informe destilación terminado

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PRACTICA DE LABORATORIO N° 10 MÉTODO ESTÁNDAR PARA LA DETERMINACIÓN DE PRODUCTOS DEL PETRÓLEO POR DESTILACIÓN ASTM (D86-90) OSCAR EDUARDO PÁEZ GUERRA Cód. 2009287330 MARLIO JAVIER BAHAMÓN VARGAS Cód. 2009283479 1

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Page 1: Informe destilación  terminado

PRACTICA DE LABORATORIO N° 10MÉTODO ESTÁNDAR PARA LA DETERMINACIÓN DE PRODUCTOS DEL

PETRÓLEO POR DESTILACIÓNASTM (D86-90)

OSCAR EDUARDO PÁEZ GUERRA Cód. 2009287330MARLIO JAVIER BAHAMÓN VARGAS Cód. 2009283479

UNIVERSIDAD SURCOLOMBIANA FACULTAD DE INGENIERIA

PROGRAMA DE INGENIERÍA DE PETRÓLEOS NEIVA (HUILA)

ENERO DE 2012PRACTICA DE LABORATORIO N° 10

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Page 2: Informe destilación  terminado

MÉTODO ESTÁNDAR PARA LA DETERMINACIÓN DE PRODUCTOS DEL PETRÓLEO POR DESTILACIÓN

ASTM (D86-90)

OSCAR EDUARDO PÁEZ GUERRA Cód. 2009287330MARLIO JAVIER BAHAMÓN VARGAS Cód. 2009283479FRANCISCO MONTEALEGRE ANDRADE Cód. 2008152517

Informe del área de Crudos Y DerivadosPresentado a la Ingeniera

HAYDEE MORALES MONDRAGÓN

UNIVERSIDAD SURCOLOMBIANA FACULTAD DE INGENIERIA

PROGRAMA DE INGENIERÍA DE PETRÓLEOS NEIVA (HUILA)

ENERO DE 2012OBJETIVOS

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Page 3: Informe destilación  terminado

GENERAL:

o Determinar el porcentaje y el rango de destilación de un crudo refinable.

ESPECIFICOS:

o Lograr separar el crudo en mezclas menos complejas por medio de las

diferencias de sus puntos de ebullición.

o Construir la curva ASTM a partir de las temperaturas de ebullición volumétricas

y los volúmenes determinados en el laboratorio y posteriormente corregidos a

través de la aplicación de fórmulas y gráficas.

o Obtener las temperaturas promedio molar, medio y en peso, los factores de

caracterización koup, las pendientes, las gravedades especificas y los calores

requeridos para cada una de las fracciones determinadas y en especial para el

crudo.

o Aprender a realizar el montaje de laboratorio, comprendiendo la importancia de

cada uno de los pasos para su elaboración.

o Comprender y analizar las medidas de seguridad a tener en cuenta en el

laboratorio.

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Page 4: Informe destilación  terminado

ASPECTOS TEÓRICOS

Destilación:

Es el proceso de separación físico en el que se aprovecha la diferencia de la temperatura de ebullición de los componentes de una mezcla. En este proceso el vapor de una mezcla líquida en ebullición, que será más concentrado en el componente de mayor volatilidad respecto de la concentración original del líquido, se transfiere a una superficie fría donde se condensa. Este método permite la purificación e identificación de líquidos.Todo aumento de temperatura que se provoca sobre el líquido produce un aumento en la energía cinética de sus moléculas y, por lo tanto, de su presión de vapor. Ésta se debe a la tendencia de las moléculas a salir de la superficie y es diferente para líquidos distintos. Cuando la presión de vapor es igual a la presión atmosférica, el líquido hierve. Si se trata de un líquido puro la temperatura se mantendrá constante durante toda le ebullición.

Punto de ebullición: Puede referirse como la temperatura a la cual la presión de vapor de éste se equilibra con la presión atmosférica, en el caso de una mezcla la suma de las presiones parciales de los componentes debe igualarse a la presión externa.Punto seco: Es la lectura del termómetro que se observa en el momento que la última gota de líquido es evaporado del punto más bajo del balón de destilación. Cualquier gota en el lado del balón de destilación o en el termómetro, se desechan. El punto seco puede ser reportado en conexión con propósitos especiales de usados en la industria de la pintura.Punto de Descomposición: Es la lectura del termómetro que coincide con las primeras indicaciones (vapores) de la descomposición térmica del líquido en el balón de destilación.Porcentaje Recuperado: Es el volumen en mililitros de condensado observado en el recipiente recibidor graduado, en asocio con una lectura simultánea del termómetro.Porcentaje de recobro: Es el máximo porcentaje recuperado.Porcentaje total recuperado: Es la combinación del porcentaje de recobro y los residuos en el balón de destilación.Porcentaje de Pérdida: 100 menos el porcentaje total recuperado.Porcentaje de Residuo: Es el porcentaje total recuperado menos el porcentaje de recobro, o el volumen de residuo en milímetros si se mide directamente.Porcentaje Evaporado: Es la suma del porcentaje de recobro y el porcentaje de perdida.

