PRACTICA N°3 DETERMINACION DEL DEL CONTENIDO DE AGUA Y SEDIMENTOS SEDIMENTOS EN EL PETROLEO CRUDO POR EL METODO DE LA CENTRIFUGA A S T D T M D9 D96 -88
JULIAN DAVID BLANCO SANCHEZ Código 2008275452 YILMAR LUGO CASTRO Código 2008172007 KEVIN RENGIFO TORRES Codigo 2008277323
PRESENTADO EN LA ASIGNATURA:
CRUDOS Y DERIVADOS
A LA PROFESORA:
ING. AIDEE MORALES
UNIVERSIDAD SURCOLOMBIANA FACULTAD DE INGENIERIA PROGRAMA DE INGENIERIA DE PETROLEOS
BASES TEORICAS Emulsion: mezcla de dos líquidos inmiscibles de manera más o menos homogénea. Un líquido (la fase dispersa) es dispersado en otro (la fase continua o fase dispersante). Muchas emulsiones son emulsiones de aceite/agua.
A. Dos líquidos inmiscibles, fase I y fase II, no emulsificados. B. Emulsión de fase II disperso en la fase I. C. La emulsión inestable se separa progresivamente. D. Las posiciones surfactantes (borde púrpura) en las interfaces entre la fase I y la fase II; estabilizan la emulsión. Desemulsificante: Un desemulsificante con aplicación en el tratamiento de crudo es usualmente una molécula con carácter hidrofílico/lipofílico parcialmente soluble en la fase continua (aceite) y en la fase dispersa (agua); esta propiedad permite que la molécula del desemulsificante se posicione en la interfase de la emulsión (figura 1). Ocasionando la ruptura de la película interfacial que rodea a las partículas de la fase dispersa. Normalmente la eficiencia del desemulsificante tiene relación directa con el peso molecular. En general se ha observado que desemulsificantes con alto peso molecular presentan un mejo r desempeño (figura 2).
Varsol:
PROPIEDADES FÍSICO-QUÍMICOS
Sinónimos: Benzolina, Nafta de pintores, Solvente refinado de Nafta, Thinner, mineral, Herbitox, Licor de petróleo, Licor blanco, Trementina mineral, Licor Mineral Composición: Mezcla de Hidrocarburos alifáticos y aromáticos. Apariencia: Líquido claro de olor punzante característico. Gravedad Específica (Agua=1): 0.79 / 20°C Punto de Ebullición (ºC): 120-180 Punto de Fusión (ºC): -40 Densidad Relativa del Vapor (Aire=1): 4.8 Presión de Vapor (mm Hg): 7.0 / 30°C Solubilidad: Insoluble en agua
ALMACENAMIENTO Y MANIPULACION
Almacenamiento: Lugares ventilados, frescos y secos. Lejos de fuentes de calor e ignición. Separado de materiales incompatibles. Rotular los recipientes adecuadamente y mantenerlos bien cerrados. Manipulación: Usar siempre protección personal así sea corta la exposición o la actividad que realice con el producto. Mantener estrictas normas de higiene, no fumar, ni comer en el sitio de trabajo. Usar las menores cantidades posibles. Conocer en dónde está el equipo para la atención de emergencias. Leer las instrucciones de la etiqueta antes de usar el producto. Rotular los recipientes adecuadamente.
PROCEDIMIENTO
y
y
Se llenaron 4 zanahorias, cada una con 50 ml de crudo TENAX 1 Y 2, 50 ml de solvente varsol y 2 gotas de desemulsificante Ecopetrol. El procedimiento se realizo tal y como se especificaba en a guía.
TABLA DE DATOS
Zanahoria
1
Zanahoria
2
Zanahoria
3
Zanahoria
Crudo Tenax 1 y 2
50 ml
50 ml
50 ml
50 ml
Solvente
50 ml
50 ml
50 ml
50 ml
Desemulsificante
2 gotas
2 gotas
2 gotas
2 gotas
4
TABLA DE RESULTADOS
Zanahoria
1
Zanahoria
2
Zanahoria
3
Zanahoria
1 lectura
0.05 ml
0.01 ml
0.02 ml
0.01 ml
2 lectura
0.05 ml
0.02 ml
0.03 ml
0.01 ml
4
MUESTRA DE CALCULOS
Se obtuvo la misma lectura en las 2 pruebas en las zanahorias 1 y 4. Cantidad de agua y sedimentos promedio para esta muestra de crudo.
La Velocidad de rotación en revoluciones por minuto utilizados en el laboratorio.
%
error en la rapidez de centrifugación:
Porcentaje de
BSW
de la muestra de crudo TENAX 1 Y 2:
ANALISIS DE RESULTADOS El BSW obtenido en esta práctica fue del 0.06 % lo que indica que este crudo es apto para transportar en tubería ya que para esto se necesita un porcentaje menor al 1 % y también es aceptable para el proceso de refinación ya que cumple con la condición de ser menor al porcentaje de 0.5 %. Según la norma ASTM D 96 ± 88 la centrifuga debe girar a una rapidez de 1600 rpm, en este laboratorio se calculo una rapidez de 1627 rpm con un diámetro interno de 404 mm, presentando un error del 1.68 % que no afecta en gran proporción los resultados.
CUESTIONARIO
1. ¿Qué efectos tiene el desemulsificante y el solvente sobre la emulsión? Los efectos que traen consigo la utilización de desemulsificantes y solventes es permitir el rompimiento de interfaces ayudando a separar el agua del crudo, además el solvente también ayuda en este proceso a hacer que el crudo viscoso y espeso se convierta en una solución homogénea fácil de manipular para así poder obtener resultados del agua en emulsión.
2. ¿Tiene alguna importancia la escogencia del desemulsificante apropiado? ¿Por qué? Su importancia depende de la eficiencia requerida a la hora de romper los enlaces de las emulsiones que contiene el crudo para tener una mayor rapidez en el reacomodo de las moléculas.
3. ¿Por qué se sumerge el tubo de centrifuga en el baño de temperatura hasta la marca de 100ml? Al sumergir toda la centrifuga al baño maría se calienta simultáneamente toda la muestra, disminuyendo el porcentaje de error en el momento de medir la cantidad de agua y sedimentos ( BSW). 4. ¿Por qué la cantidad de agua detectada por el método de centrifugación es casi siempre menor que el contenido de agua real? Esto se debe a que la fuerza de la centrifuga no es lo suficientemente grande como para superar la tensión superficial del crudo y lograr el desprendimiento de las moléculas de agua que están en el crudo para así lograr su reagrupación. 5. ¿Por qué no se debe adicionar mucha cantidad de desemulsificante a la muestra? Porque al agregar mucha cantidad de desemulsificante, aumenta la tensión superficial del crudo y esto implica mayor trabajado a la hora de separar las moléculas de agua del crudo y el desemulsificante debe ser usado en forma de solución como patrón solvente o premezclado con el solvente. 6. ¿Cuál es la aplicabilidad industrial de esta práctica? En la industria es muy importante la determinación del BSW, ya que la comercialización, transporte y venta de este se basa principalmente en las
normas vigentes las cuales establecen que un crudo de excelente calidad debe tener un BSW de 0.5%, además es importante saber su contenido de agua y sedimentos para evitar daños en las tuberías y problemas durante su transporte con un máximo de BSW de 1%. También permite la clasificación del crudo, pues en la industria se compra el crudo neto y a mayor % de BSW, el precio de compra del crudo disminuye y se tiene que invertir más para ser refinado. El alto contenido de BSW en un crudo acarrea problemas de corrosión a equipos y problemas en el proceso de transporte.
7.
