Análisis del comportamiento de las propiedades fisicoquímicas de crudos colombianos sometidos a condiciones de inyección de vapor con naftenato de hierro

En la industria petrolera, la producción de crudo liviano ha venido disminuyendo y por tanto en los últimos años se ha mostrado un gran interés por los crudos pesados y extrapesados, teniendo en cuenta que este tipo de crudos representa cerca del 70 % de la producción mundial. Colombia reserva una c...

Full description

Autores:
Suárez Santamaría, Jessica Paola
Sánchez Beltrán, María Fernanda
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2024
Institución:
Universidad Industrial de Santander
Repositorio:
Repositorio UIS
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/15881
Acceso en línea:
https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/15881
https://noesis.uis.edu.co
Palabra clave:
Acuatermólisis
Acuatermólisis Catalítica
Naftenato de Hierro
Resonancia Magnética Nuclear
Fraccionamiento SARA
Aquathermolysis
Catalytic Aquathermolysis
Iron Naphthenate
Nuclear Magnetic Resonance
SARA Fractionation
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openAccess
License
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description En la industria petrolera, la producción de crudo liviano ha venido disminuyendo y por tanto en los últimos años se ha mostrado un gran interés por los crudos pesados y extrapesados, teniendo en cuenta que este tipo de crudos representa cerca del 70 % de la producción mundial. Colombia reserva una cantidad considerable de crudos pesados, por lo que el estudio para mitigar los costos de transporte y producción está en constante evolución. Los crudos se dividen en fracciones SARA (Saturados, Aromáticos, Resinas y Asfaltenos), siendo esta última fracción la responsable de la alta viscosidad del petróleo crudo. Los compuestos presentes en las fracciones pesadas del crudo pueden obstruir catalizadores y generar dificultades en su manejo. Por lo tanto, se ha convertido en un área de investigación prioritaria para mejorar sus propiedades fisicoquímicas y, en consecuencia, aumentar la eficiencia de su extracción y procesamiento. La acuatermólisis catalítica se ha utilizado para mejorar estas propiedades y estudiar cambios en los asfaltenos. Este proceso implica inyectar agua caliente y vapor en pozos de petróleo para descomponer los hidrocarburos pesados y obtener una mezcla más ligera. En este estudio, se implementó un catalizador in situ, el naftenato de hierro, que permitió reducir la temperatura y la presión necesarias para el proceso, disminuyendo así los costos energéticos y mejorando la eficiencia. Los resultados de la acuatermólisis catalítica fueron alentadores. Se logró reducir la viscosidad en los crudos pesados colombianos hasta un 46.3% y se observaron cambios significativos en su composición. En particular, se registró un aumento de hasta un 14.9% en el contenido de saturados y una disminución de hasta un 25.89% en el porcentaje de asfaltenos. Además, empleando la información de RMN-1H y métodos quimiométricos (PLS) se obtuvieron modelos de predicción de las propiedades fisicoquímicas desarrolladas en este proyecto, con un nivel de confianza del 95%; permitiendo obtener predicciones de estas propiedades de una forma más rápida y mucho menos costosa que las convencionales
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Colombia reserva una cantidad considerable de crudos pesados, por lo que el estudio para mitigar los costos de transporte y producción está en constante evolución. Los crudos se dividen en fracciones SARA (Saturados, Aromáticos, Resinas y Asfaltenos), siendo esta última fracción la responsable de la alta viscosidad del petróleo crudo. Los compuestos presentes en las fracciones pesadas del crudo pueden obstruir catalizadores y generar dificultades en su manejo. Por lo tanto, se ha convertido en un área de investigación prioritaria para mejorar sus propiedades fisicoquímicas y, en consecuencia, aumentar la eficiencia de su extracción y procesamiento. La acuatermólisis catalítica se ha utilizado para mejorar estas propiedades y estudiar cambios en los asfaltenos. Este proceso implica inyectar agua caliente y vapor en pozos de petróleo para descomponer los hidrocarburos pesados y obtener una mezcla más ligera. En este estudio, se implementó un catalizador in situ, el naftenato de hierro, que permitió reducir la temperatura y la presión necesarias para el proceso, disminuyendo así los costos energéticos y