Destilación del petróleo:La refinación del petróleo se inicia con la separación del petróleo crudo en diferentes fracciones de la destilación. Las fracciones se tratan más a fondo para convertirlas en mezclas de productos con los derivados del

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Page 5: Informe destilación  terminado

petróleo netamente comerciables y más útiles por diversos y diferentes métodos, tales como craqueo, reformado, alquilación, polimerización e isomerización.De acuerdo a lo anterior los procesos de refinación del petróleo para tratar y poder transformar los diferentes derivados del petróleo son los siguientes:

Destilación (Fraccionamiento): Consiste en la separación de los componentes de una mezcla de líquidos por vaporización y recolección de las fracciones o cortes, que condensan en diferentes rangos de temperatura.

Reforma: La reforma es un proceso que utiliza calor, presión y un catalizador (por lo general contiene platino) para provocar reacciones químicas con naftas actualizar el alto octanaje de la gasolina y como materia prima petroquímica.

Craqueo (Agrietamiento): En el refino de petróleo los procesos de craqueo descomponen las moléculas de hidrocarburos más pesados (alto punto de ebullición) en productos más ligeros como la gasolina y el gasóleo.

Alquilación: Olefinas (moléculas y compuestos químicos) tales como el propileno y el butileno son producidos por el craqueo catalítico y térmico. Alquilación se refiere a la unión química de estas moléculas de luz con isobutano para formar moléculas más grandes en una cadena ramificada (isoparafinas) que se forma para producir una gasolina de alto octanaje.

Isomerización: La Isomerización se refiere a la reorganización química de los hidrocarburos de cadena lineal (parafinas), por lo que contienen ramificaciones unidas a la cadena principal (isoparafinas).

Polimerización: Bajo la presión y la temperatura, más un catalizador ácido, las moléculas de luz de hidrocarburos insaturados reaccionan y se combinan entre sí para formar moléculas más grandes dehidrocarburos. Este proceso con los suministros de petróleo se puede utilizar para reaccionar butenos con iso-butanopara obtener una gasolina de alto octanaje.

En la práctica realizamos la prueba de destilación más común en el mundo del petróleo que es la separación de fracciones del petróleo por torres de fraccionamiento. En esta, el petróleo asciende por la torre aumentando su temperatura, obteniéndose los derivados de este en el siguiente orden:

1. Residuos sólidos2. Aceites y lubricantes3. Gasóleo y fuel

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4. Queroseno5. Naftas6. Gasolinas7. Disolventes8. GLP (Gases licuados del petróleo)

Tabla de puntos de ebullición algunas sustancias:

SUSTANCIA TEMPERATURA DE EBULLICIÓN (ºF)Gasolina 160-350Kerosene 300-400

ACPM 450-575Gasolina Liviana 375-850Aceite Lubricante 500-1100

Residuos >1100

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Page 7: Informe destilación  terminado

PROCEDIMIENTO

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Page 8: Informe destilación  terminado

Tabla 1. Datos obtenidos en la prueba de destilación del crudo del Campo Dina Terciario.

Volumen destilado (ml) Temperatura ( °C)1gota 78

1 802 863 924 985 1026 1087 1148 1249 128

10 13211 14012 14413 15014 15415 16016 16217 17218 18819 20020 21021 21022 21423 22024 22425 21026 19427 17828 18229 17830 15831 15632 21833 17834 17435 16236 154

37 14038 13839 15040 11441 12042 13043 13544 15045 16046 17547 18048 21049 22050 23051 23552 24053 24554 25055 25556 26057 26058 25559 25060 24861 24562 243

Temperatura de laboratorio = 25 °CVolumen inicial de muestra = 100 mlVolumen destilado = 30 mlVolumen residuo = 67 ml

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Page 9: Informe destilación  terminado

CÁLCULOS

Corrección de la temperatura por presión:

La presión del laboratorio se tomó como la presión atmosférica de Neiva, tomando en en cuenta una temperatura promedio de 30°C y una altura de 442 m sobre el nivel del mar.Utilizando la ecuación de la ley de la distribución barométrica se tiene:

Pi=Poe(−Mi . g . z

RT )Pi=96.4KpaPi=723.06mmHg

Ya que ⧋P < 150 mmHg con relación a la presión normal, utilizamos la ecuación de Sidney-Young para corregir las temperaturas de ebullición:

