Universidad De OrienteNcleo De MonagasEscuela De Ingeniera De Petrleo

PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS (SOLUCIONES SALINAS Y CRUDO)

Profesora: Bachilleres:

Grupo Nro. 4

Maturn; Marzo 2014DESARROLLO

Propiedades de las soluciones salinas.

1. Densidad y gravedad especifica.

1.1. Mtodo del picnmetro.

Densidad de la solucin (Psol) =

Se prepar una solucin salina al 5% para llevar a cabo cada uno de los experimentos.

Tabla 1.1.1 caracterstica del picnmetro

Volumen picnmetro (ml)50.5791

Peso picn vacio (g)38.0954

Peso picn lleno (g)90.2175

T ambiente, C24.7

Densidad (g/cm3)1,0305

Tabla 1.1.2 Resultados de densidad de la solucin salina en funcin de la temperatura.

T, CPeso picn, gDensidad, (g/cm3)

2990,08511,0279

3290,03801,0270

3589,89431,0241

3889,76501,0216

Clculos:

@ 24,7 C

sol = = 1,0305 g/ml

@ 29 C

sol = = 1,0279 g/ml

@ 32 C

sol = = 1,0270 g/ml

@ 35 C

sol = = 1,0241 g/ml

@ 38 C

sol = = 1,0216 g/ml

Grafica

Anlisis

El mtodo del picnmetro se aplic usando una solucin salina al 5% de concentracin. En la tabla 1.1.2 se observa claramente que con el aumento de la temperatura hay una reduccin en la masa y densidad de la solucin. Durante el bao termosttico al que dicha solucin fue sometida, se trabaj con aumentos graduales de temperatura, observndose que a medida que esta aumentaba el peso de la solucin en el picnmetro (medido en la balanza analtica) disminua y puesto que el picnmetro posee un volumen constante, la relacin masa/volumen era cada vez menor originando una disminucin de la densidad de la solucin. En la grfica se evidencian los resultados obtenidos en la tabla anterior en donde se observa una pequea variacin en la temperatura de 32 esto puede que se deba a que se retiro el picnmetro antes de que alcanzaran los 32 , a que no se seco bien el picnmetro antes de pesarlo. Los valores de densidad nunca llegarn a ser cero, porque slo el agua tiene una densidad igual a uno, entonces es lgico pensar que la solucin por poseer un porcentaje de sal debera tener concentraciones mayores a uno.

1.2.1. Mtodo de la Balanza Hidrosttica.

Gravedad especifica de la solucin:

G.E. = Dnde:m1 = masa de la pesa al aire (g).m2 = masa de la pesa sumergida en la solucin (g).m3= masa de la pesa sumergida en agua destilada (g).

Densidad del Agua:

agua = -5,25 x 10-6 T2 + 1,5 x 10-5T + 1

Dnde:Pagua = densidad del agua (g/ml).T = temperatura ( C )

Densidad de la solucin:

Tabla 1.2.1 Datos y resultados obtenidos con la balanza.

Peso Nominal, (g)100

Peso en el agua destilada, (g) 88,31 24,8 C

Peso en el Aire, (g) 100,05

Peso en la muestra, (g) 87,88 24,3 C

Gravedad Especifica 1,0366

Densidad (g/cm3) 1,0336

Caculos

Gravedad Especfica:

GE = = 1,0366

Densidad del Agua:

agua = -5,25x10-6 (24,8)2 + 1,5x10-5 (24,8) + 1 agua = 0,9971 g/ml

Densidad de la solucin: sol = 1,0366 x 0,9971 = 1,0336

Anlisis

En la tabla 1.2.1 se observa claramente que cuando la pesa es sumergida en la solucin salina disminuye su masa, esto es debido al principio de Arqumedes, que establece que a mayor densidad hay mayor reduccin del peso aparente del objeto. Para el caso del agua destilada se obtiene un valor mayor debido a que su densidad es menor que la de la solucin salina. Este mtodo fue el que arroj los valores de densidad ms alejados en comparacin a los antes calculados, lo cual se debe al porcentaje de error que posee la balanza sumado a los posibles errores cometidos durante la medicin.

2. Resistividad de la solucin salina.

2.1. Mtodo de determinacin de cloruro.

Volumen Inicial, ml1,95 Volumen Final, ml3,14

Normalidad0,0835Volumen Gastado, ml1,19

Concentracin, mg/lBppm5807,1658

Clculos:

Dnde:

: Concentracin de sal (ppm)

: Volumen del nitrato de plata gastado (ml)

: Volumen de solucin titulada (ml)

: Normalidad del nitrato de plata

=

Anlisis

Un mililitro de la muestra problema B fue titulada usando cromato de potasio como indicador, se introdujo un agitador magntico y se fue agregando nitrato de plata hasta obtener un color rosa plido. Una vez obtenido el volumen gastado de nitrato se procedi a aplicar la correlacin, usando un valor de temperatura medida en un beaker que contena cierta cantidad de la muestra problema. A travs de este mtodo se mide slo la conductividad de los iones cloruro, por lo tanto, esta debera tener un valor pequeo lo que traera como resultado un valor alto de resistividad puesto que la resistividad es inversamente proporcional a la conductividad. En este caso no se cumpli esa condicin terica, puesto que sumado a los errores de medicin, hubo repetidas interrupciones durante el desarrollo de la prctica.

