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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
Reporte de resultados
Crudo de 48,75 API
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DESTILACIN TBP
Reporte de resultados
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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