Cc=0.00012 (760−P ) (273+tc )

Donde, P es la presión barométrica, mmHg (723.06mmHg)tc es la temperatura de ebullición, °C

t o=tc ±Cc

Para la temperatura de ebullición tenemos:Cc=0.00012 (760−723,06 ) (273+78 )=1,56

t o=78+1,61=79,56

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Page 10: Informe destilación  terminado

Vc i=Vdi+( Li¿ )Vp c

Corrección del volumen por presión:

Donde, Vci es el volumen corregido para cada fracción,Li corresponde al número de la lectura,Lt es el número total de lecturas,Vdi es el volumen destilado para cada lectura,Vpc es el volumen de perdida corregido.

Vpc=AL+B

Donde:L es el porcentaje de pérdida calculada de los datos de prueba,A y B corresponden a las constantes usadas para corregir pérdidas en destilación hasta condiciones de presión normal;

Presión, mmHg A B720 0.600 0.200

723.06 0.620502 0.189596730 0.667 0.166

L=VpVt

∗100

Donde,Vt es el volumen total de la muestra (100ml)Vp es el volumen de pérdida;

Vp=V t−(V D+V R)

Donde,

Vt es el volumen total de la muestra (100ml)VD es el volumen de destilado (62ml)

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Page 11: Informe destilación  terminado

VR es el volumen de residuo (25 ml)

Siendo así,:

Vp=100ml−(62ml+25ml )=13ml

L= 13ml100ml

∗100=13

Vpc=(0,620502 ) (13 )+B (0,189596 )=8,256

Vc i=Vdi+( Li63 )8,256ml

Para la temperatura de ebullición, con volumen 0 ml, el volumen corregido:

Vceb.=0ml+( 163 )8,256ml=0,131

Porcentaje de volumen corregido:

%Vc=Vc i

Vct

∗100

Donde, Vci corresponde al volumen corregido en cada lectura,Vct es el volumen corregido total.

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Page 12: Informe destilación  terminado

Tabla 2. Datos corregidos de la prueba de destilación del crudo del Campo Dina Terciario.

Lectura Temperatura corregida (°C)

Volumen corregido (ml)

% volumen corregido

1 79,56 0,13 0,19 2 81,56 1,26 1,80 3 87,59 2,39 3,41 4 93,62 3,52 5,02 5 99,64 4,66 6,63 6 103,66 5,79 8,24 7 109,69 6,92 9,85 8 115,72 8,05 11,46 9 125,76 9,18 13,07

10 129,78 10,31 14,68 11 133,80 11,44 16,29 12 141,83 12,57 17,90 13 145,85 13,70 19,51 14 151,88 14,83 21,12 15 155,89 15,97 22,73 16 161,92 17,10 24,33 17 163,93 18,23 25,94 18 173,97 19,36 27,55 19 190,04 20,49 29,16 20 202,10 21,62 30,77 21 212,14 22,75 32,38 22 212,14 23,88 33,99 23 216,16 25,01 35,60 24 222,19 26,15 37,21 25 226,20 27,28 38,82 26 212,14 28,41 40,43 27 196,07 29,54 42,04 28 180,00 30,67 43,65 29 184,02 31,80 45,26 30 180,00 32,93 46,87 31 159,91 34,06 48,48 32 157,90 35,19 50,09

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Page 13: Informe destilación  terminado

33 220,18 36,32 51,70 34 180,00 37,46 53,31 35 175,98 38,59 54,92 36 163,93 39,72 56,53 37 155,89 40,85 58,14 38 141,83 41,98 59,75 39 139,82 43,11 61,36 40 151,88 44,24 62,97 41 115,72 45,37 64,58 42 121,74 46,50 66,19 43 131,79 47,64 67,80 44 136,81 48,77 69,41 45 151,88 49,90 71,02 46 161,92 51,03 72,63 47 176,99 52,16 74,24 48 182,01 53,29 75,85 49 212,14 54,42 77,46 50 222,19 55,55 79,07 51 232,23 56,68 80,68 52 237,25 57,81 82,29 53 242,27 58,95 83,90 54 247,30 60,08 85,51 55 252,32 61,21 87,12 56 257,34 62,34 88,73 57 262,36 63,47 90,34 58 262,36 64,60 91,95 59 257,34 65,73 93,56 60 252,32 66,86 95,17 61 250,31 67,99 96,78 62 247,30 69,13 98,39 63 245,29 70,26 100,00

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Page 14: Informe destilación  terminado

- 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 100.00 -

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

300.00

% Vol. Corregido

Tem

pera

tura

Gráfica 1. Temperatura Vs Volumen corregido

Gráfica 2. Curva ASTM del crudo pozo Usco XX

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1er Fracción 2da Fracción 3er Fracción

Page 15: Informe destilación  terminado

CRUDO:

A continuación haremos los respectivos cálculos para el crudo.