2.2. Mtodo Directo (conductimetro)

Tabla 2.2.1 conductividad y resistividad a diferentes temperaturasTemperatura CConductividad, ms/cmResistividad, ohm.m

25,35,201,9231

27,35,381,8587

29,35,591,7889

31,35,771,7331

33,35,971,6750

35,36,241,6026

37,36,431,5552

39,36,621,5106

Graficas

Anlisis En la tabla 2.2.1 se muestran los valores de conductividad obtenidos mediante el conductmetro a diferentes temperaturas y los respectivos valores de resistividad (inverso de la conductividad). En la grafica se puede observar claramente que a medida que aumenta la temperatura tambin se produce un aumento en la conductividad de la solucin, esto ocurre debido a que los iones contenidos en sta se excitan ocasionando una mayor energa cintica entre las molculas existentes en la solucin salina. Debido a que la resistividad es el inverso de la conductividad esta disminuye a medida que aumenta la temperatura como se muestra en la grafica de resistividad. Ya que ningn material puede llegar a ser totalmente conductivo la resistividad no podr ser nunca cero.

2.3. Mtodo del refractmetro.

Concentracin, mg/mlBnD, adimB:1,3342T C25,3

Tabla 2.3.1 Curva de calibracin (mtodo de refraccin)ppmnD, adim

01,3332

20001,3338

40001,3339

60001,3341

80001,3346

100001,3351

Grafica

Anlisis

En esta grfica se observa como el ndice de refraccin aumenta con la concentracin, esto se debe a que l esta en funcin de la velocidad de propagacin de la luz en el vaco, y de la velocidad de propagacin en el medio. La velocidad de propagacin en el medio se ve afectada con la concentracin, puesto que a menor concentracin existir una propagacin de luz ms rpida trayendo como consecuencia un ndice de refraccin menor.

Propiedades Del CrudoPara los clculos de las propiedades del crudo usamos los datos de muestras pre-establecidas por la profesora para cada grupo, ya que por cuestiones ajenas a nuestras intenciones, no pudimos completar las mediciones del mtodo del picnmetro; aun teniendo completado los clculos de los mtodos del hidrmetro y de la balanza hidrosttica, esto es para que a la hora de comparar los mtodos no tener una variacin excesiva de los clculos debido a la diferencia de muestras.

1. Densidad y Gravedad API

1.1. Mtodo del Picnmetro

Muestra de ClculosVolumen del Picnmetro (ml)49,5191

Masa del Picnmetro vacio (g)36,0941

Densidad del fluido: sol =

@ T = 22,5 C = = 0,9279@ T = 29 C = = 0,9250@ T = 32 C = = 0,9225@ T = 35 C = = 0,9205@ T = 38 C = = 0,9185

Gravedad especifica:f = G.E agua G.E =

agua = agua = agua =

@ T = 22,5 CG.E = @ T = 29 CG.E = @ T = 32 CG.E = @ T = 35 CG.E = @ T = 38 CG.E =

Grados API:API = @ T = 22,5 CAPI = @ T = 29 CAPI = @ T = 32 CAPI = @ T = 35 CAPI = @ T = 38 CAPI =

Tabla de DatosTemperatura (c)22,529323538

Masa (g)82,041481,898481,777081,678981,5764

Densidad (g/ml)0,92790,92500,92250,92050,9185

G.E0,93050,92760,92510,92310,9211

API@ T20,621,021,521,822,1

ClasificacinMediano

Grafica

AnlisisEn la tabla de datos se observan los valores de densidad obtenidos a temperatura ambiente y a cuatro temperaturas diferentes las cuales se obtuvieron luego de que el picnmetro fuera sometido a un bao termosttico y luego pesado en la balanza analtica.Se observa claramente una disminucin en la densidad. Esto ocurre debido a que a medida que aumenta la temperatura provoca que las molculas, que se encuentran totalmente unidas o arregladas en las cadenas carbonadas del petrleo, se comiencen a separar o alterar, logrando que este fluido se expanda y aumente su volumen. El aumento en el volumen provoca que la muestra se derrame por el capilar ocasionando prdida de masa y por consiguiente una reduccin en la densidad. Tomando en cuenta la definicin de densidad, se puede explicar lo ocurrido; la densidad y la masa son directamente proporcionales, por lo que al disminuir una al igual lo har la otra.En el grfico de la densidad en funcin de la temperatura, se puede apreciar la proporcionalidad inversa de estas propiedades, como fue expuesto anteriormente.

1.2. Mtodo de la Balanza Hidrosttica

Muestra de ClculosGravedad Especfica:G.E. = Dnde:m1 = masa de la pesa al aire (g).m2 = masa de la pesa sumergida en la solucin (g).m3= masa de la pesa sumergida en agua destilada (g).

