Este documento trata sobre la acción de los agentes demulsificantes en las emulsiones. Explica que los demulsificantes actúan en la interfase agua-aceite para unir las gotas de agua mediante atracción y coalescencia, permitiendo que se sedimenten. También cubre los requisitos técnicos de los demulsificantes, los factores que afectan la estabilidad de las emulsiones, y los tipos de sustancias tensoactivas sintéticas utilizadas comúnmente como demulsificantes.

1. Guido Yánez Q., PhD
ACCIÓN DEL AGENTE
DEMULSIFICANTE

2. GENERALIDADES
• Requisitos técnicos del desmulsificante:
– Fuerte atracción en interfase
– Buena floculación
– Buena coalescencia
– Buen humectado de sólidos
• Emulsificantes y demulsificantes son STA de
similares en naturaleza, pero de diferente
estructura de la parte no polar.

3. GENERALIDADES
• El demulsificante actúa en la interfase agua-
aceite.
• Un buen demulsificante posee buena movilidad
a través de fase oleosa y concentración en la
interfase.
• Principal acción del demulsificante: floculación y
coalescencia en menor tiempo posible
• El demulsificante une las gotas de agua por
medio de atracción (coalescencia), adquieren
peso y se sedimentan.

4. GENERALIDADES
• Demulsificante no rompe continuidad de la
película del emulsificante – se une a ella.
Acción de un
agente
demulsificante
en una
emulsión

5. ACCION DEL DEMUSLFICANTE SOBRE
LOS SÓLIDOS
• Las partículas sólidas que contienen
limo, arcilla, lodo de
perforación, hierro, sulfuros, parafina, etc.
complican el proceso de demulsificación.
– Los sólidos se ubican en la interfase agua/petróleo
contribuyendo a la estabilidad
– Sólidos son los primeros materiales
estabilizantes, se requiere remoción para buen
tratamiento.
– Los sólidos pueden estar: dispersos en el crudo
(fácil tratamiento) o mojados por el agua.

6. OBJETIVO DE LA DEMULSIFICACIÓN
• Debilitar película que rodea gota de agua y
“romer” la emulsión.
• Se lo realiza por medio de agentes químicos y
calor
• Objetivo : lograr coalescencia y sedimentación
del agua por diferencia de densidades.
• Grado de agitación es un factor importante en la
estabilidad:
– Mayor agitación = menor tamaño de gotas = mayor
estabilidad

7. FACTORES QUE AFECTAN LA
ESTABILIDAD DE UNA EMULSIÓN
• Viscosidad. Baja viscosidad: gotas de agua
muy finas en suspensión.
• El tiempo: envejecimiento de la emulsión
• pH. interviene en la estabilidad de la
emulsión (inestable en 10,5)

8. ELEMENTOS QUE AYUDAN A ROMPER
LA EMULSIÓN
• Acción química en la interfase
• Calor
– Asentamiento más rápido (diferencia de densidad)
– Reduce viscosidad
– Rompe película que rodea al agua (expansión)
– Aumenta movimiento de partículas
• Tiempo de residencia en el tanque –
sedimentación

9. EFECTO DEL CALOR SOBRE LA
DEMULSFICACIÓN

10. QUÍMICOS DEMULSIFICANTES PARA ROMPER
EMULSIONES EN EL PROCESO DE DESHIDRATACIÓN DEL
CRUDO
• Propiedades de los demulsificantes:
– Gran actividad superficial
– Se absorban fácilmente en la interfase
– Facilitan la eliminación del agua
– Permitan obtener un crudo limpio (especificaciones)
• La adición debe hacerse en un punto de buena
difusión que garantice un contacto íntimo
• La dosificación y temperatura varía según la
estabilidad de la emulsión (10 a 25 ppm de
demulsificante en base a los fluidos producidos.

11. SUSTANCIAS TENSOACTIVAS SINTÉTICAS
STA
• Sustancias orgánicas de estructura asimétricas
capaces de adsorberse en la interfase
• Reduce tensión superficial de la interfase
• Poseen una parte hidrofóbica (polar) + una
parte hidrofílica (no polar) mismas que
reducen la diferencia de polaridad de la
interfase = reducción de tensión superficial del
sistema.

12. CLASIFICACION DE LAS STA
• Se fundamenta en el poder de disociación del TA
en presencia de un electrolito y de sus
propiedades fisicoquímicas
– Iónicos: aniónicos y catiónicos
– No-iónicos
– Anfótero
• Los iónicos pueden arrastrar consigo a las
soluciones de cadenas de hidrocarburos, por
ejemplo el ácido pálmico, prácticamente no
ionizable es insoluble, mientras que el palmitato
sódico es soluble completamente ionizado.

13. SUSTANCIAS TENSOACTIVAS SINTÉTICAS
STA

14. STA NO IONICAS

15. SUSTANCIAS TENSOACTIVAS SINTÉTICAS
STA
• Parte no polar:
– Radicales hidrocarburos (alquilo, arilo, arilalqilo)
• Mientras menor sea la cadena del radical
hidrocarburo mayor solubilidad en agua

16. SUSTANCIAS TENSOACTIVAS ANIÓNICAS
• Alquilsulfatos R-OSO3Me (Me=metal alcalino)
• Alquilsulfonatos R-SO3Me
• R= 8-18 átomos de carbono
• Alquil sulfatos primarios – diferencia de los
secundarios por propiedades físicas – diferentes
actividades superficiales

17. SUSTANCIAS TENSOACTIVAS ANIÓNICAS
• Alquilsulfatos primarios se obtienen mediante
sulfonación de sus correspondientes alcoholes
primarios con SO3 o ácido sulfúrico
• Alquil sulfatos secundarios – sulfonación de
olefinas o alcoholes secundarios con H2SO4.

18. SUSTANCIAS TENSOACTIVAS CATIONICAS
• Mas difundidas: sales cuaternarias de aminas
• Aminas cuaternarias dependen de radical
unido al átomo de N
• Obtención: reacción de una amina (primaria,
secundaria o tercearia) + alquil- o
alquilarilhalógeno

19. SUSTANCIAS TENSOACTIVAS NO IONICAS
• Se usan en gran escala como demulsificantes
en industria petrolera
• Obtención: condensación del óxido de etileno
o prolileno con alquil fenoles, alcohol o ácidos
grasos
• Amplia gama de tensoactivos y aplicaciones
• Son sustancias no polares, no generan iones
• Posee parte hidrofóbica (radical alquilo, arilo,
alquilarilo) e hidrofílica (cadena oxietilénica u
oxipropilénica)

20. SUSTANCIAS TENSOACTIVAS SINTÉTICAS
STA
• Formula general de los compuestos
oxietilénicos:
R – (CH2CH20)nCH2CH2OH

21. DEMULSIFICANES INDUSTRIALES
• Mezcla de varias STA + agente solubilizante
(tolueno, xileno, u otros derivados del petróleo)
• Característica del demulsificante en dependencia
del tipo de crudo a ser tratado.
• Factores importantes: concentración de
sustancias resinoasfalténicas, tipo de
emulsión, porcentaje de agua, concentración de
sales, temperatura, velocidad de
envejecimiento, agitación, distancia entre el pozo
y la estación de
tratamiento, turbulencia, gas, concentración de
parafina, viscosidad, densidad.

22. TIPOS DE DEMULSIFICANES
• El demulsificante en el mercado tiene de 2 a 6
componentes y agentes adicionales
• Cada agente tiene su propósito en
dependencia del tipo de crudo (romper
emulsiones agua-
petróleo, antiparáfinico, reductores de
sustancias resino-asfalténicas.
• La formulación del demulsificante es
mas ARTE que ciencia

23. TIPOS DE DEMULSIFICANES
• Grupos químicos de los demulsificantes:
– Eteres polietilenglicoles de alcoholes y fenoles
sustituidos
– Aminas oxietilenicas
– Polímeros de óxido de etileno y óxido de
propileno en base de alcoholes y aminas
– Alquilsulfatos primarios y secundarios
– Sales de ácidos carboxílicos.

24. IMPORTANCIA DE LOS DEMULSIFICANTES EN LA
PRESERVACION DEL MEDIO AMBIENTE
• Demulsificantes = importancia económica +
ecológica
– Económicamente = incrementa recuperación de
crudo, evita pérdida de crudo en agua de desecho
– 10 ppm x 100000 barriles tratados = 10 barriles
de crudo recuperados.
– Ecológicamente = evita contaminación de fuentes
hídricas, daños en hábitat (flora+fauna)

25. IMPORTANCIA DE LOS DEMULSIFICANTES EN LA
PRESERVACION DEL MEDIO AMBIENTE
• Comportamiento intrínseco ecológico de los
demulsificantes:
– Toxicidad
– Biodegradabilidad
• La EPA en 1993 – establece límite de aceites y
grasas (mínimo de 29mg/lt y máximo de 42
mg/lt)
• EPA – publicoó el manual de métodos de
laboratorio para investigar biodegradabilidad de
sustancias químicas.

26. BIODEGRADABILIDAD DE LOS
DEMULSIFICANTES
BIODEGRADABILIDAD
ETERES POLIETILENGLICOLES DE ALCOHOLES PRIMARIOS
ETERES POLIETILENGLICOLES DE ALCOHOLES SECUNDARIOS
POLÍMEROS DE OXIDO DE ETILENO/PROPILENO EN BASE A ALCOHOLES
AMINAS OXIETILENICAS
ETERES LINEALES POLIETILENGLICOLES DE FENOLES
ETERES RAMIFICADOS POLITILENGLICOLES DE FENOLES

27. IMPORTANCIA DE LOS DEMULSIFICANTES EN LA
PRESERVACION DEL MEDIO AMBIENTE
• Los últimos, es difícil su descomposición por
bacterias
• Los éteres polietilenglicoles de los alcoholes
lineales se degradan hasta un 96%(30 días)
• Aminas se degradan hasta un 80%
• Métodos mas utilizados por EPA = prueba en
“botella cerrada” – analiza el grado de
biodegradabilidad de la sustancia analizada al
día 30 de incubación de microorganismos

28. IMPORTANCIA DE LOS DEMULSIFICANTES EN LA
PRESERVACION DEL MEDIO AMBIENTE
• Biodegradabilidad según prueba de botella
cerrada