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Lima, 7 – 11 de Agosto de 2006Ezequiel Acosta, Ing. Químico M. Sc.
PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS HIDROCARBUROSHIDROCARBUROS
Lima, 7 – 11 de Agosto de 2006Ezequiel Acosta, Ing. Químico M. Sc.
Series homologas:ParafinasOlefinasNaftenosAromáticos
Gravedad API
°API = 141.5 -131.5 S.G
Factor de caracterización “ K “ de UOP
K = ( BP )1/3
S. GBP = Punto de ebullición, °RS.G. = Gravedad Especifica @ 60°F
Propiedades que correlaciona:PMPropiedades criticasCalor de combustiónCalor de vaporizaciónEntalpíaViscosidadEtc.
SerieSerie Número de CarbonosNúmero de Carbonos
4 6 9
Parafinas 13.5 12.81 12.66
Olefinas 13.03 12.48 --------
Diolefinas 12.15 -------- --------
Naftenos --------- 10.98 11.33
Aromáticos
--------- 9.73 10.61
Hidrocarburos puros
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Factor K
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Si se conoce la composición se puede calcular sus propiedades usando las reglas de mezclas
Valor K de diferentes crudos:Crudo pensilvania : 12.0 – 12.4 ( Base Parafínica )Crudo midcontinent: 11.8 – 11.9 ( Base mezcla)Crudo del golfo: 11.0 – 11.5 ( Base Asfalteno)Platformado: 10.0 – 11.0 ( Aromático )
Volumetric Average Boiling Point: ( 10%+30%+50%+70%+90%) / 5
Pendiente de la curva ASTM del 10%-90% ( 90%-10%) / 80
Cubic Average Boiling Point CABP = [VF1 ( BP1)1/3+ VF2 ( BP2)1/3 +…. VFn ( BPn)1/3 ]3
Molar Average Boiling Point MABP = MF1 x BP1 + MF2 x BP2 + MF3 x BP3 + ….
Weigth Average Boiling Point WABP = WF1 x BP1 + WF2 x BP2 + WF3 x BP3 + ….
Mean Average Boiling Point Mean ABP = (MABP + CABP)/2
Mezclas de hidrocarburos
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Encuentre el peso molecular y el factor K de la siguiente sustancia:
°API 22.2
VABP = (492+575+705+796+925)/5 = 698 °F10%-90% Slope = (925-492)/80 = 5.4°FMABP = 698 – 65 = 633 °F ( B1)CABP = 698 – 13 = 685°F ( B1)Mean ABP = ( 633+685)/2 = 659WABP = 698+11 = 709°FMW ( con MABP & °API & B-3) = 270K ( de CABP & °API & B-3 ) = 11.35
IBP 358 °F
5 % 458
10 492
20 540
30 575
40 652
50 705
60 745
70 795
80 850
90 925
Puntos de ebullición, ejemplo 1
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Corrección de los puntos de ebullición, B1
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Peso Molecular y Factor K bajo rango, B2
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Peso Molecular y Factor K alto rango, B3
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PROPIEDAD Mezcla porCorrelacion
aCarta
Peso Molecular Fracción molar ( Preciso) Mean ABP B2, B3
K, UOP Fracción peso (Mezcla Ideal) CABP B2, B3
Temp. Seudocrítica, TpcFracción Molar ( Por definición)
MABPD1, D2, D3
Temp. Crítica, Tc No mezcla WABPD1, D2, D3
Presión Seudocrítica, PpcFracción Molar ( Por definición)
MABP D2, D3
Presión Crítica, Pc No mezclaMABP, WABP,MABP
D5
Viscosidad, Fracción peso ( aproximadamente)
°API y KPD 431, 432
Contenido de calor Fracción peso ( preciso) CABP PD 870
Gravedad °API Fracción peso( Mezcla ideal) ------------------------------------
Propiedades de las sustancias
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Propiedades de las sustancias
Rango de ebullición de mezclasDestilación ASTM
Atmosférica : ASTM D 86 hasta el DieselVacío : ASTM D 1160
Destilación TBP : ASTM D 2892Destilación simulada por cromatografía gaseosa GCD: ASTM D 2887
Presión de vapor: Ln P = A + ( B / (T+372 ) ), P en Psia, T en °F. Punto de convergencia del diagrama de Cox ( 2264°F, 25138 psia) para parafinas
Viscosidad absoluta :Dina-segundos / cm2 , Poises = g / ( s cm)Viscosidad cinemática : Poises / Densidad = stokes = cm2 /sEscalas de viscosidad empíricas
Segundos Saybolt : ASTM D88 Carta A-4Universal @ 70°F, 100°F, 130°F, 210°FFurol @ 70°F, 100°F, 122°F, 210°F
Segundos Redwood ( Ingles) Carta PD-15Grados Engler ( Europeo) Carta PD-39
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Conversión D86 a TBP: TBP = A x D86B
50%TBP = 0.87180 X D861.0258 Para los demás puntos usar la tabla
Conversión GCD a TBP: TBP = A x GCDB
50%TBP ( volumen) = 50% GCD ( Peso)Para los demás puntos usar la tabla
RANGO A B
100 - 90 0.11798 1.6606
90 – 70 3.0149 0.75497
70 – 50 2.5282 0.82002
50 – 30 3.0305 0.80076
30 – 10 4.9004 0.71644
10 – 0 7.4012 0.60244
RANGO A B
100 - 95 0.02172 1.9733
95 – 90 0.97476 0.8723
90 – 70 0.31531 1.2938
70 – 50 0.19861 1.3975
50 – 30 0.05342 1.6988
30 – 10 0.011903 2.0253
30 – 10 0.15799 1.4296
Interconversión de destilaciones
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Conversión GCD a D86: D86 = A x GCDB
50% D86 = 0.77601 X GCD1.0395 Para los demás puntos usar la tabla
RANGO A B
100 – 90 2.6029 0.65962
90 – 70 0.30785 1.2341
70 – 50 0.14662 1.4287
50 – 30 0.07978 1.5386
30 – 10 0.06069 1.5176
10 – 0 0.30470 1.1259
Interconversión de destilaciones
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% Temp, D86 Diferencia TBP, diferencia TBP
0 399 338
10 444 45 73 411
30 479 35 63 474
50 515 36 53 527
70 560 45 57 584
90 634 74 77 661
100 677 43 62 723
Interconversión de destilaciones, ejemplo
El ALC de la FCC tiene la siguiente destilación ASTM D86, estime la TBP.
PROCEDIMIENTOSe calcula las diferencias de la D86Se calcula la diferencias de la TBP con la ecuación y la tabla correspondienteSe calcula el 50% de la TBP con la ecuación correspondienteSe calcula la TBP restando y sumando las diferencias al 50% de la TBP
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Distribución de las fracciones del petróleo
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Análisis típico del crudo y sus fracciones
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° A
PI
Viscosidad cinemática a 100°F, Cst
PD
- 4
31
A
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Viscosidad cinemática a 100°F, Cst
° A
PI
PD
- 4
31
B
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Viscosidad cinemática a 122°F, Cst
° A
PI
PD
- 4
32
A
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Viscosidad cinemática a 122°F, Cst
° A
PI
PD
- 4
32
B
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