 20/26, BOlJ 20aS Patent Cooperation Treatv (PCT): No (30) Application priority data: Applicatioo No. 6-16703 Availability oflicence: Language offiling: Couotry Japan N/A Eoglish Date Feb. 10, 1994 138 (12) Patent Application: (11) CA 2152070 (54) METHOD FOR CYCLONE SEPARATION OF OIL AND WATER AND MEANS FOR SEPARATING OF OIL AND WATER (54) DISPOSlTIF ET METHODE DE SEPARATION DE L'HUILE ET DE L'EAU DANS UN CYCLONE Representative Drawing: ABSTRACT: The invention describes the separation of oil and water in a production flow from a hydrocarbon reservo ir, said separation being carried out by the use of one cyclone or a plurality of cyclones positioned downhole. The produced water is reinjected into the reservoir itself or into a formation zone Iying above or below the reservoir. (72) Inventors (Country): (73) Owners (Country): (74) Agent: (86) PCT Filing Date: (87) PCT Publication Date: Examination requested: (51) Intemational Class (!PC): KJOS, TORE (Norway) READ PROCESS ENGINEERlNG A/S (Norway) BERESKIN & PARR Dec. 16, 1993 June 23, 1994 Dec. 8,2000 E21B43/38 Patent Cooperation Treaty (pCTl: Ves (86) PCT Filing number: (87) Intemational oublication number: . _ .. - " .. . - .. ~ - ... ...... __ .. .. - - _. . - '-' .. _ . . (30) Application priority data: Application No. 924896 Availability ofljcence: Country Norway N/A ¡ June 16, 1995 PCfINOI9931000193 , WOI994A1l3930 Date Dec. 17, 1992 139 (12) Pateot: (11) CA 2313492 METHOD OF REMOVING WATER AND CONTAMINANTS FROM CRUDE OIL CONTAINING S AME (54) METHODE DE SEPARATION D'EAU ET DE CONT AMINANTS DU PETROLE BRUT ABSTRACT: A method for contaminant and water removal from crude oil. The method iovolves at least a portion of tite dewatered erude into a The dehydralOr contaÍDS a heated dehydrated erude oil and tite surface or adjacent tnereto is maÍDtained at a temperature suffieient lo vaporize any water tite surface from erude oil to be treated in tne It has been found important lo maÍDtain a uniform temperature at or below the in order lO effectively treat crude oil for puq>OSeS. Significant temperature fluctuations are realized by dehydrators since heat is removed in order lO vaporize the water in tite crude fluetuations lead lo process complications and are therefore undesirable. The instant recognizes tltis limitation and substantially reduces and provides for a smoothly runniog and dehydration proress. (72) Inventors (Country): (71) Awlicants (74)~ (45) (22) Filed: (41) ~~~.IQ.!n~~ KRESNYAK,STEVE (Canada); SHAW.FRED (Canada) COLT ENGlNEERING CORPORATION (Canada) OGILVY RENAULT Dec.2,2003 Jwy 10,2000 Ju.l0,lOOl Jan. 16,lOOl CI0G 7104 No None N/A English (12) Patent: Application Number: (54) CRUDE OIL EMULSION TREATING APPARATUS (54) APPAREIL DE TRAITEMENT DE PETROLE BRUT 16 f7 22 2G 12 31 ABSTRACT: ABSTRACT OF THE DISCLOSURE I I \ I 35 Representative Drawing: 140 (11) CA 1307489 (21) 596112 In attempting to upgrade crude oil to pipeline quality, it often proves necessary to treat the oil in more than one apparatus. A simple solution to the problem is to provide an apparatus including a flashing section coupled to a treating section in which the crude oil is desanded and dewatered. The flashing section heats the oil to a temperature in which water can exist only as a vapor, and the vapor thus generated is discharged tbrough a demister. (72) Inventors (Country): (73) Owners (Country): (71) Applicants (Country): (74)~ (45) Issued: (22) Filed: (41) Open to Public Inspection: (52) Canadian Class (CPe): (51) Intemational Class (!Pe): KRYNSKI, STEPHEN V. (Canada) KV AERNER PROCESS SYSTEMS CANADA INe. (Canada) SEABY & ASSOCIATES Sep. 15.1992 Apr.7.1989 196/206 B01D 19/00 C10G33/00 Patent Cooperation Treatv (PCT): No L_ (30) Application priority data: Availability oflicence: Language of filing: None N/A English (12) Patent: Application Number: (54) DEMULSIFYING PROCESS (54) DESEMULSIFICATION ABSTRACT: 5669(2) ABSTRACT OF THE DISCLOSURE Demulsifying process 141 (11) CA 1221602 (21) 465936 Emulsions of oil and water are broken by treating them with a demulsifier which is a polysiloxane polyalkylene oxide copolymer in wruch the polyalkylene oxide segment is composed ofrandom ethylene oxide and propylene oxide units. The demulsifier is particularly useful in breaking emulsions of water in crude oil which are nonnally difficult to separate and in breaking emulsions at relatively low temperatures, e.g. 30° to 45°C. (72) Inventors (CountIy): (73) Owners (CountIy): (71) Applícants (Country): (74) Agent: (45)~ (22) Filed: (41) Open to Public Inspection: (52) Canadian Class (CPC): (51) Intemational Class oPC): LIDY, WERNER A. (SwitzerIand) GRAHAM, DAVID E. (U.K.) MCGRATB,PATRICKC. (U.K.) THOMPSON, DAVID G. (U.K.) THE BRITISH PETROLEUM COMPANY P.L.C. (U.K.) RIDOUT & MA YBEE LLP May 12, 1987 Oct. 19, 1984 134/54 BOlD 17105 Patent Cooperation Treatv (PCT): No l. (30) Application prioritv data: Application No. 8328233 Ayaílabílíty of licence' Language of fíling: Country u.K. N/A English Date Oct. 21,1983 142 (12) Patent Applicatioo: (11) CA 2228197 (54) A PROCESS TO SOLIDIFY AND REMOVE SPILLED OIL ON LAND AND WATER (54) PROCEDE DE SOLIDIFACTION ET D'ELIMINATION DE PETROLE DEVERSE SUR LE SOL ET DANSL'EAU ABSTRACT: Water is the most precious and abundant liquid on the mce ofthe earth. Alllife foams are dependent on water for their existence. 