practica 1 caracterización de una fracción de petroleo

8/10/2019 Practica 1 Caracterizacin de una Fraccin de petroleo

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FRACCIN PETROLIFERA

Una fraccin petrolfera cualquiera, est compuesta por numerosos

tipos de hidrocarburos diferentes. Estos tienen una caracterstica

comn: la de tener unos puntos de ebullicin comprendidos entre unos

determinados valores.

Esto ltimo es debido a que dicha fraccin es recogida a una

determinada altura en una columna de rectificacin, por lo que dicha

fraccin tendr una composicin y un punto de ebullicin diferente

segn sea recogida.


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MEZCLAS COMPLEJAS

En destilacin, una mezcla se considera compleja cuando:

-El nmero de tomos de carbono de los componentes puede variarentre 1 y 50.

-Los puntos de ebullicin estn en el rango entre 162 a 538C.

-Los productos de la destilacin son tambin mezclas complejas.

-En las fracciones de petrleo, podemos encontrar parafinas, olefinas,naftenos y aromticos.


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MEZCLAS COMPLEJAS

Los procesos de destilacin de mezclas complejas se presentan,

en general, en las refineras de petrleo.

Esta destilacin requiere grandes equipos con altos consumos

energticos que involucran costos de instalacin y de operacin

considerables, por lo que el diseo exige estudios rigurosos de

optimizacin


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MEZCLAS COMPLEJAS

La gravedad API (ASTM D 87; ASTM D 1298)

Es la escala adoptada por el Instituto Americano del Petrleo para

expresar la gravedad especfica de los derivados del petrleo y

clasificarlos como pesados o livianos al compararlos con el agua.

Segn la escala API, cuanto ms alto el ndice, menor la densidad del

crudo.

se define como:

Gravedad API = 141.5 / (SG 60/60F) 131.5

Donde, SG 60/60F significa gravedad especfica medida a 60F y

referida a la gravedad especfica del agua a 60 F.


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MEZCLAS COMPLEJAS

Clasificacin Gravedad API

Crudo Liviano >31,1 API

Crudo mediano Entre 22,3 y 31,1 API

Crudo pesado Entre 10 y 22,3 APICrudo extrapesado < 10 API

As la gravedad API de agua es 10, la de la mayora de los

hidrocarburos est entre 10 y 80, y la de los hidrocarburos ligeros

tiene valores superiores a 92.8.


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MEZCLAS COMPLEJAS

FACTOR DE CARACTERIZACIN

EN LAS FRACCIONES DE PETROLEO, PODEMOSENCONTRAR PARAFINAS, OLEFINAS, NAFTENOS Y AROMATICOS.

EL KW INDICA CUALITATIVAMENTE LA FRACCINDOMINANTE

ORIGINALMENTE UNA MEDIDA DE LA AROMATICIDADDE LA MEZCLA (WATSON Y NELSON)

Tb (oF) Kw3-METIL-OCTANO 292 12,6O-XILENO 292 10,3


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MEZCLAS COMPLEJAS

FACTOR DE CARACTERIZACIN

)60/60(

3

SG

R MeanT K b

W

KW Parafinas: 12 - 12,5

Kw Naftenos: 11 - 12Kw Aromticos: 10 - 11

LAS FRACCIONES DE CRUDO MANTIENEN EL MISMOKuop QUEEL CRUDO ORIGINAL


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MEZCLAS COMPLEJAS

TEMPERATURA DE EBULLICIN

EL COMPONENTE PURO SE CARACTERIZA POR UNA SOLATb A P atm.

UNA MEZCLA SE CARACTERIZA POR UNACURVA DEPUNTOS DE EBULLICIN.

PARA MEZCLAS,UN ANALISIS DE COMPONENTES NO ESPRACTICO.

UNA COMPOSICIN FCTICIA, EN TRMINOS DEPSEUDO COMPONENTES PUEDE OBTENERSE DE LA CURVA DEPUNTOS DE EBULLICIN Y LA GRAVEDAD API (SG)


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CARACTERIZACIN DE CRUDOS Y FRACCIONES

ASTM D86PRUEBA DE DESTILACION POR LOTES (BATCH) SIN REFLUJO.CORREGIR POR SUMERGENCIA DEL TERMOMETROSIETETEMPERATURAS. y PARA LA FRACCION COMPLETA. METODOESTANDARIZADO

ASTM D1160

PARA FRACCIONES PESADAS QUE PUEDEN SER VAPORIZADASPARCIAL O TOTALMENTE A 750oF. SE CORRE EN VACIO (0,2 psia).METODO ESTANDARIZADO.

ASTM D2887CROMATOGRAFIA A TEMPERATURA PROGRAMADA (ALTA T)CONVERTIDA A CURVA TBP. PM, MEDIDOS PARA LA FRACCIONCOMPLETA C6+. METODO ESTANDARIZADO

TBPPRUEBA DE DESTILACION CON 5-100 PLATOS TEORICOS YREFLUJO 5:1. ENTRE 5-15 TEMPERATURAS DE EBULLICION SONREPORTADAS. PM, y SON MEDIDOS PARA CADA CORTE

REPORTADO. METODO NO ESTANDARIZADO

G R A D O

D E

F R A C C I O N A M I E N T O


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DESTILACION ASTM D86

La volatilidad de los componentes de una mezcla compleja sedetermina con pruebas de destilacin de laboratorio (ASTM D 86;ASTM D 1160)

Es una destilacin intermitente equivalente a una etapa de

equilibrio sin reflujo

Se aplica a gasolinas: naturales, de motor de aviones, naftas,

gasleos y destilados atmosfricos

Por este mtodo tambin se determina la tendencia de un

hidrocarburo de producir vapores altamente explosivos


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Determinar la gravedad API o Presin de

vapor Reid a la muestra, 100 ml

Preparacin del equipo

Registro de la temperatura y presin local

Suministro de calor al baln y su contenido

Se registra el punto inicial de ebullicin IBP(Temperatura leda cuando se genera la

primera gota de condensado)

Regular el calentamiento de tal forma que la

velocidad de condensacin sea uniforme (4.5ml/min)

Se toma para cada volumen recuperado en el

cilindro (10,20,3090) el valor de latemperatura.

