Desarrollan tecnología para solucionar problemas en la extracción de crudo pesado
Por Carmen Báez
México, DF. 16 de octubre de 2015 (Agencia informativa Conacyt).- Uno de los problemas más graves a los que se enfrenta la industria petrolera es la formación de espumas 
en los equipos de separación de aceites crudos, por lo que deben agregarse antiespumantes de tipo silicón para controlar este inconveniente.
Sin embargo, los antiespumantes de tipo silicón contienen silicio, un elemento que afecta significativamente la calidad del crudo y provoca graves problemas en equipos de refinación. En respuesta a esta problemática, investigadores y estudiantes de posgrado del Instituto Mexicano del Petróleo (IMP) han desarrollado nuevos antiespumantes libres de silicio para su aplicación en los tanques de separación gas/líquido para petróleo.
En entrevista para la Agencia Informativa Conacyt, Flavio Salvador Vázquez Moreno, investigador de la Gerencia de Materiales y Productos Químicos y responsable del proyecto, explicó en qué consiste el desarrollo tecnológico, así como la relevancia del mismo.
Agencia Informativa Conacyt (AIC): ¿Qué son los antiespumantes libres de silicio y cuál es su aplicación para la industria?
Flavio Salvador Vázquez Moreno (FSVM): Normalmente en el petróleo se forman espumas que hacen difícil separar el gas que viene disperso en el aceite crudo, por lo que es necesario tener compuestos que no permitan la formación de estas espumas, evitando así que el gas arrastre hidrocarburos líquidos y el petróleo arrastre gas. Para ello se agregan compuestos llamados siliconas, las cuales contienen grandes cantidades de silicio, elemento que envenena los catalizadores en los procesos de refinación y crea depósitos en tuberías e instalaciones. Los altos contenidos de silicio dificultan que el petróleo pueda ser exportado.
AIC: ¿Cómo desarrollaron los nuevos antiespumantes libres de silicio?
FSVM: Es un producto sintético, un polímero tipo acrílico. Básicamente hicimos estudios simulando el petróleo y el gas. Descubrimos que para desestabilizar la espuma, la molécula debe tener átomos de oxígeno y un tamaño específico; si esta es muy pequeña no atraviesa el petróleo, si la molécula es demasiado grande se enreda con otra molécula acrílica y tampoco podrá atravesarlo.
La molécula debe ser hecha a la medida, tener un tamaño idóneo para que pueda desplazarse, llegar a la pared de la burbuja y ahí actuar para destruirla, eliminando así la espuma.
AIC: ¿Qué diferencia tienen estos nuevos desarrollos en comparación con los productos que existen en el mercado?
FSVM: Mientras que una silicona puede eliminar entre 30 y 40 por ciento de la espuma del petróleo pesado, los antiespumantes libres de silicio en el mercado no eliminan más allá del dos o tres por ciento de esta, lo cual representa un desempeño sumamente bajo.
En el caso de las siliconas que actualmente utiliza Petróleos Mexicanos (Pemex), son productos de exportación costosos. Por tanto, lo que hicimos los investigadores del IMP, en colaboración con estudiantes de posgrado becados por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), fue desarrollar una molécula sumamente barata la cual pudiera abatir la espuma cuando se separa el gas del aceite crudo. Lo que obtuvimos fue un producto que se llama IMP-AFRIM-13, un acrílico cinco veces más eficiente que las siliconas que se emplean actualmente en la industria del petróleo. Además de ser de fabricación nacional, los nuevos antiespumantes libres de silicio tienen un costo de fabricación hasta 50 por ciento menor en comparación con las siliconas antiespumantes de importación.
AIC: ¿Cuándo inició el desarrollo?
FSVM: En 2010, y en 2014 logramos obtener la nueva molécula antiespumante. En realidad cuatro años es un tiempo muy breve para lograr este desarrollo. Por ejemplo, otras compañías internacionales han trabajado durante cinco o seis años sin resultados notables.
Los estudiantes han sido importantes, son muy entusiastas. El estudiante mexicano no duda en hacer sacrificios para efectuar labores de investigación y es inteligente. Si se incorporara a los estudiantes mexicanos para resolver los grandes problemas nacionales tendríamos resultados excelentes, realmente transformaríamos el país.
AIC: ¿En qué proceso se encuentra?
FSVM: Una de las etapas más difíciles de un producto de laboratorio es escalarlo, es decir, pasar del laboratorio, donde se sintetizan unos cuantos gramos del compuesto, a la producción de varias toneladas; con el apoyo de investigadores del IMP y estudiantes de posgrado ya fabricamos 14 toneladas de producto.
El proceso de fabricación es un proceso amigable con el ambiente; ya se hizo la primera prueba en Pemex con resultados alentadores. Estamos a punto de concluir una segunda prueba con la que esperamos se demuestre la eficiencia de este nuevo antiespumante libre de silicio. Lo anterior permitirá al IMP comercializarlo a nivel internacional. Actualmente en países como China, Angola, Canadá, etcétera, el tema de control de la espuma del petróleo es un problema álgido.
AIC: ¿Cómo describe la importancia del proyecto tecnológico?
FSVM: Desarrollamos un producto más barato cuya síntesis es amigable con el medio ambiente y permite valorizar los petróleos mexicanos, permitiendo su exportación a precios ventajosos.
Un petróleo con silicio pierde parte de su valor, pero al eliminar al 100 por ciento el silicio se revaloriza el petróleo mexicano, permitiendo su exportación y 
eliminando problemas en el sistema nacional de refinación.
Muchas de las compañías comerciales que desarrollan productos químicos para la industria petrolera ven el compuesto como una caja negra, algo que se genera mediante ensayos de prueba y error; el personal de algunas de estas compañías desconoce la naturaleza química de las moléculas y fenómenos como la formación y supresión de espumas del petróleo, trabajando de manera empírica.
Los investigadores del IMP tratamos de entender el problema y plantear una solución científica, para que al producirse nuevos tipos de petróleo podamos planear rápidamente nuevas soluciones para su acondicionamiento.
AIC: ¿Ya se protege esta tecnología o está en proceso el trámite de patente?
FSVM: Hemos elaborado tres solicitudes de patente para proteger los diferentes compuestos que generamos. También lo estamos protegiendo en Estados Unidos, Canadá y probablemente también se proteja en Brasil, lugares donde se han reportado fuertes problemas de espumación del petróleo.
AIC: ¿Quiénes participan en el proyecto?
FSVM: Han participado en este proyecto como investigadores del IMP Alfonso López Ortega, Arquímedes Estrada Martínez, César Andrés Flores Sandoval y Fernando Álvarez Ramírez. Como estudiantes del posgrado IMP hemos tenido la entusiasta colaboración de Enrique Cevada Maya y Edgar Iván Hernández Carbajal.
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