1t quenches thirst, nurtures growth, hosts multitudes of life forms essential 10 the delicate food chains through which we exist, and when harnessed provides the energy essentiaJ 10 modem civilization. Oil, although not as abundant, has become a vital commodity utili.zed and solicited by every country. It serves not only as an essential fuel but íts derivatives are used as components of a myriad of other byproducts. Since oil is bountíful in only select locations the growing market has necessitated the formation of transportation altematives 10 evolve. These consist of shipping routes, with 1000ing and receiving ports serving the colossaJ tankers that ply the high seas as well as pipelines winding through long expanses of pristine wildemess. Both Iiquids are beneficiaJ 10 life and the standard ofliving on Earth, yet when accidents occur spilling oíl as sea the results are catastrophic. The oil spills engulf everything in their wake, leaving a trail of destruction and devastabon that cap take centuries 10 recaver. The cost canoot be estimated in billions of dollars; the extelllt of damage 10 marine life is immeasurable and unfathomable for decades following the spill and in many instances is irreparable. As the demand fur oil continues to surge, the amount of oil in transit grows and presents a constantly burgeoning and inevitable threat that human error or natural and unforeseeable consequences will cause more spills or leakages at sea or along harbours or coastal shores. The degree of entropy of Earth, or fue measure of disorder, is steadily increasing and it is the objective, and indeed the responsibility, of technology 10 control it For many years spills of crude and bunker oils and diesel fuel resulting from the collision of ships into one another or in10 reefs or shorelines, or pipeline fractures have been left unattended or uncontrolled. As the immense environmentaJ threats have become recognized both the environmentalists and the shipping industry have reali.zed the enormity of the c1ean up responsibilities. 1t has been demonstrated though, that all koown procedures and solutions have proven costly, ineffective and dangerous 10 native marine life ami their habitat. Presently environmentalists are combating more ojl spills around the globe than at any other penod in history, yet Iittle has been a.chieved in devising methods 10 prevent or rectify the damase incurred by oil spills. Currem technology canoot control an oil spill's devastation. Once mner tidal zones, cliff faces, swamps, estuanes, beaches or pools have been coated in oil the prospect of successful restoration using the present methods are extremely poor. SupemciaUy depicting tms invention in a simplified and elementary manner can be achieved by describing the 3 fundamental principies it utiJizes. - Oils and fuels do not dilute with water and rise 10 the water surface. - Molten wax does not dilute with water and rises 10 the water surface. - As the wax cools it hardens, trapping the oils and fuels, creating a solid that can be removed from the water surface, leaving the water clear ofthese pollutants. (72) Inventors (Country): (73) Owners (Country): (71) Applicants (Country): (22) Filed: (41) Open 10 Public Insooction: (51) Intemational Class (IPC): Patent Cooperation Treaty (PCT): (30) Application priQrity data: NOlle Availability oflicence: Language offiling: No NELSON, WILLIAM ERNEST (Canada) TENNENBAUM, RENEE (Canada) NELSON, Wll..LIAM ERNEST (Canada) NELSON, Wll..LIAM ERNEST (Canada) Apr. 2,1998 Oct. 2,1999 B09C 1/00, E02B 15104, C09K 3132 N/A English (12) Patent: Application Number: (54) METHODOFBREAKINGA WATER-IN-OILEMULSION (54) METHODE DE RUPTURE D'UNE EMULSION D'EAU ET D'HUILEF ABSlRACT: Abstract: 143 (11) CA 1223791 (21) 435231 A method is described for breakíng a water-in-crude oil emulsion. A crude oíl feedstock is tangentially injected into the upper portion of a vortex chamber operating on the vortex principie with the emulsion rotating within the chamber and the velocity of the emulsion increasing toward the center of the vortex whereby concentric layers of emulsíon baving different tangential velocities apply shear stresses to the dispersed water in the crude oíl causing the interfu.cial film between the water and the oil to rupture. This enables chemical demulsifiers, added prior to the vortex operatíon, to act more quickIy and efficiently. Thereafter, the dewatering of the crude oil is easily accomplished by usual methods. (72) Inventors (Country): (73) Owners (Country): (71) Applicants (Country): (74) Agent (45) Issued: (22) Filed: (41) Open to Public Inspection: (52) Canadian Class (CPC): (51) Intemational Class arC): PARKER, RICHARD J. (Canada) LAST, ANTHONY J. (Canada) LAKSHMANAN, V AIKUNTAM L (Canada) RANGANA mAN, RAMASW AMI (Canada) SASKATCHEW AN oa AND GAS CORPORATION (Not Available) KERBYEADESGALEBAKER July 7,1987 Aug. 24, 1983 134/54 104199.07 C10G33100 Patent Cooperation Treaty (PeT): No (30) Application priority data: Availability oflicence: Language offtling: None N/A English .1 144 (12) Patent Application: (11) CA 2280223 (54) METHOD OF INHIBITING THE FORMA TION OF Ou. ANO WATER EMULSIONS (54) METHODE EMPECHANT LA FORMATION D'EMULSIONS DE PETROLE ET D'EAU ABSTRACT: The invention provides a method of inhibiting the formation ofstable water in oil emulsions which are typically formed during the production of crude oi!. The method involves the addition of one or more amphiphilic compounds which may comprise a hydrophilic backbone and hydrophobic groups attached therelo. The hydrophilic backbone may comprise polymerised units of one or more monomer compounds which may be selected from one or more of aJkylene oxide, (meth)acl)'lic acid, aCl)'late, urethane, cellulose and vinyl alcohol. The hyd.rophobic groups may be attached lo the hydrophilic backbone in one or more ofthe following positions: at one or more of the ends of the backbone, either regularly or random1y spaced along the length of the backbone, and as linking groups lo link two or more portions ofthe hydrophilic backbooe together. I (72) Inventors (Country): (73) Owners (Country): (71) Ñ!plicants (Country): (74) Agent: (45) Issued: (22) Eikd: (41) Open lo Public Inspection: (51) IntemationaJ Class OPC): Patent CoQperation Treaty (PCT): No :--- .. . . : : ...... (30) Application prioritv data: ApplicatioD No. 98-11157 Availability of licence: Language of filing: REEVE, PAUL FRANCIS DA VID (France) ROHM AND HAAS COMPANY (United States) ROHM AND HAAS COMPANY (United States) GOWLING LAFLEUR HENDERSON LLP Aug.13,I999 Mar. 7 ,2000 BOID 17105 ~-~~ : France :. - .- Country N/A Englisb = .... .0. - ~~ . -- .. . ::. . Date Sep. 7,1998 .. I (12) Patent: Application Number: 145 (11) CA 1207698 (21) 417695 (54) METHOD FOR REMOVING SOLIDS AND WATER FROM PETROLEUM CRUDES (54) METHODE DE SEPARA nON DE L'EAU ET DES SOLIDES EN PRESENCE DANS LE PETROLE BRUT ABSTRACT: ABSTRACT OF THE DISCLOSURE Particulate solids and water are removed from petroleum crude lo bring the BS&W content of the crude within pipeline specifications by treating a blended and dewatered crude lo destabilize the water-in-oil emulsion of the crude and providing in uniform distribution through the treated crude both produced water and an acid-reacting coagulating agent while maintaining the crude at a pH of at least 8, then maintaining the resulting treated crude at 52-88°C. for at least a few minutes, separating the treated crude into at least an oil phase and a water phase, and recovering the oil phase as a clean blended crude oil having a BS&W content within pipeline specifications and in a yield significantly greater than that which can be recovered without use ofproduced water and coagulating agent (72) Inventors (Country): (73) Owners (Country): (71) Applicants (Country): (74) Agent: (45)~ (22) .Eikd;. (41) Open to Public Inspection: (52) Canadian Class (CPC): (51) Intemational Class (IPC): RONDEN, CLIFFORD P. (Canada) HUSKY OIL OPERATIONS, LID. (Not Available) BORDEN LADNER GERV AIS LLP JuIy 15, 1986 Dec. 14,1982 196/206 CI0G33~ Patent Cooperation Treaty (PCT): No (30) Application prioritv data: Application No. 397,934 Availability oflicence: Language offiling: Country United States N/A English Date July 13, 1982 (12) Patent: Application Number: 146 (11) CA 1178542 (21) 379376 (54) METHODAND APPARATUS FOROfL..WATER SEPARATIONBY COALESCENCE (54) METHODE ET APP AREIL POUR SEP ARER L 'HUILE DE L 'EAU PAR COALESCENCE ABSTRACT: ABSTRACT OF THE DISCLOSURE: A method and apparatus for oil-water separation by coalescence. First of aH, a coalescing element is obtained by forming a coalescing layer on a porous material. This layer is of water-insoluble hydrousgel. The thus obtained coalescing element has oil-resisting and repelling properties as well as water transmitting and absorbing properties. When oil-contaminated water is passed through the coalescing element, oil matter contained in the water coalesces on the element surface. The invention is characteri.zed by changing the direction of the flow of oil-contaminated water passing through the coaJescing element, and thus preventing said element from being clogged. (72) Inventors (Country): (73) llimm (Country): (71) Applicants (Country): (74) Agent: (45)~ (22) Filed: (41) Open 10 Public lru¡pection: (52) Canadian Class CCPC): (51) InternationaJ Class (!PC): SAKAI, UTARO (Japan) MARUcm KOKEN KABUSHIKI KAISHA (Not Available) ROBIC, ROBIC & ASSOCIES/ASSOCIATES Nov. 27, 1984 Juoe9,1981 182/26 BOlD 17/04 Patent Cooperation Treaty (PCT): No 1 __ ...:-= (30) Application priority data: 56-034447 56-028944 56-023405 55-105589 Application No. Availability oflicence: Language offiling: Japan Japan Japan Japan ~ :: ::: ~ = . . .. . . . _ . . ] • no , •••• oo • • Country Date Mar. 9,1981 Feb.28,1981 Feb. 18, 1981 July31,1980 N/A Englisb 147 (12) Pateot: Application Number: (11) CA 1179915 (21) 378644 (54) METHOD OF BREAKlNG AN EMULSION AND AN EMULSION- EMULSION BREAKER COMPOSITION (54) METHODE DE DESEMULSION ET COMPOSITION DESEMULSIFIANTE ABSTRACT: ABSTRACT This invention relates to a composition of matter and to a method for producing a controllable, residue-free break of an emulsion or a dispersion of a water-in-oil emulsiono An emulsion breaker is incorporated into the emulsiono It is temporarilyprotected (deactivated) so that breaking of the emulsion is initially avoided. By removing the protection, the breaker becomes active, and it acts to break the emulsion into its separate phases. (72) Inventors (Country): (73) Owners (Country): (71) Applicants (Country): (74) Aw!t (45) Issued: (22) Filed: (41) Open to Public Inspection: (52) Canadian Class (CPe): (51) Intematiooal Class OPC): SALATHIEL, WILLIAM M. (United States) EXXON PRODUCfION RESEARCH COMPANY (United States) BORDEN LADNER GERV AlS LLP Dec. 27,1984 May 29,1981 31/13 134/54 BOlD 17/04 Patent Cooperation Treaty (PCT): No L (30) Application priority data: Application No. 164,703 Availability oflicence: Language of filing: Country United States N/A Englisb -= Date June 30, 1980 ni (12) Pateot: Application Number: (54) CENTRIFUGAL WATER OIL SEPARATOR (54) SEPARATEUR CENTRIFUGE DE MELANGE EAU-HUILE ABSTRACT: Abstract of the