Termmetro

Cilindrograduado

Condensador (Tubo de cobre):Agua - hielo

Muestra

100 ml

ASTM D86: DESCRIPCIN DEL MTODO


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Despus de que se ha recogido el 95%, aumentar el calentamiento

hasta alcanzar punto final (EP: es la temperatura tomada en elmomento en que la ltima gota de lquido se evapora desde el frascode destilacin), y se contina el calentamiento durante tres a cincominutos ms.

ASTM D86

VolumenRecuperado

TemperaturaC

IBP 38,1

5% 51,6

10% 55,4

20% 62,0

30% 70,4

40% 81,07

50% 95,5

60% 116,7

70% 186,3

80% 386,7

90% 387,3

Gravedad API 61,9

% Recuperado V/V 93%

Reporte de Datos


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Las temperaturas IBP y EP no corresponden a las temperaturas de

burbuja, ni de roco, respectivamente, y al igual que las temperaturas

intermedias registradas no tienen ninguna base terica pero en la

prctica se utilizan para caracterizar productos finales e intermediosdel petrleo.

El porcentaje de recuperacin se determina con respecto al

volumen destilado, el porcentaje de residuo con respecto a lo quequeda de la muestra y el porcentaje de prdidas como la diferenciaentre los porcentajes anteriores.

DESTILACIN ASTM D86 (Cont.)


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Curva ASTM D-86 CRUDO DE 61,9 API

050

100

150

200

250

300350

400

450

0 20 40 60 80 100

%v/v

T e m p e r a

t u r a

( C )

Curva ASTM D-86

DESTILACIN ASTM D86

Reporte de resultados


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CURVAS ASTM D86 representativas


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DESTILACIN TBP

Regida por la Norma ASTM D2892Otra prueba de laboratorio, con bases tericas, generalmenteempleada es la del punto de ebu l l ic in verdadero (TBP), aunqueno existe un mtodo estndar, la norma ASTM 2892 o algunamodificacin de ella se utiliza normalmente.

Se llevan a cabo en columnas de 15 a 100 etapas tericas conrelaciones de reflujo superiores a 5

Temperatura IBP es menor y la temperatura FBP es mayor que lasdeterminadas con la norma ASTM D 86

Las curvas de destilacin TBP (del ingls "true boiling point",temperatura de ebullicin real) distinguen a los diferentes tipos depetrleo y definen los rendimientos que se pueden obtener de losproductos por separacin directa


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DESTILACIN TBP

Por el costo y las complicaciones que implica se practican

peridicamente en laboratorios, solo para los crudos completos y no

para sus fracciones

Para las fracciones se usa la destilacin ASTM D- 86

Sin embargo una Curva ASTM D-86 se pueda convertir a curva TBP

de esa fraccin.


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DESTILACIN TBP: Equipo


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DESTILACION TBP


Crudo de 48,75 API


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DESTILACIN TBP


La mezcla multicomponente

se representa por

seudocomponentes, donde

cada seudocomponente escaracterizado por un rango

TBP, y los siguientes valores

promedio: punto de ebullicin

normal, gravedad API y pesomolecular.


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CONVERSIN DE CURVA ASTM A TBP


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DESTILACIN EFV

En la destilacin EFV, el vapor y el lquido se colocan juntos hasta

que se alcance el equilibrio, y entonces se registra la cantidad de

muestra vaporizada. Este proceso se repite a varias temperaturas.

La separacin obtenida por este mtodo de destilacin es ms

pobre que la obtenida con un ensayo ASTM.

Esta destilacin es costosa y poco frecuente en la prctica de

laboratorio, pero puede estimarse para cortes de petrleo

utilizando simuladores comerciales

Una Curva ASTM D-86 se pueda convertir a curva EFV de esa

fraccin.


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CONVERSIN DE CURVA ASTM AEFV


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DETRMINACIN DE LOS PUNTOS DE EBULLICIN

ABP (AVERAGE BOILING POINT):Punto de ebullicin promedio

VABP: Punto de ebullicin promedio volumtrico

MABP: Punto de ebullicin promedio molal

WABP: Punto de ebullicin promedio de peso

CABP: Punto de ebullicin promedio cbico

MeABP: Punto de ebullicin promedio medio


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DESTILACIN ASTM D86

APLICACIONES


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METODO PARA CONVERSIN DE CURVAASTM D86 A CURVA TBP Y CURVA EFV


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METODO PARA CONVERSIN DE CURVA ASTMD86 A CURVA TBP Y CURVA EFV

VolumenRecuperado

TemperaturaC

T, C ASTM

IBP 38,1 0-10 17,30

5% 51,6 10-30 15

10% 55,4 30-50 25,1

20% 62,0 50-70 90,830% 70,4 70-90 201,0

40% 81,07 90-100

50% 95,5

60% 116,7

70% 186,3

80% 386,7

90% 387,3

Se corrigen las

temperaturas que estn por

encima de 246 C

Log D = - 1,587 + 0,00473*T

T: temperatura observada, F

D: temperatura a adicionar a T


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m ASTM(10-70%)= (TASTM,70 TASTM,10)/(70-10)


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ASTM 50 30


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