Ultrasound Applied in the Reduction of Viscosity of Heavy Crude Oil

Abstract

Reducir la viscosidad del petróleo pesado mediante técnicas de mejora es crucial para mantener la demanda de petróleo, que está creciendo a una tasa anual del 1.8%. El fenómeno de la cavitación acústica se produce cuando se aplica ultrasonido en el tratamiento de crudos pesados. Se trata de una tecnología emergente que se está desarrollando para mejorar las propiedades físicas y químicas de los crudos de alta viscosidad, lo que facilita el manejo, aumenta la proporción de facciones ligeras y mejora su precio en el mercado. Teniendo en cuenta que aún no opera a escala industrial, se justifica una revisión bibliográfica de los avances en la tecnología de cavitación acústica con ultrasonidos para la mejora de crudos pesados, para contribuir al desarrollo de su aplicación industrial mediante la identificación de nuevos enfoques e investigaciones. directrices en ingeniería y ciencia. El objetivo de este artículo es mostrar el avance de dicha tecnología y describir los experimentos llevados a cabo por diversos autores. Para ello, se realizó una revisión bibliográfica con documentos publicados desde 1970 hasta 2020, los cuales fueron recopilados mediante una búsqueda sistemática en bases de datos académicas. Como resultado de esta revisión, se encontraron algunos vacíos conceptuales y deficiencias en el fundamento fenomenológico, que explican las dificultades actuales para implementar pruebas experimentales y diseñar el proceso a mayores escalas. Estas deficiencias limitan la calidad y repetibilidad de los resultados. También se identificó la necesidad de enfocar los esfuerzos en una experimentación sistemática que cumpla con las fases de laboratorio y planta piloto, que son fundamentales para llevar estas tecnologías a escala industrial.

Reducing the viscosity of heavy oil through upgrading techniques is crucial to keep up with oil demand, which is growing at an annual rate of 1.8%. The phenomenon of acoustic cavitation occurs when ultrasound is applied in the treatment of heavy crudes. It is an emerging technology that is being developed to improve the physical and chemical properties of high viscosity crudes, which facilitates handling, increases the proportion of light factions and improves their price in the market. Considering that it is not yet operating on an industrial scale, a literature review of advances in ultrasonic acoustic cavitation technology for upgrading heavy crudes is warranted to contribute to the development of its industrial application by identifying new approaches and research. guidelines in engineering and science. The aim of this article is to show the progress of such technology and to describe the experiments carried out by various authors. For this purpose, a literature review was conducted with papers published from 1970 to 2020, which were compiled through a systematic search in academic databases. As a result of this review, some conceptual gaps and deficiencies in the phenomenological foundation were found, which explain the current difficulties in implementing experimental tests and designing the process at larger scales. These deficiencies limit the quality and repeatability of the results. It was also identified the need to focus efforts on systematic experimentation that complies with the laboratory and pilot plant phases, which are fundamental to take these technologies to industrial scale.