Disclosure 148 (11) CA 1100458 (21) 328606 A centrifugal oil-water separator comprising an inner spinning bowl having openings near the lower outer periphery for passage of water therefrom into an outer bowl which remains stationary. The oil-water mixture is passed to the upper center ofthe spinning bowl with separation ofthe oil and water therein, concentrating the oil near the top ofthe inner bowl and disposable water is removed from the outer bowl. (72) Inventors (Country): (73) Owners (Country): (71) Applicants (Country): (74) Aw!t (45)~ (22) Filed: (41) Open to Public Inspection: (52) Canadian Class (CPC): (51) Intemational Class QPC): SAMMONS, JOHN K. (United States) FOX, CHARLES 8., JR. (United States) CONTINENTAL On.. COMPANY (Not Available) RIDOUT & MA YBEE LLP May 5,1981 May29,1979 233120 B04B 1/12 Patent Cooperation Treaty (PCT): No (30) Application priority data: ApplKation No. 937,391 Availability of Iicence: Language of filing: Country United States N/A English Date Aug. 28, 1978 149 Patent Application: (11) CA 2324058 (54) COALESCER FOR HYDROCARBONS CONT AINING STRONG SURF ACT ANT (54) COALESCEUR POUR HYDROCARBURES CONTENANT UN SURF ACT ANT FORT ABSTRACT: A coalescer filter element for the of water from hydrocarbon fuel, diesel fue!, and gaso!ine under conditions such as thermal and detergent Coalescer fibrous material hydrophobic properties which resist surfuctant coating the fibers thereby allowing breakdown of water emulsion in the hydrocarbon fluids. The coalesces has a negative media density gmdient in the líquid flow dírection. (72) Inventors (Country): (71) ~~!!i! {(~OUI1ltrv): (74) Agent (22) Filed: (41)~~~~ Inspection: SCHNABLE, JON A. (United ro (United States) BOLLY T. (United Mn.LER, ROGER K. (United KAYOON CUSTOM FJLTRATION CORPORATION (United BORDEN LADNER GERV AlS LLP Oct23,2000 Apr. 23, 2002 Aug. 30, 2002 CIOG33/06 No None N/A 150 (12) Pateot Applicatioo: (11) CA 2235528 (54) BIOLOGICAL PROCESS FOR BREAKING OIL-W A TER EMULSIONS (54) PROCEDE BIOLOGIQUE DE SEPARATION DES EMULSIONS HUILE-EAU ABSTRACT: A process for breaking an oil-water emulsion. The process comprises contacting the oil-water emulsion with a bacterial culture produced by growth in a liquid medium containing hydrocarbons under non-sterile conditions. The oil-water emulsion and bacterial culture are contacted under conditions that minimise degradation ofthe oi!. The oil-water emulsion is permitted to form an oillayer and a water layer, which are then separated. The process is particularly useful in the treatment of slop-oil emulsion in the petroleum industry. (72) Invenrors (Country): (73) lli'inm (Country): (71) Applicants (Country): (74) Agent: (45) Issued: (22) Filed: (41) Open ro Public Inspection: (51) Intemational Class CIPC): Patent Cooperation Treaty (PCT): No (30) Application priority data: Nooe Availability of licence: Language offiling: SINGH,AJAY (Canada) WARD,OWENP. (Canada) PETROZYME TECHNOLOGIES 1Ne. (Canada) PETROZYME TECHNOLOGIES 1Ne. (Canada) SIM & MCBURNEY Apr. 22, 1998 Oct. 22, 1999 CI0G 32/00, C12S 1,1)0 un:' .. N/A English .:: : . 1 151 (12) Patent: Application Number: (11) CA 1319876 (21) 594023 (54) PROCESS FOR THE SEPARATION OF CRUDE Oil., EMULSIONS OF THE WATER-IN-Oil., TYPE (54) :METHODE DE SEPARATION D'EMULSIONS DE PETROLE BRUT DU TYPE EAU-DANS-HUil.,E ABSTRACT: HOE 88/F 906 Abstract ofthe disclosure A process for the separation of crude oil emulsions of the water-in-()il type In the novel process addition products made from certain ethylene oxide/propylene oxide block polyrners and certain polyglycidyl ethers ofphenollformaldehyde condensation products are added to the crude oil emulsions. (72) Inventors (Country): (73) Owners (Country): (71) Applicants (Country): (74) Aw1t (45) Issued: (22) Filed: (41) Open to Public Inspection: ST AISS, FRIEDRICH (Germany (Federal Republic ot) KUPFER, RAlNER (Germany (Federal Republic ot) BOHM, ROLAND (Germany (Federal Republic ot) HILLE, MARTIN (Germany (Federal Republic ot) BOSE, WILLffiALD (Germany (Federal Republic ot) HOECHST AKTIENGESELLSCHAFf (Germany (Federal Republic ot) ST AISS, FRIEDRICH (Not Available) KUPFER, RAINER (Not Available) BOHM, ROLAND (Not Available) HILLE, MARTIN (Not Available) BOSE, WILLffiALD (Not Available) FETHERSTONHAUGH & CO. July 6,1993 Mar. 17,1989 (52) Canadian Class (CPC): (51) International Class (!Pe): 134/54 BOm 17105 Patent Cooperation Treaty (PCT): No (30) Application priority data: Application No. P 3809067.8 Availability of licence: Language of filing: Country Germany (Federal Republic 01) N/A Englisb Date Mar. 18, 1988 (12) Patent: Application Number: (54) DIESEL FUEL FIL TER/W A TER 152 (tI) CA 13l.9620 541461 (54) SEPARATEUR MAZOUT-EAU POUR MOTEURS DIESELS ABSTRACT: ABSTRACT OF TIlE DISCLOSURE A separating device for a of immiscible components from a fluid mixture, such as separatmg water from a diesel fuel oíl/water ¡neludes a housing and a filter cartridge mounted on the such that the filter cartridge is oriented horizontally. The housing includes an inlet an oudet fitting, and a sump for receiving the fluid component separated from the mixture. Because ofthe orientation of the housing, the coaJesced water or heavier component ofthe fluid mixture tends to collect in the lower ofthe filter cartridge and drains into the sump, where it may be drained periodically. The lighter component oc fuel oíl is communicated to the oudet port or fitting. (72) mventors (Country): (73) (Country): (74) Agent: (45) Issued: (22) (52) ~--~~~<.A (51) ~!l1llt!QMl~ªª-ilEQ.;. AppUcation No. THORNTON, DONALD IRVING (United PEYTON, RICHARD HARDING (United ALLJED-SIGNAL. INe. (United States) MACRAE&CO. June 1993 July 7,1987 182/21 309/29 BOID27/68 BOID351l8 No Country Uníted States N/A English Date Aug.4,1986 153 (12) Patent: (11) CA 2317527 (54) SEPARATORS (54) SEPARATEURS ABSTRACT: Representative Drawing: A gravity separator comprising a vessel (11) within wbich a mixture containing oil and water can separate under gravity to forro verticalIy discrete oil and water layers, the vessel having an inlet assembly (14, 17) incIuding a cycIone separator (17) for separating an oil containing inlet flow into gas and Iiquid phases, said assembly including ducting (21, 22, 23; 31,32,33; 34, 35, 36; 44, 45, 46; 61, 62, 63; 65, 66, 67; 70, 71, 72) for receiving the underflow of the cyclone separator and conducting said underflow into that region of the vessel which, in use, is aboye the water layer. (72) Inventors (Country): V ANGEN, GUNNAR (Norway);CHAMBERLAIN, NEVlLLE PAUL (U.K.); BEDWELL, IAN CHARLES (U.K.); HOYDAL, JAN (Norway); CHRISTIANSEN, BJORN (Norway) (71) Applicants (Country): KVAERNERPROCESS SYSTEMS A.S. (Norway) (74) Agent: MARKS & CLERK (45) Issued: June 29, 2004 (86) PCT Filing Date: Nov. 17, 1998 (87) PCT Publication Date: May 27,1999 Examination reguested: May 17,2000 (SI) Intemational Class OPC): BOlD 19/00, BOlD 17/025, BOlD 17/038,B04C 5114 Patent Coooeration Treatv (PCT) ' Yes I (85) . l'J~tionaiE~~ : . . - May 17,2000 I (86) PCT - FÚin~~~b~r: '. , PCf/GBI998i1J03453 I (87) Intemational ~~~lica1ion ~!.!mber : . WOI999/025454 (30) Application priority data: Availability of Iicence: N/A Language of filing: English Clasif.Principal BOID1/00 Título Mejoras en una disposicion para separar liquidos de diferente densidad N"Publieación 9503771 N"Solicitud MXP9503771 F.Solicitud 19950831 F .Pub.CoDees. 19960731 Solicitante FJL TERWERKE MANN + HUMMEL GMBH Inventores ULRICH BROCKHOFF EBERHARD KOLITZ MICHAEL WOLF Prioridades DEl994090344314%5 154 Resumen La presente invención propone mejoras en una disposición para separa líquidos de diferentes densidades, presentando la misma un recipiente de líquido. Dicho recipiente presenta al menos dos aberturas de descarga. Además se ha previsto al menos un elemento de coalescencia al cual se alimenta el liquido a separar. El recipiente y/o el elemento de coalescencia y/o otros elementos están constituídos en forma modular y pueden ser conectados entre sí a voluntad. Clasif.PrincipaJ BO ID3 5/1O,BOID 17/04,BOID29115 TItulo Aparato para filtrar y coalescer liquidos. N"Publieación 9706646 N"Solicitud MXP9706646 F.Solicitud 19970902 F .Pub.Conees. 19980628 Solicitante KALSEP LIMITED Inventores RONALD CHARLES COSGROVE GRAEME KEITH PEARCE GEOFFERY GREGORY EDWIN DAVID PHll.,LIPS ANDREW GOUGH Prioridades GB 1995030995047684 Resumen Un aparato que puede ser usado para remover contaminantes de un líquido y para la coalescencia de gotas en el líquido dispersado en otro líquido inmiscible, el cual comprende un armazón (1) dividido en dos compartimientos por un filtro fibroso sustancialmente tubular (2), formado por fibras unidas a cada uno de los soportes extremos (3) y (4), existe una entrada de líquido (8) que conduce a un lado del filtro fibroso y una salida de líquido (9) que conduce del otro lado del filtro fibroso, uno de los soportes extremos está conectado a una biela de mando (6) la cual puede mover el soporte extremo parcialmente y de manera giratoria en relación al otro soporte extremo, el filtro fibroso es soportado por un montaje de jaula (lO) que comprende una pluralidad de anillos localizados dentro del filtro fibroso preferiblemente en forma de dos conjuntos de anillos (11), (I3) los cuales pueden ser ya sea conectados a los soportes extremos o quedar libres para moverse independientemente. La estructura permite el lavado a contracorriente más vigoroso y efectivo. 155 Clasif.Principal CIOG33/04 Composición desemulsificante para deshidratacion y desalado de contenido de asfaltenos crudo con alto N"Publicación 180173 NV:Solicitud MXP9200444 J F.Solicitud 19920730 F.Pub.Conces. 1995H21 Solicitante INSTrrtrrO MEXICANO DEL PETROLEO Dirección EJE CENTRAL LAZARa CARDENAS NO. 152 SAN BARTOLa ATEPEHUACAN, GUSTAVO A MADERO., 07730, MEXICO Nación Resid. MX Inventores JOSE MANUEL CRUZ PEDRERO VICTOR E. LARA HIDALGO Resumen La presente invencion se refiere a una composicion desemulsificante para deshidratacion y desalado de petroleo crudo con alto contenido de asfaltenos, caracterizada porque esta constituida basicamente por 10·20 por ciento en peso de una resina fenol formalde.hido con bloque de oxido de etileno. de peso molecular promedio de 600-800; 10-20 por ciento en peso de una tercem resina formalde.hido con bloque de oxido de etileno-propileno de peso molecular de 3000 a 4000; 3-8 ciento en peso de un polimero de bloque etilendiarninade peso molecular promedio de 2500 a 3500; 1-5 copolimero de bloque de oxido de etileno propileno con nucleo oxido de de molecular promedio de 1000-1200 y 40-60 por ciento en peso de una mezcla de .v"uw". of US5158679 The oil and water separamr ¡neludes a container having an oil and water inlet, an oH receiving means with an a skúnmer mechanism for the oil at the surface of the fluid in the container inm fue oil receiving means, and a water outlet The skimrner mechanism is formed by a plurality of angularly spaced apart blades located in the of the container above the leve] of the oíl receivlng mean and a ramp leading m