Calculo del punto de ebullición promedio volumetrico del crudo, Tpv:Con los datos obtenidos en la curva ASTM calculamos la temperatura de ebullición promedio volumétrica, utilizando los siguientes metodos:

Tabla 4. Rangos para temperaturas del crudo.

Tpv=T10%+T 20%+T30%+T 40%+T50%+T 60%+T 70%+T 80%+T 90%

9=392,28 ° F

Tpv=T10%+T 30%+T 50%+T 70%+T90%

5=389,01 ° F

%error=392,28−389,01392,28

×100=0,84%

Se opta por tomar el primer valor de temperatura promedio volumétrica, ya que se tomaron en cuenta más datos en su cálculo. Por lo cual pude ser más precisa

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% Volumen Temperatura (°C) Temperatura (°F)10 117,3 243,1420 148,6 299,4830 173,5 344,3040 193,3 379,9450 209,2 408,5660 222,4 432,3270 234,0 453,2080 245,4 473,7290 257,7 495,86

Page 16: Informe destilación  terminado

Calculo de otras temperaturas del crudo:

A partir de la temperatura de ebullición promedio volumétricas del crudo en unidades inglesas calculamos la pendiente, S, de la curva ASTM;

s=T 90%−T 10%

90−10=495,86−243,14

90−10

s=3,159

Utilizando la figura 23.25 de la norma ASTM D 86, y teniendo la pendiente de la curva, buscamos los factores de corrección para obtener otras temperaturas:

Temperatura de ebullición promedio en peso:

Tpw=Tpv+Fc1

Temperatura (°F) Factor de corrección200 8392 3,97400 3,8

Fc1≈4

Tpw=392+4=396

Temperatura de ebullición promedio cubica:

Tpc=Tpv+Fc2

Temperatura (°F) Factor de corrección200 -7,5392 -6,06400 -6

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Page 17: Informe destilación  terminado

Fc2≈−6

Tpc=392−6=386

Temperatura de ebullición promedio medio:

Tpm=Tpv+Fc3

Temperatura (°F) Factor de corrección200 -24392 -16,8400 -16,5

Fc3≈−17

Tpm=392−17=375

Temperatura de ebullición promedio molar:

TpM=Tpv+Fc4

Temperatura (°F) Factor de corrección200 -36,5392 -32,18400 -32

Fc4≈−32

Tpm=392−32=360

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Page 18: Informe destilación  terminado

Tabla 4. Temperaturas promedio del crudo de campo Dina Terciario.

Temperaturas (°F) (°R)Tpv 392 852Tpw 396 856Tpc 386 846Tpm 375 835TpM 360 820

Calculo del factor de caracterización del crudo, Koup:

Koup=3√TpmGT

La gravedad específica del crudo la determinamos en la prueba que corresponde a la norma ASTM D287-82 “Determinación de la gravedad API y la gravedad especifica del petróleo crudo y los derivados del petróleo” en donde encontramos que la muestra posee una gravedad API de 24.34° y por lo tanto una gravedad especifica de 0.908; por lo tanto:

GT=0.908

Koup=3√8350,908

=10,37

Calculo del peso molecular del crudo, M:

M=204.38¿Tpm0.118¿GT1.88∗e(0.00288Tpm−3.075GT )

M=204.38¿ (835)0.118(0,918)1.88∗e¿ ¿

M=292,86 lb / lbm

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Page 19: Informe destilación  terminado

Calculo de la Presión seudocrítica del crudo:

Utilizando la figura 23-29 de la norma ASTM D 86 y conociendo la gravedad API de la muestra (24.34°API) y la temperatura promedio medio (375°F) buscamos la Presión seudocrítica:

API=141,5GT

−131,5=24,34

°API Presión seudocrítica, psia20 495

24.34 414.6225 470

sPc=473,3 psia

Calculo de la Presión pseudorreducida del crudo:

La presión del laboratorio la tomamos como 723.06 mmHg

723,06mmHg×14,697 psia760mmHg

=13,98 psi a

sPr= PsPc

sPr= 13,98414,62

=0,034

Calculo de la temperatura seudocrítica del crudo:

Utilizando la figura 23-27 de la norma ASTM D 86 y conociendo la gravedad API de la muestra (24.34°API) y la temperatura promedio molar (360°F) buscamos la Temperatura seudocrítica:

°API Temperatura seudocrítica, °F20 755

24.34 741,9825 740

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Page 20: Informe destilación  terminado

sTc=1200 ° R

Calculo de la temperatura seudorreducida del crudo:

La presión del laboratorio la tomamos como 30°C, es decir, 545.67°R, temperatura a la cual se calculo la presión del laboratorio;

sTr= TsTc

sTr=0.455

Calculo del calor especifico del crudo:

Cp=0.388+0.0045∗Tpw

√GT

Con el valor de la temperatura promedio en peso calculada anteriormente (396°F) y registrada en la tabla 4. tenemos:

Cp=0.388+0.0045∗396√0,908

=2,277Btu / lbm° F

Cálculo del calor latente de vaporización del crudo:

λv=110.9−0.09∗Tpw

GT

Con el valor de la temperatura promedio en peso calculada anteriormente (396°F) y registrada en la tabla 4. tenemos:

λv=110.9−0.09∗396

0,908

λv=82,885 Btu/ lbm

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Page 21: Informe destilación  terminado

Calculo de la entalpia liquida del crudo, HL:

Utilizando la figura 5-3 “Heat content of petroleum fractions”, y conociendo la temperatura del laboratorio (86°F) y la gravedad API (24.34°API), buscamos la entalpia liquida del crudo:

H L=40Btu / lb

Corrección del la entalpia liquida por el Koup:

H l´=H l∗Fc

En la misma grafica buscamos el factor de corrección ya que el Koup es diferente a 12;

Koup Factor de corrección10.57 0.79

Fc=0,79

De esta forma tenemos:

H l´=31,6 Btu /lb

Calculo de la entalpia de vapor del crudo, Hv:

Utilizando la figura 5-3 “Heat content of petroleum fractions”, y conociendo la temperatura promedio medio del crudo (396°F) y la gravedad API (24.34°API), buscamos la entalpia liquida del crudo:

°API Entalpia de vapor, Btu/lb20 325

24.34 329,3430 335

H v=329,34Btu / lb

Corrección de la entalpia de vapor por Koup:

H v´ =H v−Fc

En la misma grafica encontramos que el factor de corrección para la entalpia de vapor correspondiente a un factor de caracterización de 10.37 y a una temperatura de 396°F de es de:

21

Page 22: Informe destilación  terminado

Fc=−1

Por lo tanto tendríamos:

H v´ =330,34Btu / lb

Corrección de la entalpia de vapor por presión:

H v´ ´=H v

´ −Fc

En la figura superior izquierda del mismo grafico buscamos el factor de correccion para una presión de 13.98 psia que corresponde a la presión del laboratoio, ya que la menor presión que aparece en la grafica es de 50 psia con Excel hacemos una extrapolación obteniendo el siguiente factor de corrección:

Fc=¿1,12

De esta forma tenemos:

H v´ ´=329,22Btu / lb

Calculo de la masa de crudo destilado:

Para hallar la masa del crudo destilado calculamos la gravedad específica del crudo a la temperatura del laboratorio y a continuación hallamos la densidad del crudo de donde podemos despejar la masa ya que conocemos el volumen de crudo destilado:

G86 °F=GT−α1.8

(86−60)

Conociendo la gravedad específica del crudo a 60°F (0.908), calculamos el factor α:

GT α * 10-5

0.85 680.908 66.840.95 66

De esta forma tenemos:

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Page 23: Informe destilación  terminado

G86 °F=0.898

ρoil 86 °F=ρw 86 ° F∗G86° F

La densidad del agua 86°F es 0.9957 gr/ml; por lo tanto:

ρoil 86 °F=0.894 gr /ml

Ya que el volumen total destilado de crudo corregido en la práctica fue de 70,26 ml, la masa destilada estaría dada por:

m=ρoil86 ° F∗voil 86° F

m=0,894 grml

×70,26

masadestilada=62,81 gr

Calor requerido:

Qoil=m∗( H v´ ´−H l

´ )

Qoil=62,81 gr(329,22−31,6 BTU

lb )∗1lb453,6

Qoil=41,211Btu

Calor de combustión:

Qc=22320−3870∗GT2

La gravedad especifica del crudo a condiciones estándar es de 0.908, por lo tanto;

Qc=19129.32Btu

Conductividad térmica:

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Page 24: Informe destilación  terminado

K=0.813GT

[1−3∗10−5 (Tpw−32 ) ]

La temperatura promedio peso del crudo es 396°F, de donde tenemos;

K=0.8130,908

[1−3∗10−5 (396−32 ) ]

K=0.886 Btu

hr ft2° F¿

Calculo del punto de ebullición promedio volumetrico de la Primera fracción, Tpv:Con los datos obtenidos en la curva ASTM calculamos la temperatura de ebullición promedio volumétrica, utilizando el siguiente método:

Tpv=T10%+T 20%+T30%+T 40%+T50%+T 60%+T 70%+T 80%+T 90%

9

Tabla 5. Datos de la curva ASTM de la Primera fracción destilada del crudo del campo Dina Terciario.

