Estudio experimental sobre la eficiencia de un tratamiento de ultrasonido en un sistema de flujo continuo para la reducción de viscosidad de crudo pesado

Abstract

Resumen
El transporte de crudos pesados a través de oleoductos es muy difícil debido a su alta viscosidad y baja movilidad. Actualmente, el ultrasonido de alta intensidad está siendo explorado como una nueva alternativa potencial para reducir la viscosidad de los crudos pesados y facilitar el transporte por tubería. En este trabajo se estudia los efectos de la energía ultrasónica sobre la viscosidad de un crudo pesado. Esto se realiza mediante un estudio experimental sistemático en un sistema de flujo continuo a escala piloto, en el cual se analiza la influencia de variables de proceso, como temperatura del tratamiento (308 y 319K), tiempo de exposición (5,66 y 16,98s) e intensidad sónica (170-250 y 400-680kW/m2) sobre la viscosidad. El estudio reveló que la temperatura del tratamiento en el intervalo estudiado no tiene un efecto significativo en el rendimiento de las vibraciones ultrasónicas para reducir la viscosidad del crudo pesado. Por otro lado, se encontró que el incremento del tiempo de exposición favorece la reducción de la viscosidad, y la intensidad sónica en los niveles establecidos tiene un efecto favorable o desfavorable dependiendo de la magnitud del tiempo de exposición.
Esta investigación representa un avance importante en la aplicación industrial de la tecnología de ultrasonido que se encuentra en desarrollo, ya que se genera por primera vez información relevante acerca de la efectividad de un proceso continuo de tratamiento ultrasónico a escala piloto para reducir la viscosidad de un crudo pesado.

Palabras clave: transporte crudos pesados, ultrasonido, cavitación acústica, mejoramiento de residuos de vacío.

Experimental study on the efficiency of an ultrasound treatment in a continuous flow system for viscosity reduction of heavy crude oil

Abstract
The transportation of heavy crude oils through pipelines is very hard due to their high viscosity and low mobility. Nowadays, high intensity ultrasound is being explored as a new potential alternative to reduce the viscosity of heavy crude oils and facilitate the transport by pipeline. This work studies the effects of ultrasonic energy on the viscosity of heavy crude oil. This is done through a systematic experimental study in a pilot scale continuous flow system, in which the influence of process variables such as treatment temperature (308 y 319K), exposure time (5.66 y 16.98s), and sonic intensity (170-250 y 400-680kW/m2) is analyzed. The study revealed that the treatment temperature in the proven range has not a significant effect in the efficiency of ultrasonic vibrations to reduce the heavy crude viscosity. On the other hand, it was found that the increase of exposure time favors the viscosity reduction. It also observed that sonic intensity in the established levels has an effect favorable or unfavorable depending of the exposure time magnitude. This investigation represents an important advance in the industrial application of ultrasound technology, since it is the first study that shows essential information about the effectiveness of a continuous ultrasonic treatment process to reduce the viscosity of heavy crude oil.

Keywords: heavy crude oils transportation, ultrasound, acoustic cavitation, vacuum residue upgrading.