the oil receiving means. &eh blade is formed by an arm havlng a plurality of flexible blade members extending downward from the arm sueh!hat the blsde members engage the top surface ofthe ramp upon rotation ofthe means ramp to move oíl st the upper level ofthe fluid in the container, into the oíl means. Fluid flow devl<:e is provlded for directing fluid injected into the interior of the container by way of fue oH and water fluid downward and outward from the axis of the container. Support means is provided the container for pivotal movement about two axes perpendicular m each other for the dimension container between upper and lower ends generally vertical sueh !hat apparatus may be and 00 a boato Fuellwater sepanror Bibliographic data Patent number. Publication date: Inventor: Applicant: Classification: US5997739 1999-12 .. ()7 CLAUSEN MICHAEL D (US); DUNCAN KENNETH R (US) P ARKER HANNIFIN CORP (US) - intemational: C02Fl/40 - european: BOlDI7/02F4; BOlDI7/04H Application number. US 19980061448 19980416 Priority number(s): US1998OO6144819980416 Report a data error here Abstract of US5997739 173 A spin-on elernent includes a cylindrical housing, a tap plate at one end of the housing, and an adapter ring supported by and bounding the other end of the housing. A collection bowl can be threadably attached to the adapter ringo An imperforare inner support tube in the housing fluidly separares a central opening in the tap plate from peripheral openings. The ínner tube has an inner surfuce definíng a central chamber in fluid cornmunication with the central opening. A perforated outer support tube surrounds the inner support tube, and has an outer surfuce defining a peripheral chamber in the housing. The inner and outer support tubes together define an intermediare chamber, in fluid cornmunication with the peripheral openings in the tap plateo A nylon water coalescing mesh surrounds the outer support tube, and is curled over the ends of the outer tube. A first end cap cornprising a foam gasket with operungs to allow fluid to enter the intermediare chamber is disposed at one end ofthe support tubes. A second end cap with a central opening supports the other ends ofthe tubes and is supported on said adapter ringo A peripheral flow path is defined between the periphery of the second end cap and the housing and internally of the adapter ring, the peripheral flow path allowing fluid communication between the peripheral chamber and the central chamber. Water in the fluid coalesces on the media swrounding the outer support tube and drains down into the collection bowl. Method for removing water and impurities from crude oiJ contg. water and impurities Bibliographic data Patent number: Publication date: Inventor: Applicant: Oassification: CN1334319 2002-02-06 CRESHNIAC STEEVER (CA); SHAW FRED (CA) CORT ENGRG CO (CA) - intemational: C10G33/06 - european: CI0G33/oo Application number: CN2oooo12130920000714 Priority number(s): CN2OOOO121309 20000714; AU20000042703 20000626; US20000604577 20000627 RepOI·t a data error here Absuactof~1334319 174 A process for removing water and impurities from the crude features that at least part of dewatered crude is circulated back into dewatering equipment, which contains tite heated and dewatered crude_ The temp of crude surface or tite region near the surface must be high enough to evapourize the water in contact with said surfilce_ In order to obtain high dewatering efficiency, uniform temp field in tite crude must be kept lts advantages are less bubbling, and smooth and efficient dewatering_ 10 d.o- 1 ! 12 1 .... , ______ ¡-__________ ----;---'---,-----" "0 ) UHJl --_.~ Combination fuel filter and water separator Bibliographic data Patent number: Publication date: Inventor: Applicant: Classification: US4502954 1985-03-05 DRUFFEL JAMES B (US) DRUFFELJAMESB - intemationaJ: BOlD27/08 - european: BOlD17/00; BOlD35/153; BOlD35/30; BOlD36/00L; F02M37/00; F02M37/22A Application number: US I 9820399459 19820719 Priority number(s): US I 9820399459 19820719 Repot"t a data etTOt" het't' Abstract ofUS4502954 175 A combination fuel filter and water separator which is particularly useful at tbe upstream, suction side of a fuel pump ineludes efficient provision for initial settling ofwater and particulate material in a lower chamber, after which tite fluid passes up tbrough a backflow preventing check valve and into an upper chamber, where fine filtration takes place. The check valve, preferably a ball valve between tite lower and upper chambers, prevents any hacldlow of fuel by gravity from the filter/separator assembly when a top cover is opened, e.g. for servicing of a filter e1ement in the upper chamber. The location of the hall valve avoids subjecting it to highly contaminated entering fuel, which could foul the valve. Associated with the inlet structure of the assembly is a channel for inducing a helical tlow path for centrifugally removing water and partieles while imparting a downward component ofmotion to them. Fuel filter aud water separator apparatus Bibliographic data Patent number: Publication date: Inventor: Applicant: Classification: - intemational: US4298465 1981-11-O3 DRUFFEL JAMES B RACOR INDUSTRIES mc BOlD29/40 - european: ~~~~, .. ""~=""-,,-,,,,,,-, BOID36100L Application number: US19790046384 19790607 Priority number(s): US19790046384 19790607 Abstract ofUS4298465 An improved self-oontained apparatus for the separation of low density fluids, such as fuel, ftom density fluids such as water and also particles