24

- 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 -

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00 Curva ASTM de la Primera Fracción

Page 25: Informe destilación  terminado

%Vol. (en la fracción)

%Vol. (en el crudo) Temperatura (°C) Temperatura (°F)

10 3,882 77,70 171,8620 7,764 102,83 217,0930 11,646 116,48 242,3140 15,528 130,83 267,4950 19,41 145,91 294,6460 23,392 161,69 323,0470 27,174 178,19 352,7480 31,056 195,40 383,7290 34,938 231,98 449,54

De esta forma tendríamos:

Tpv=300,27 ° F

Ya que la temperatura de ebullición volumétrica se encuentra entre 100°F y 350°F podemos decir que se trata de GASOLINA.

Calculo de otras temperaturas de la gasolina:A partir de la temperatura de ebullición promedio volumétricas del crudo en unidades inglesas calculamos la pendiente, S, de la curva ASTM;

s=T 90%−T 10%

38,82 (0,9 )−38,82(0,1)

s=6,8

Utilizando la figura 23.25 de la norma ASTM D 86, y teniendo la pendiente de la curva, buscamos los factores de corrección para obtener otras temperaturas:

Temperatura de ebullición promedio en peso:

Tpw=Tpv+Fc1

Temperatura (°F) Factor de corrección200 33

300,27 21,47400 10

25

Page 26: Informe destilación  terminado

Fc1=21,47

Tpw=321,74 ° F

Temperatura de ebullición promedio cubica:

Tpc=Tpv+Fc2

Temperatura (°F) Factor de corrección200 -39

300,27 -32,98400 -27

Fc2=−32,98

Tpc=267,29 ° F

Temperatura de ebullición promedio medio:

Tpm=Tpv+Fc3

Temperatura (°F) Factor de corrección200 -79

300,27 -75,99400 -73

Fc3=−75,99

Tpm=224,28 ° F

Temperatura de ebullición promedio molar:

TpM=Tpv+Fc4

Temperatura (°F) Factor de corrección200 -120

300,27 -116,49400 -113

26

Page 27: Informe destilación  terminado

Fc4=−¿116,49

TpM=183,78 ° F

Tabla 6. Temperaturas promedio del la gasolinaTemperaturas (°F) (°R)

Tpv 300,27 759,94Tpw 321,74 781,14Tpc 267,29 726,96Tpm 224,28 683,95TpM 183,78 643,45

Calculo del factor de caracterización de la gasolina, Koup:

Koup=3√TpmGT

La gravedad específica de la gasolina se encuentra entre 0.7 y 0.77, para estos cálculos la suponemos como 0.77;GT=0.77

Koup=11,44

Calculo del peso molecular de la gasolina, M:

M=204.38¿Tpm0.118¿GT1.88∗e(0.00288Tpm−3.075GT )

M=181,44 lb / lbm

Calculo de la Presión seudocrítica de la gasolina:

Utilizando la figura 23-29 de la norma ASTM D 86 y conociendo la gravedad API de la muestra (52.27°API, calculada a partir de la gravedad especifica supuesta) y la temperatura promedio medio (321,74°F) buscamos la Presión seudocrítica:

27

Page 28: Informe destilación  terminado

°API Presión seudocrítica, psia50 390

52.27 388,6555 365

sPc=388,65 psia

Calculo de la Presión seudorreducida de la gasolina:

La presión del laboratorio la tomamos como 723.06 mmHg (13.98 psia)

sPr= PsPc

sPr=0,036

Calculo de la temperatura seudocrítica de la gasolina:

Utilizando la figura 23-27 de la norma ASTM D 86 y conociendo la gravedad API de la muestra (52,27°API) y la temperatura promedio molar (183,78°F) buscamos la Temperatura seudocrítica:

°API Temperatura seudocrítica, °F50 535

52.27 521,3855 505

sTc=981,05° R

Calculo de la temperatura seudorreducida de la gasolina:

La presión del laboratorio la tomamos como 30°C, es decir, 545.67°R, temperatura a la cual se calculo la presión del laboratorio;

sTr= TsTc

28

Page 29: Informe destilación  terminado

sTr=0,379

Calculo del calor especifico de la gasolina:

Cp=0.388+0.0045∗Tpw2√GT

Con el valor de la temperatura promedio en peso calculada anteriormente (321,74°F) y registrada en la tabla 5. tenemos:

Cp=2,092 Btu/ lbm° F

Cálculo del calor latente de vaporización de la gasolina:

λv=110.9−0.09∗Tpw

GT

Con el valor de la temperatura promedio en peso calculada anteriormente (321,74°F) y registrada en la tabla 5. tenemos:

λv=106,42Btu / lbm

Calculo de la entalpia liquida de la gasolina, HL:

Utilizando la figura 5-3 “Heat content of petroleum fractions”, y conociendo la temperatura del laboratorio (86°F) y la gravedad API de la gasolina (52.27°API), buscamos la entalpia liquida del crudo:

H L=44 Btu/ lb

Corrección del la entalpia liquida por el Koup:

H l´=H l∗Fc

En la misma grafica buscamos el factor de corrección ya que el Koup es diferente a 12;

Fc=0.91

29

Page 30: Informe destilación  terminado

De esta forma tenemos:

H l´=40,04 Btu/ lb

Calculo de la entalpia de vapor de la gasolina, Hv:

Utilizando la figura 5-3 “Heat content of petroleum fractions”, y conociendo la temperatura promedio nedio del crudo (224,28°F) y la gravedad API (52.27°API), buscamos la entalpia liquida del crudo:

°API Entalpia de vapor, Btu/lb50 270

52.27 271,13560 275

H v=271,135Btu /lb

Corrección de la entalpia de vapor por Koup:

H v´ =H v−Fc

En la misma grafica encontramos que el factor de corrección para la entalpia de vapor correspondiente a un factor de caracterización de 11,44 y a una temperatura de 224,28°F de es de:

Fc=¿- 3

Por lo tanto tendríamos:

H v´ =274,135Btu /lb

Corrección de la entalpia de vapor por presión:

H v´ ´=H v

´ −Fc

En la figura superior izquierda del mismo grafico buscamos el factor de correccion para una presión de 13.98 psia que corresponde a la presión del laboratoio, ya que la menor presión que aparece en la grafica es de 50 psia con Excel hacemos una extrapolación obteniendo el siguiente factor de corrección:

Fc=¿2,617

30

Page 31: Informe destilación  terminado

De esta forma tenemos:

H v´ ´=272,969Btu / lb

Calculo de la masa de gasolina destilado:

Para hallar la masa de la gasolina destilada calculamos la gravedad específica de la gasolina a la temperatura del laboratorio y a continuación hallamos la densidad de la gasolina de donde podemos despejar la masa ya que conocemos el volumen total de gasolina destilada:

G86 °F=GT−α1.8

(86−60)

Conociendo la gravedad específica del crudo a 60°F (0.908), calculamos el factor α:

GT α * 10-5

0.63 970.77 76.4670.78 75

De esta forma tenemos:G86 °F=0.759

ρG 86° F=ρw 86 °F∗G86 ° F

La densidad del agua 86°F es de 0.9957 gr/ml; por lo tanto:ρoil 86 °F=0.756 gr /ml

Ya que el volumen total destilado de gasolina corresponde al 39% del volumen total corregido de crudo destilado, es decir a 27,4 ml, la masa destilada estaría dada por:

m=ρoil86 ° F∗voil 86° F

masadestilada=20,7144 gr

31

Page 32: Informe destilación  terminado

Calor requerido:

Qoil=m∗( H v´ ´−H l

´ )

Con los datos de masa (0.0487lb) y entalpias liquidas y de vaporización (43.745 Btu/lb y 298.918 Btu/lb, respectivamente) hallados anteriormente tenemos:

Qoil=20,7144gr∗(274,135−40,04 )∗1 lb

453,6

Qoil=10,69Btu

Calor de combustión:

Qc=22320−3870∗GT2

La gravedad especifica de la gasolina a condiciones estándar es de 0.77, por lo tanto;

Qc=20025.477Btu

Conductividad térmica:

K=0.813GT

[1−3∗10−5 (Tpw−32 ) ]

La temperatura promedio peso del crudo es de 321,74°F, de donde tenemos;

K=1.047 Btu

hr ft2° F¿

RESULTADOS

Crudo Pozo Usco

Tabla . Propiedades del crudo del capo Dina Terciario.Propiedad Valor

Gravedad especifica (GT) 0,908Gravedad API (°API) 24,34

32

Page 33: Informe destilación  terminado

Pendiente (S) 3,159Tpv, °F 438,03Tpw, °F 441,64Tpc, °F 433,27Tpm, °F 423,41TpM, °F 413.60

Koup 10,37Peso molecular, lb/lm 292,86

sPc, psia 414,62sPr 0,034

sTc, °F 74,48sTr 0,455

Calor especifico (Cp), Btu/lbm°R 2,277Calor latente de vaporizacion (𝜆v), Btu/lbm 82,885

