PRUEBA No 2 DETERMINACIÓN DE L GRAVEDAD API Y LA GRAVEDAD ESPECÍFICA DEL PETRÓLEOS CRUDOS Y DERIVADOS DEL PETRÓLEO (MÉTODO DEL TERMOHIDRÓMETRO) SIN NORMA ASTM (D 287-82)
HEINER FRANCISCO BELTRÁN VARGAS CÓD. 2009283317 JESÚS ERNESTO COQUECO VARGAS CÓD. 2009287838 LUIS HERNÁN MUÑOZ MONTES CÓD. CÓD. 2009288361 GRUPO 01-5 DT-96
UNIVERSIDAD SURCOLOMBIANA FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA INGENIERÍA DE PETRÓLEOS NEIVA 2011
PRUEBA No 2 DETERMINACIÓN DE L GRAVEDAD API Y LA GRAVEDAD ESPECÍFICA DEL PETRÓLEOS CRUDOS Y DERIVADOS DEL PETRÓLEO (MÉTODO DEL TERMOHIDRÓMETRO) SIN NORMA ASTM (D 287-82)
Informe presentado en el Laboratorio de Crudos y Derivados BEINPE10 109738 - 01
Ing. HAYDEE MORALES MONDRAGÓN
UNIVERSIDAD SURCOLOMBIANA FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA DE PETRÓLEOS NEIVA 2011
CONTENIDO I.
BASES TEÓRICAS
II.
PROCEDIMIENTO
III.
TABLA DE DATOS
IV.
MUESTRA DE CÁLCULOS
V.
TABLA DE RESULTADOS
VI.
ANÁLISIS DE RESULTADOS
VII.
CUESTIONARIO
VIII.
CONCLUSIONES
IX.
RECOMENDACIONES BIBLIOGRAFÍA ANEXO DE RESULTADOS DE LABORATORIO
I.
BASES TEÓRICAS
La clasificación de los crudos según la gravedad API es un indicativo de la calidad y contenido de compuestos livianos presentes en dicho hidrocarburo, luego, una vez caracterizado el fluido, se obtiene a grandes rasgos los aproximados porcentajes de derivados posibles de obtención de los fluidos objetos de estudio. La densidad, la gravedad específica y los grados API, denotan la relación correspondiente de peso específico y de fluidez de los crudos con respecto al agua. A medida que aumenta la temperatura de la muestra, la densidad de estas disminuye, y de manera proporcional lo hace la gravedad específica, también se concluye que la gravedad API, se comporta de manera inversamente proporcional a la densidad y gravedad especifica. El método del hidrómetro es considerado más rápido y preciso que el método del picnómetro, para determinar la gravedad API. Un proceso de deshidratación inadecuado trae como consecuencia un alto contenido de agua y sedimentos. CARACTERIZACIÓN DEL CRUDO SEGÚN LA ESCALA API EN CONDICIONES ESTÁNDAR CARACTERÍSTICA PETRÓLEO PETRÓLEO PETRÓLEO PETRÓLEO EXTRAPESADO PESADO NEGRO VOLÁTIL ORDINARIO Gravedad API del petróleo en el tanque, en condiciones estándar
GRAVEDAD ESPECÍFICA A CONDICIONES ESTÁNDAR PRODUCTOS Crudo Gasolina Kerosene Ac. Lubricante liviano Aceite lubricante pesado Asfaltos
GT 0.8-0.72 0.72-0.77 0.77-0.82 0.82-0.92 0.92-0.98 0.98.1.06
II.
PROCEDIMIENTO
El primer paso es seleccionar las muestras de crudo, gasolina y aceite lubricante para realizar su respectivo análisis de gravedad específica y gravedad API.
Se llenan las probetas en este caso la del crudo DT-96 hasta los 900 ml, la de la gasolina hasta los 900ml y la del aceite lubricante terpel (ref: lubricante para motores de a gasolina SAE 50/SG 0.946 L) hasta los 600 ml.
Se retiran del crudo las burbujas para no desviar la precisión en la medición del API y se deja reposar las muestras durante 5 minutos
Para la prueba del hidrómetro se selecciona el más acorde a sus características físicas; es decir, a la gasolina que tiene un API muy grande se toma un hidrómetro de mayor escala y para el crudo un hidrómetro de menor escala.
En la escala del hidrómetro se observa la temperatura en la que se encuentra la muestra y se registra en la tabla de datos.
Luego se calcula experimental la gravedad específica y se selecciona un gravímetro acorde a la aproximación realizada con la ecuación de Bearce & Peffer.
Para la prueba del picnómetro: primero se pesa solo, luego se pesa con agua y finalmente con cada una de las muestras.
Con las relaciones de la densidad de la muestra y la del agua; se obtienen la gravedad específica de la muestra a la temperatura de la muestra.
Finalmente, la gravedad API y la gravedad especifica se corrigen con tablas y por medio de las formulas.
III.
Muestra Crudo Aceite lubricante Gasolina
TABLA DE DATOS Termo hidrómetro T (°F) °APIt 46 15.6 90 28.2 83 60.5
Gravímetro T (°F) Get 46 0.957 90 0.840 83 0.736
Datos obtenidos mediante el picnómetro ( 100 ml, T = 30°C ) Picnómetro vacío Picnómetro + Agua Picnómetro + Crudo Picnómetro + Aceite lubricante Picnómetro + Gasolina
36.130 g 137.02 g 132.78 g 125.69 g 110.63 g
IV.
MUESTRA DE CÁLCULOS
Calculamos la gravedad específica con los datos del picnómetro.
( )
Para el crudo:
( )
Para el aceite lubricante:
( )
Para la gasolina:
( )
Haciendo la corrección de Bearce & Peffer para los datos obtenidos con el gravímetro. Coeficientes de expansión para la gravedad especifica
0.63 0.78 0.85 0.95 0.95<
97 75 68 66 66
-4 0 1 3 3
Se aplica la ecuación de Bearce & Peffer despreciando el ya que su valor no influye demasiado para cambios bajos de temperatura.
( )
( ) ()
Corrección para el crudo:
Se toman los valores de y respectivamente para calcular un para ambos y luego realizar la interpolación lineal.
( ) ( )
Luego de interpolar entre los valores se obtiene que:
Corrección para el aceite lubricante:
Se toman los valores de y respectivamente para calcular un para ambos y luego realizar la interpolación lineal.
( ) ( )
Luego de interpolar entre los valore se obtiene que:
Corrección para la gasolina:
Se toman los valores de y respectivamente para calcular un para ambos y luego realizar la interpolación lineal.
( ) ( )
Luego de interpolar entre los valore se obtiene que:
Corrección por la tabla 5 de ASTM Para el crudo:
luego de interpolar en talas obtiene que:
Para el aceite lubricante:
luego de interpolar en talas obtiene que:
0.897
Para la gasolina:
Luego de interpolar en talas se obtiene que: 57.9
V.
TABLA DE RESULTADOS
RESULTADOS DEL HIDRÓMETRO Y DEL GRAVÍMETRO
Muestra Crudo Aceite lubricante Gasolina
Corrección Bearce & Peffer °APIT GeT 16.36 0.957 30.58 58.18
0.873 0.746
Corrección Tabla 5 ASTM °APIT GeT 16.4 0.957 26.3 60.5
RESULTADOS DE PICNÓMETRO
Muestra Crudo Aceite lubricante Gasolina
Ge 0.958 0.888 0.738
0.897 0.747
VI.
ANÁLISIS DE RESULTADOS
Se observa una gran diferencia entre las correcciones realizadas por medio de tabla 5 ASTM y las ecuaciones Bearce & Peffer .
La gasolina es una sustancia muy volátil y su API es muy de alto de 60.5, mientras que el crudo DT-96 es pesado porque su API es de 15.6.
El aceite lubricante de terpel (ref: lubricante para motores de a gasolina SAE 50/SG 0.946 L) es un aceite lubricante liviano porque está entre los rangos de 0.82-0.92 de gravedad especifica.
Se observa que la diferencia de API en el crudo DT-96 muy pequeña, la diferencia de la gasolina presenta un pequeño margen de error mientras que el aceite lubricante tiene un alto margen de error entre los resultados de la formula y las tablas ASTM
Al comparar los resultados del picnómetro y los del hidrómetro se observan leves diferencias entre los resultados, pero los resultados del hidrómetro son más precisos porque es un medio de medición directa mientras que el picnómetro es una medida indirecta de la gravedad específica.
De acuerdo a su API y ordenados ascendentemente primero está el crudo DT-96, el aceite lubricante y finalmente l gasolina.
VII.
CUESTIONARIO
1. ¿Cuál es la repetibilidad y la reproducibilidad en esta determinación? La repetibilidad debe cumplir que al realizar la prueba por la misma persona, con los mismos equipos y con la misma muestra a condiciones constantes de temperatura, el resultado obtenido no puede variar en 0.2 °API en una de cada 20 pruebas. La reproducibilidad debe cumplir que al efectuar la prueba por dos personas diferentes el resultado obtenido no puede variar en 0.5 °API en una de cada 20 pruebas. 2. ¿Qué se entiende por gravedad especifica 60/60 y 100/60? En el primer caso indica que la lectura se tomó a 60°F y por tanto no es necesario realizar la corrección, mientras que en el segundo caso indica que la gravedad fue obtenida a 100°F y se debe realizar la corrección mediante las tablas de la ASTM (Tabla 5). 3. ¿Qué efectos tienen las burbujas de aire que se mezclan con el liquido al llenar la probeta para determinar la gravedad API? Al tener burbujas en el crudo se tendrá un aumento del volumen de la muestra y por tanto en el termohidrómetro se leerá una gravedad mayor a la que se debería obtener realmente. 4. ¿Cómo varía la gravedad especifica con la temperatura y el peso molecular? La gravedad específica es inversamente proporcional a la temperatura, es decir, al aumentar la temperatura disminuye la gravedad específica y viceversa. En cuanto a la variación con respecto al peso molecular es directamente proporcional, ya que a medida que aumenta el número de átomos de carbono en la molécula aumenta la gravedad específica. 5. ¿Explique cómo se calcula la gravedad API seca de un crudo a partir del conocimiento de la gravedad específica de una mezcla de agua y crudo y sus fracciones volumétricas individuales X ? m
i
Mediante el concepto de gravedad específica para mezclas, se despeja la gravedad especifica del crudo seco, sabiendo que la gravedad especifica del agua no varia considerablemente con la temperatura. Si la temperatura difiere de la temperatura estándar se realiza la corrección de Bearce & Peffer y luego se aplica
la ecuación para hallar gravedad API a 60°F y de ser necesario hallarla a una temperatura diferente se hace la corrección mediante las tablas ASTM. 6. Si tenemos un crudo A de gravedad especifica de 0.764 a una temperatura de 75 °F, un crudo B de gravedad especifica de 0.851 a una T = 93°F y un crudo C de gravedad especifica de 0.943 a una T = 90°F. Determinar: a. La gravedad especifica de la mezcla y la gravedad API de la mezcla a condiciones estándar. b. Cuanto crudo de A y B se necesita para obtener 500000 barriles de un crudo de gravedad especifica de 0.84 a partir de 12000 barriles de un crudo C.
Crudo
Gravedad Tempera específica ( ) tura (º f)
A B C
0.764 0.851 0.943
Gravedad específica ( )
75 93 90
ºAPIT
Para el crudo A se hace la corrección de la gravedad especifica mediante la ecuación de Beafer & Peaffer.
( )
( ) ()
Utilizando también los coeficientes de expansión para la gravedad especifica que se encuentran en la tabla que se observa en la muestra de cálculo.
Para el crudo A se tiene:
Se toman los valores de y respectivamente para calcular un para ambos y luego realizar la interpolación lineal.
( ) ( )
Luego de interpolar entre los valore se obtiene que:
Para el crudo B obtenemos:
Se toma los valores de y respectivamente para calcular un para ambos y luego realizar la interpolación lineal.
( ) ( )
Luego de interpolar entre los valore se obtiene que:
Para el crudo C obtenemos:
Se toma los valores de y respectivamente para calcular un para ambos y luego realizar la interpolación lineal.
( )
( )
Luego de interpolar entre los valore se obtiene que:
RESPUESTA Crudo
Gravedad Tempera específica ( ) tura (º f)
A B C
0.764 0.851 0.943
75 93 90
Gravedad específica ( )
ºAPIT
VIII.
CONCLUSIONES
Al definir el API de un crudo se definen sus características física, su calidad y rendimiento para obtener sus derivados y en qué proporción.
Al determinar la gravedad física de un hidrocarburo, se puede obtener otras propiedades físicas, y a la vez se puede clasificar.
Los resultados obtenidos con el hidrómetro son mas precisos que con el picnómetro ya que es un medidor directo del API.
Es muy conocer la calidad del crudo para su posterior procesamiento y los costos de refinamiento.
Es muy importante hacer las respectivas correcciones por que haci esta estipulado en la normatividad y los parámetros de referencia que son 1 Psia y 60 ºF.
La relación existente entre el API y la gravedad especifica es que son inversamente proporcionales; es decir mientras mayor sea el API menor es la gravedad específica y viceversa.
IX.
RECOMENDACIONES
Eliminar las burbujas en la superficie del líquido, en el método del hidrómetro, para evitar medidas erróneas.
Mantener el hidrómetro seco, para evitar que cualquier líquido aumente el peso efectivo del instrumento y por consiguiente se toman lecturas erróneas.
Verificar que los instrumentos estén secos y limpios.
La temperatura de la muestra debe ser medida con exactitud para evitar errores al momento de la corrección de la gravedad API.
Las emulsiones presentes en algunos crudos pueden ameritar el uso de desemulsificante.
BIBLIOGRAFÍA
FRANCO MUÑOZ, Julián Andrés. Guías de Laboratorio de propiedades del petróleo. Prueba 1. Págs. 1-12.
CARRILLO BURGOS, Juan. Determinación de la gravedad API y densidad [En línea] [Maturín, Noviembre 2004] Disponible en [http://www.monografias.com/trabajos37/gravedad-api-densidad/gravedadapi-densidad2.shtml]
PARRA PINZÓN Ricardo. Comportamiento de la gravedad API y el volumen del petróleo y sus derivados. Editorial Universidad Surcolombiana, Noviembre del 2008. Primera edición. Neiva-Huila. Págs. 41-42;61.