is disclosed which may be retrofítted mto a 176 existing new and used engines as it can selectively accommodate the various fuel ¡me aIso various obstructions of these Further, the includes flow director means which nrnVI(I,>;<1. for the ofthe higher density fluid and the partic1es ftom the low density fluid at an earlier stage contributing to a more complete separation prior to fue fíltration of the fluid. the fílter element has an extended Jife due to the ftwt that it is exposed to less higher density fluids and particles m filtering the low density fluids. Sio21e--enc:ied spin-on fuel water separator Bibliograpbic data Patent number. Publication date: Inventor: Applicant: Classification: CA1239592 1988-07-26 FISCHERPAUL M; SCHW ARZ CARL E DONALDSON CO lNC - international: BOlD17/02 • european: BOlDl7102F4; BOlD36/00L; ~~!..!..!..I!/.~ Application number: CA1984046557519841016 Priority US 19830543060 19831018 Abstmct of CAI239592 177 A spín on fuel water separator havíng a filter element attached withín an electricaJly housíng. means are for supplyíng an electrical lo the filter element and the element is electricaJly from fue housing. Separated water is stored withín fue housing, and when separated water accumulates within the housing so as to oontact fue filter element, a current flow through the filter element, the reservoir and the housing is indicated. An optional embodiment includes a means for detecting and a restricted filter element 178 Method of preparing demulsifier for destroying water-oiJ emulsions capable of suppressing sulfate­ redueing bacteria, inhibiting corrosion, aspbalt-tarparaff"an deposits, and for desulfurization of eNde oil Bibliographic data Patent number: Publication date: Inventor: Applicant: Classification: - international: - european: RU2225432 2004-03-10 GIL MIJAROV R R; ABUNAGIMOV S S GIL MIJAROV RAFIK RAISOVICH CI0G33/04 Applieation number: RU20020 127770 20020731 RU20020127770 20020731 Priority number(s): Report a data error ht're Abstraet ofRU2225432 FIELD: crude oil treatment. SUBST ANCE: in particular, invention conceros profound dehydration and desalting of stable emulsions of high- viscosity oils with high content of suspended impurities. Preparation method comprises mixing surfilctant with polysaccharide, in particular galactomannan. Demulsifíer also contams cellulose ether or polyacrylamide at weight ratio surfuctant/polysaccharide/(cellulose ether or polyacrylamide) = (0.05- 2.0): (0.01-1.0):(0.001-0.9). Resultant mixture is supplemented by modified starch at weight ratio surfilctant/galactomannan/(cellulose ether or polyacrylamide) = (0.05-2.0): (0.01-1.0): (0.001- 0.9): (0.1-3.0) and further by stabilizing additive, notably potassium sorbate and/or sodium benzoate, observing weight ratio surfactant/galactomannan/(cellulose ether or polyacrylamide)/modified starch/(sodium benzoate or potassium sorbate) = (0.05-2.0):(0.01-1.0): (0.001-0.9): (0.1-3.0): (0 .001-0.5) or surfactant/galactomannan/(cellulose etber or polyacrylamide)/additive = (0.05-2.0): (0.01-1.0):(0.001-0.9): (0.001-0.5). Advantageously, thus obtained demulsifier is dissolved to concentration 0.061 to 7.4 wt % in water or in mixture of water with glycols at vigorous stirring in mixer, preferably in mill-type mixer. Composition is added to emulsion preliminarily dissolved, e.g. in water, at vigorous stirring in mill-type mixer. EFFECT: increased efficiency of demulsifier for high-viscosity oil emulsiono 6 el, 25 ex. Diesel fuel filter and water separator Bibliographic data Patent number: W00134273 I:'ln)lI~llb(lln date: 2001-05-17 Inventor: GIRONDI GIORGIO (IT) UFI UNIVERSAL FIL TER INTERNAT Clusific:atioo: - intemational: BOlD271l4; BOlD36/00; BOlD27/07 - european: BOID27/07; BOlD36/00L Applic:ation number: W02ooom01524 20001024 Priority number(s): ITl999REOOO52U 19991108 Abstract ofWOOl34273 179 GIRONDI GIORGIO (IT) The filter comprises a first chamber (3I) of vertical axis and, positioned in the first chamber (31), a filtering means (15) traversed by the fuel in a substantially axial dírection and having a lower surface (15') from which fluid leaves in a substantially vertical directíon afier passing through the filtering means (15); a water se¡:mra,ror means (20) is provided below the lower surface (l5~ of the filtering means and conrlpnses, lower surface (15~ and fonning an angle ro the vertical, a downwardly flow (22) which the fluid flows and which deviates the fuel stream, 10 and the water present in the fuel; a lower chamber (33) is a1so provided the means (20), to collect the water parts separated from the fuel. 24 Disposable fuel ftlter/water separator element Bibliographic data Patent number: Publication date: Inventor: Applkant: Classification: US4618423 1986-10-21 HODGKlNS DAVID (US) STANADYNE INe (US) - intemational: BOID29/06 - european: BOlDI7/00; BOlD35/14; BOlD36/00L; F02M31/16; F02M37/00; F02M37122A Application number: USI984069664319841227 Priority number(s): US 19840696643 19841227; US 19830507799 19830624 ReDort a data elTOI' heJ'c Abstract ofUS4618423 180 A modular fuel conditioner having a base and a disposable filter/water separator cartridge releasably secured to the base and defining a filter chamber in fluid communication with fuel inlet and outlet passageways in the base. A tmee stage filter assembly within the cartridge includes tiltering and coalescing media and separates an upper portion of the chamber from a lower portion which defines a water collection sump. A heater in the base warms fuel before it enters the cartridge. Sensing devices in the base are provided for operating signals to indicate the presence of a predetermined quantity of water in the sump and the occurrence of a plugged filter condition. A priming pump on the base is manually operated to restore the fuel conditioner to operational condition after cartridge replacement. Fuel-water separator Bibliographic data Patent number: Publication date: Inventor: Applicant: Clusification: US4257890 1981-03-24 HURNER ERWIN E HURNER ERWIN E - intemational: B01035/02; B01035/18 - european: B01017/02F2; CIOG33/06; F02M37122A Application number: US 19790060622 19790725 Priority number(s): US 19790060622 19790725 Report a data erro\' here Abstract ofUS4257890 181 A device for separating water from diesel fuel is adapted to be used with conventional fuel filter fittings and consislS of a conical screen-like member which serves to separate the water from the fuel and in which the inlet providing the fuel which may have water therein is interior of the downwardly diverging conical member. A quiet zone is provided at the base of the cone to reduce twbulence and allow the water to be drained off by an automatically operated valve which operates in conjunction with the air compressor already on the truck. oH emulsion fuel·water lIeparator data Patent Rumber: JPll169603 PublicatioR date: 1999-06-29 Inventor: IKEDANOBUYUK.I; OTA l.LVJ:;,.M.r ..... ICHlNOSE TOSH1MITSU; UEDA KATSUYUK1 Applicant: wrSUBISHI HEA VY IND L TD Oassification: - intemational: BOlDI7/00; BOlDJ7/02; -european: Application Rumber: Priority Rumber(s): Report a data eITOI" here Abstract of JPIH69603 JPl9970342809 19971212 JPI997034280919971212 BOlDJ7/04; BOlD17112 PROBLEM TO BE SOLVED: To províde a water of a heavy oíl emu1sion capable 182 the generation of excess froth in a flash box and the oontamination of a heat recovery device by the froth and preventing the degradation in the by correctly detecting the of the froth in this flash box. SOLUTION: The water of the heavy oíl emulsion fuel constituted to separare moisture from the fue} in the box 10 the heavy oí} emulsion fuel mto the flash box 10 is provided with a froth detector 19 which defects the generation condition of the froth in the flash box 10, a ¡iquid level detector which detects the leve! of the heavy oH emutsion fuel in the flash box 10 and a liquid level regulator which the liquid level of the heavy oíl emutsion fuel within the flash box 1 O in accordance with the detection rrom this froth detector 19 and the detection of the liquid level from the liquid leveI detector. Draln valve for fue! filter water separator data Patent number: US2oo2036163 Publication date: 2002-03-28 Inventor: MlLLER PAUL D (US); ARNETT JOHN MCCORMICK MEL VIN D (US) Applicant: FLEETGUARD INC (US) Classification: - intemational: C02FIIoo european: BO ID 17100B; BO 1 D35/18; ~!.!:!:2Y.lJ:!.!!!:!, "'-=='-'-==-'" Application number: US2ool099779520011130 Pri.nriilvnumber(s): US2OO1099779520011 USl9990412713 19991005 RepoI" a data eITOI' het"e Abstract ofUS2002036163 183 A drain valve for a fueI filter water separator for an intemal combustion has a first port mattng with the vent opening of the separator, a second with the drain of the separator, and a third port. The drain valve is actuatable between a blocking communication of the first port with the fuird port and blocking cornmunication of the second with the fuird port, and an open position providing cornmunication of the first port with fue third port and providing cornmunication of fue second port with the third port. If the valve is actuated to the open position when the engine is oH: collected water and vent air each flow through the third port but in opposite directions. If the drain valve is actuated while the engine is running, pressurized fuel spray from the vent opening and coUected water from the drain opening of the separator each flow through the third in the same direction . .,..t 184 Fuel faJter and water separator apparatus witb heater Bibliographic data Patent number: W09819770 Publication date: 1998-05-14 Inventor: MILLER PAUL D; LlLL Y KEI'I'H; HEDGECOUGH BlLL; DEMIRDOGEN A CANER; JIANG ZEMlN; SCHMIDT DEAN A; PRATER TED F Applicant: FLEETGUARD INC (US) Classification: - intemationaJ: BOl D35/18 - european: B01D29/15; B01035/18; B01036/00D; F02M37122A Application number: WOl997US19781 19971029 Priority number(s): USl9960742631 19961101 Repo,"' a data en"()J" he,"e AbstractofVV<>9819770 A fuel filter (20) constructed with a heater (30) and designed for fuel-water separation includes a unitaIy housing (21) which is c10sed by a threaded lid (22). A surrounding sidewaU defines an interior space (68) with a water collection area (65). A filter cartridge including a fiJter element (72), centertube (71), and top and bottom endplates (75, 78) is disposed in the interior space (68). The lid (22) includes snap-fit fingers (76) arranged for press-on attachment to the top endplate (75). A heater ring (~O) is provided and is positioned around the filter cartridge (64). The heater ring (30) provides a flow path for entering fuel and positive­ temperature-coefficient stones (138) which assist in heating the fue!. Control ofthe heater ring (30) is provided by a heater connector and therrnostat combination (26). A drain valve (24) is mounted to the housing (21) in flow communication with the water collection area (65). A water-in-fuel sensor (25) is mounted to the housing and extends into the water collection area (65).