G.E =

Densidad del Agua:

agua = -5,25 x 10-6 T2 + 1,5 x 10-5T + 1Dnde:Pagua = densidad del agua (g/ml).T = temperatura ( C )

agua =

Densidad del fluido:

f = Gravedad API:API =

API =

Tabla de datosPesa nominal (g)Temperatura (C)m1 (g)m2 (g)m3 (g)G.E

100,024,5100,0789,6688,310,8852

Densidad (g/ml)0,8827API@T28,4

Clasificacin Mediano

AnlisisEn la tabla de datos se encuentran reflejados los resultados obtenidos mediante el mtodo de la balanza hidrosttica. Segn el principio de Arqumedes a mayor densidad hay mayor reduccin en el peso aparente del objeto, por lo tanto, el peso del objeto sumergido en el crudo (m2) va a ser mayor que el obtenido cuando es sumergido en el agua (m3). Esto se debe a que el agua es ms densa que la muestra de crudo, consecuentemente provoca una mayor disminucin en el peso aparente del objeto. La masa de la pesa en el aire es un poco superior que la real debido a errores de calibracin del instrumento o de la apreciacin humana al realizar la medicin.

1.3. Mtodo del Hidrmetro

Muestra de clculos

G.E medida con el Hidrmetro0,927

Temperatura (C)22,4

Temperatura (F)72,3

Gravedad API:API =

API = Densidad del fluido:

agua = agua = agua =

Grados API corregidos:

Donde:

: Gravedad API corregida a 60F

: Polinomio j de Grado 3 en funcin de la Gravedad API

: Polinomio i de Grado 3 en funcin de la temperatura en F

: Coeficientes de la ecuacin cbica en funcin de la temperatura y la APIsc

a11=10,5a21=10,0a31=9,0a41=8,1a12=29,7a22=29,0a32=27,7a42=26,5a13=39,8a23=39,0a33=37,5a43=36,0a14=50,0a24=49,0a34=47,2a44=45,4

15 2 6 3 7 4 8

913 10 14 111512 16

AnlisisPara este mtodo, se sumergi el hidrmetro en un cilindro graduado que contena cierto volumen de la muestra de crudo y se observ la flotacin del instrumento. Una vez ms se evidenci el principio de Arqumedes el cual establece que el empuje, que es la fuerza que acta hacia arriba, reduce el peso aparente del instrumento cuando este se encuentra en el fluido estudiado. A mayor peso del fluido menor ser el empuje, por lo tanto se obtienen valores de gravedad especfica mayores a medida que el crudo es ms pesado.La variacin entre los valores de los grados API sin corregir y corregidos se debe a que en el primer caso se trabaja a temperatura ambiente (del laboratorio) igual a 72,3F y al momento de corregir se usa una temperatura de 60F, por lo tanto, al disminuir el valor de la temperatura disminuye el valor de los grados API. Segn la clasificacin de los crudos de acuerdo a su gravedad API, se trata de un crudo mediano.

Mtodo ms Confiable y Porcentajes de Error

Mtodos Densidad (g/ml)Error (%)

Picnmetro0,92790

Balanza Hidrosttica4,8712

Hidrmetro 0,3772

Consideramos el picnmetro como el mtodo ms confiable , debido a que este utiliza la balanza analtica , la cual es un instrumento muy preciso, debido a que permite reportar valores de 4 decimales, a la hora de medir los pesos de las muestras y adems es de tipo digital. En relacin al porcentaje de error se puede acotar que en este mtodo el porcentaje de error es del 0% debido a que este fue el tomado como referencia para calcular el error., sin embargo ,el hidrmetro permite realizar mediciones de la gravedad especifica con 3 decimales, y es al igual que el picnmetro sumamente preciso, pero con la diferencia que el valor reportado con el hidrmetro, si se quiere, va a depender de la vista y de la posicin que adopte cada persona a la hora de realizar la medicin, razn por la cual solo se obtuvo un error del 0,3772%. Con un error del 4,8712% el mtodo de la balanza hidrosttica es el menos confiable ya que es un mtodo artificial, porque pone en juego varias fuerzas como: el peso de la pesa, tensin de la cuerda y la fuerza de la solucin(fuerza generada por la interaccin molecular), la cual representa la normal, adems de esto este mtodo depende de la buena calibracin que tenga el instrumento, y solo nos ofrece valores con 2 decimales, por todo esto no consideramos que dicho mtodo sea el ms preciso para determinar la densidad de nuestra muestra.

Conclusiones

Alfredo Fajardo: Como la resistividad es el inverso de la conductividad y ningn material puede llegar a ser totalmente conductivo la resistividad no podr ser nunca cero. A mayor concentracin de una solucin salina mayor ser su densidad y menor ser su temperatura A medida que se incrementa la temperatura de una solucin salina aumentara la conductividad y por ende disminuir la resistividad. A mayor gravedad especfica de un crudo menor ser su gravedad API. El valor de los grados API obtenido mediante el mtodo del hidrmetro result mayor al corregido, debido a la diferencia en las temperaturas de medicin y correccin respectivamente. A medida que se aumenta la temperatura del crudo en el mtodo del picnmetro, la masa del mismo disminuye debido a la volatilidad del crudo y a la excitacin de sus molculas.

Jorge Nio: