Orimulsión:
es un combustible fósil no convencional altamente
energético no explosivo que resulta de combinar 70% de
bitumen (hidrocarburo pesado) y 30% de agua con una
mezcla especial de sulfactantes. La orimulsión es una
emulsión estable de bitumen en agua, lo cual
en términos sencillos podría decirse que es la
suspensión de partículas infinitesimalmente
pequeñas de bitumen en agua.
Las ventajas de la
orimulsión en comparación a otras fuentes
energéticas son:
- contiene un valor
calorífico muy comparable al del
carbón fósil. - después del gas, es el
combustible mas limpio; bajas emisiones de co2. - es un combustible liquido que puede ser transportado
fácilmente. - grades reservas en la faja petrolífera del
Orinoco.
CARACTERÍSTICAS DE LA
ORIMULSIÓN
Parámetros | Rango |
Contenido de Petróleo (p/p) % | 72± 2 |
Contenido de Agua (p/p) % | 28± 2 |
Tamaño medio de la gota (mm) | 17± 3 |
Para una Orimulsión con 71%
Petróleo
Viscosidad Dinámica (100 s-1 ) 20°C 80°C | 800-1200 400-600 |
Calor Total de Combustión (Kcal/Kg) | 7e103 |
Análisis | (p/p) % |
Carbono | 59-60 |
Hidrógeno | 7-8 |
Azufre | 2-3 |
Nitrógeno | 0.4-0.6 |
Oxigeno | 0.5-0.6 |
Cenizas | 0.07-0.1 |
Contenido de metales | (ppm) |
vanadio | 280-350 |
Níquel | 68-80 |
hierro | 12-17 |
sodio | 40-70 |
Combustibilidad de la
Orimulsión
Prueba de
Combustión
Las propiedades de manejo, inflamabilidad y del gas de combustión de la Orimulsión han sido
ampliamente evaluados en Venezuela en
las instalaciones de combustión del INTEVEP en el Japón,
en el centro Nagasaki de investigación y desarrollo de
la Mitsubishi Heavy Industries y en Estados Unidos en
el Desarrollo de
Ingeniería de Combustión Keinsinger.
Fue logrado inicialmente la ignición estable y la
combustión limpia de la Orimulsión con
configuraciones de combustión convencional y de bajo Nox.
La Temperatura
óptima para la combustión es de 65°C con una
tasa de consumo de
chorro de vapor del 6%. Fueron obtenidos excelentes resultados de
la combustión con un exceso de oxígeno
en los gases de
combustión del 1,5%.
Eficiencia de la
combustión
La eficiencia de la
combustión de la orimulsión esta cerca del 99.99%,
indiferente del hecho de que se trate de un hidrocarburo extra
pesado. La razón de esta buena combustibilidad es debido
al tamaño de las gotas del hidrocarburo y a la presencia
del agua, la cual actúa como un agente de encendido
efectivo. La perdida de calor del agua
es cerca del 2.2% para una emulsión con un 27% de
agua.
Factores que determinan la
estabilidad de la orimulsión
Los factores más importantes que afectan la
estabilidad de la orimulsión son los
siguientes:
Temperatura: es necesario evitar temperaturas
cercanas a los puntos de ebullición y de
congelación del agua, por razones obvias. La fase continua
de la emulsión se congela a 0 °C y se evapora a una
temperatura de
100 °C, en sistemas
presurizados ocurre una completa desestabilización a 120
°C. Por encima de los 80 °C el fluido se acerca a la
llamada zona de inversión de fases, asociada con el punto
de nube del surfactante utilizado y este presenta menor
efectividad, por lo que las pequeñas gotas de bitumen
comienzan a coalescer, incrementado su tamaño. Igualmente,
a temperaturas inferiores a los 30 °C, la viscosidad del
producto
aumenta a valores
inaceptables para su manejo.
Esfuerzo cortante: Elevadas tasas de corte
disminuyen el tamaño de las gotas de bitumen,
incrementando su área superficial. Cuando la cantidad de
surfactante no es suficiente para cubrir este incremento de
superficie, la emulsión una peligrosa
desestabilización, lo cual, en casos extremos,
podría originar la ruptura de la misma. Asimismo, se deben
evitar tasas de cote mayores de 500 s-1 o bombas con
capacidades superiores a los 1800 rpm, afin de prevenir la
reducción en el tamaño de las gotas y la ruptura de
la emulsión.
Caida de presión: Se deben evitar abruptas
caidas de presión,
superiores a los 100 psi, con la finalidad de prevenir una
disminución en el tamaño de gotas y la
desestabilización de la orimulsión. Esto es
extremadamente importante a través de válvulas,
filtros o cambios en el diámetro de la
tubería.
Contaminación: Usualmente ocurre cuando la
orimulsión es almacenada en tanques que contenían
previamente petróleo
pesado o agua. Los tanques o líneas de tubería
deben ser drenados o purgados antes de su utilización con
el mencionado combustible. No obstante, contaminantes con
cantidades pequeñas de menos de 3% de destilados o
combustibles de petróleo pesado son aceptables.
Ventajas ambientales de la
orimulsión:
- menores emisiones de azufre y alto valor
calórico. - menores emisiones de óxido de
nitrógeno. - las plantas
generadoras de electricidad
que emplean orimulsión producen un 20% de
dióxido de carbono
que las plantas
que utilizan otros combustibles. - las emisiones de partículas de ceniza son de
0.2 a 0.3% menores que los del carbón. - prevención de los residuos de
acidez,
Autor:
Sixto Urbaneja