Entalpia liquida (HL), Btu/lb 31,6Entalpia de vapor (Hv), Btu/lb 329,22

Densidad(86°F), gr/ml 0,844Masa destilada, gr 62,81

Calor requerido (Q), Btu 41,211Calor de combustión (Qc), Btu 19129,32

Conductividad, (K) 0,0886

Primera fracción destilada, Gasolina:

Tabla . Propiedades de la gasolina destilada del crudo del campo Dina Terciario.Propiedad Valor

Gravedad especifica (GT) 0,77Gravedad API (°API) 52,27

Pendiente (S) 6,8Tpv, °F 300.27Tpw, °F 321,74Tpc, °F 267,29Tpm, °F 224,28TpM, °F 183,78

Koup 11,44Peso molecular, lb/lm 181,44

sPc, psia 388,65sPr 0,036

sTc, °F 521,38sTr 0,379

Calor especifico (Cp), Btu/lbm°R 2,092Calor latente de vaporizacion (𝜆v), Btu/lbm 106,42

Entalpia liquida (HL), Btu/lb 40,04Entalpia de vapor (Hv), Btu/lb 272,969

33

Page 34: Informe destilación  terminado

Densidad(86°F), gr/ml 0,756Masa destilada, gr 20,7144

Calor requerido (Q), Btu 10,69Calor de combustión (Qc), Btu 20025,477

Conductividad, (K) 1,047

ANALISIS DE RESULTADOS

Por medio del método para la destilación de los productos nos permitió observar cada una de las fracciones en que se separa la mezcla del crudo USCO XXX, las cuales fueron gasolina, Kerosene, ACPM y sus residuos.

El koup de la mezcla(crudo), es de 10,37, por lo cual pude decirse que corresponde a un crudo de base mixta.

En la elaboración de la práctica se pueden presentar errores por evaporización de volátiles, por la medición de volumen del destilado o en el momento de medir las temperaturas; estos errores inducen a que la práctica no sea el cien por ciento segura; sin embargo en la prueba se trato de evitar el margen de error trabajando de una manera muy equilibrada para que los errores fueran mínimos.Basándonos en tablas en donde se relacionaba la Temperatura de Ebullición con la correspondiente sustancia, logramos comprobar que efectivamente ese era el punto de ebullición de dicha sustancia y por lo tanto a partir de esto determinamos la sustancia que correspondía a cada fracción.

Otro factor importante que conlleva de margen de error es el impreciso equipo de destilación, el cual está sujeto a perdidas de volátiles por que el sellamiento de cada una de las partes que lo conforman es imperfecto, pues se sella con cinta de papel y esta no es tan resistente comparando con tan altas temperaturas a las que se trabaja en el laboratorio.

34

Page 35: Informe destilación  terminado

CUESTIONARIO

1. ¿Cuál es la precisión de esta determinación?

El siguiente criterio debe ser usado para juzgar la aceptabilidad de los resultados:Resultados similares obtenidos por el mismo operador y el mismo aparato no deben ser considerados como sospechosos a menos que ellos difieran por más del valor de repetibi1idad.Los resultados obtenidos por cada uno de los dos laboratorios no debe ser considerados errados a menos que ambos resultados difieran del valor de reproducibilidad.

2. ¿Cuál es la repetibilidad y reproducibilidad de esta determinación?

Punto evaporado Repetibilidad (r) Reproducibilidad (R)

IBP 6 10

5% ro + 1.2 Ro + 2.0

10% - 80% ro Ro

90% ro Ro – 2.2

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Page 36: Informe destilación  terminado

95% ro Ro – 4.7

FBP 7 13

NOTA: Las preguntas 3, 4, 5 y 6 se encuentran resueltas en los cálculos de las hojas anteriores.

CONCLUSIONES

La destilación del petróleo es el mecanismo preliminar y uno de los más importantes realizodos den el laboratorio para la transformación de este hidrocarburo en productos útiles. A partir de la diferencia de puntos de ebullición de cada uno de los componentes del crudo se obtienen sustancias con propiedades definidas que las distan de otras y permiten su desarrollo y aplicación.

La destilación, como característica de volatilidad de un hidrocarburo, tiene un muy importante efecto en su seguridad y desarrollo, especialmente en el caso de combustibles y solventes. La volatilidad es la mayor determinante de la tendencia de un hidrocarburo a producir vapores potencialmente explosivos. La presencia de componentes de alto punto de ebullición en combustibles puede incidir significativamente en el grado de formación de depósitos de residuos sólidos de combustión.

Un factor muy importante de margen de error es el impreciso equipo de destilación, el cual está bastantesujeto a perdidas de volátiles por que el sellamiento de cada una de las partes que lo conforman es imperfecto, pues se sella con cinta de papel y esta no es tan resistente comparando con tan altas temperaturas a las que se trabaja en el laboratorio.

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