mejorando la eficiencia. Los resultados de la acuatermólisis catalítica fueron alentadores. Se logró reducir la viscosidad en los crudos pesados colombianos hasta un 46.3% y se observaron cambios significativos en su composición. En particular, se registró un aumento de hasta un 14.9% en el contenido de saturados y una disminución de hasta un 25.89% en el porcentaje de asfaltenos. Además, empleando la información de RMN-1H y métodos quimiométricos (PLS) se obtuvieron modelos de predicción de las propiedades fisicoquímicas desarrolladas en este proyecto, con un nivel de confianza del 95%; permitiendo obtener predicciones de estas propiedades de una forma más rápida y mucho menos costosa que las convencionalesPregradoQuímicoIn the petroleum industry, the production of light crude oil has been decreasing, and as a result, there has been a significant interest in heavy and extra-heavy crude oils in recent years. Considering that heavy crude oils account for approximately 70% of global production, Colombia possesses a substantial reserve of heavy crude oils. Therefore, research to mitigate the costs associated with their transportation and production is continually evolving. Crude oils are divided into SARA fractions (Saturates, Aromatics, Resins, and Asphaltenes), with the latter fraction being responsible for the high viscosity of crude oil. Compounds found in the heavy fractions of crude oil can obstruct catalysts and create handling challenges. Consequently, this has become a priority area of research to enhance their physicochemical properties and, consequently, improve extraction and processing efficiency. Catalytic aquathermolysis has been employed to improve these properties and investigate changes in asphaltenes. This process involves injecting hot water and steam into oil wells to break down heavy hydrocarbons and obtain a lighter mixture. In this study, an in-situ catalyst, iron naphthenate, was implemented, reducing the temperature and pressure required for the process and thus lowering energy costs while improving efficiency. The results of catalytic aquathermolysis were highly promising. Viscosity in Colombian heavy crude oils were reduced by up to 46.3%, accompanied by positive changes in their composition. Particularly, there was an increase of up to 14.9% in the saturates content and a decrease of up to 25.89% in the asphaltenes percentage. Furthermore, using 1H-NMR information and chemometric methods (PLS), prediction models of the physicochemical properties developed in this project were obtained, with a confidence level of 95%; allowing predictions of these properties to be obtained in a faster and much less expensive way than conventional ones.application/pdfspaUniversidad Industrial de SantanderFacultad de CienciasQuímicaEscuela de QuímicaAcuatermólisisAcuatermólisis CatalíticaNaftenato de HierroResonancia Magnética NuclearFraccionamiento SARAAquathermolysisCatalytic AquathermolysisIron NaphthenateNuclear Magnetic ResonanceSARA FractionationAnálisis del comportamiento de las propiedades fisicoquímicas de crudos colombianos sometidos a condiciones de inyección de vapor con naftenato de hierroAnalysis of the behavior of the physicochemical properties of colombian crudes subjected to steam injection with iron naphthenate conditionsTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregradohttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bccehttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82237https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/5ba77746-204a-40b0-ad88-89941ed361f4/downloadd6298274a8378d319ac744759540b71bMD51ORIGINALNota de proyecto.pdfNota de proyecto.pdfapplication/pdf318924https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/3bf5cf8a-5ba7-47eb-98fa-64b483dd7980/download6ed50763e2dc6ff44b923367d31811adMD51Documento.pdfDocumento.pdfapplication/pdf1652990https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/9208ec7d-0b30-476a-b6b0-e78bcddad943/download567bad1d3442bf89f95f1a6a8414b798MD52Carta de autorización.pdfCarta de autorización.pdfapplication/pdf118572https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/18bc94a9-844b-47e3-8c1d-9ad7a8eb3f40/download951939f78cf911119722a1a08a0483f8MD5320.500.14071/15881oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/158812024-02-27 16:20:32.641http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessembargohttps://noesis.uis.edu.coDSpace at UISnoesis@uis.edu.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