¿Qué sucede si la centrifuga se coloca desbalanceada? Puede dañar las zanahorias y consigo la muestra, ya que esta máquina trabaja a altas revoluciones logrando alcanzar altas presiones, además al trabajar con fuerzas centrípetas que deben ser de iguales magnitudes y direcciones pero en sentidos opuestos para que exista un equilibrio en la rotación. Las muestras deben ser colocadas de tal forma que se encuentren balanceadas, porque de lo contrario la maquina al girar puede perder el equilibrio y quebrar las zanahorias.
8. ¿Cuáles son los rangos de calibración de los tubos de centrifuga utilizados? Los rangos de calibración utilizados en esta experiencia oscilan entre 1500 a 1600 rpm a una temperatura entre 57 a 63°C. CALI BRACION Y TOLERANCIA PARA EL TU BO DE CENTRIFUGA DE 6 PULGADAS
RANGO (mm)
SUBDIVISIONES (mm)
0.0 a 0.1 0.1 a 0.3 0.3 a 0.5 0.5 a 1.0 1.0 a 1.5 1.5 a 2.0 2.0 a 3.0 3.0 a 5.0 5.0 a 10 10 a 25 50 a 75 a 100
0.05 0.05 0.05 0.10 0.10 0.10 0.20 0.50 1.00 5.00 10.0
TOLERANCIA AL VOLUMEN (mm) 0.020 0.030 0.050 0.075 0.100 0.200 0.300 0.500 0.750 1.000 1.500
CALI BRACION Y TOLERANCIA PARA EL TU BO DE CENTRIFUGA DE 8 PULGADAS
RANGO (mm)
SUBDIVISIONES (mm)
0.0 a 1.0 0.1 a 0.3 0.3 a 0.5 0.5 a 1.0 1.0 a 2.0 2.0 a 3.0 3.0 a 5.0 5.0 a 10 10 a 25 25 a 100
0.05 0.05 0.05 0.10 0.10 0.20 0.50 1.00 5.00 25.0
TOLERANCIA AL VOLUMEN (mm) 0.02 0.03 0.05 0.05 0.10 0.10 0.20 0.50 1.00 1.00
9. A una batería de recolección llegan 950 BPD del pozo 5 con un BSW de 28 % y una temperatura de 90° F y con él se mezclan 1530 BPD de otros pozos con un BSW de 49 % y una temperatura de 95° F. a. ¿Cuál es el
BSW
de la mezcla?
b. Si tenemos en el pozo 5 (A) una gravedad específica a la temperatura de 90 f de 0.893 y en los otros pozos ( B) una gravedad especifica de 0.873 a la temperatura de 95 F, determinar cuál es la gravedad API de la mezcla. c. ¿Cuánta agua hay que retirar para dejar la mezcla de crudos a condiciones de refinería?
CAMPO A B
%BSW 28 49
T (°F) 90 95
Ge t 0.893 O.873
Hallando la Ge t por interpolación partiendo de la siguiente tabla: /°C x 10-5 97 75 68 66
GeT 0.63 0.78 0.85 0.95
Para el crudo A:
Ge90°F 0.839 0.893 0.939
GeT 0.85 0.904 0.95
/°C x 1068
GeT 0.85 0.886 0.95
/°C x 10-5 68
66
Para el crudo B:
Ge95°F 0.837 0.873 0.937
Hallando la °API:
Para el crudo A:
Para el crudo B:
Hallando el volumen de agua por medio de:
66
Donde:
SW: agua y sedimentos Vol total: volumen total Teniendo como base de cálculo 1 día.
Para el crudo A
Para el crudo B
Hallando el volumen de crudo seco a cada temperatura ( Vcst):
Para el crudo A
Para el crudo B
Hallando el volumen de crudo seco a 60°F ( VcsT ):
El factor de reducción volumétrico se halla con la utilización de la tabla 6 de las Tablas de medición de petróleo (ASTM-IP), utilizando las temperaturas del campo y la °API Hallando el Fv por interpolación para el crudo A
°API 25 25.03 26
Fv 0.9879 0.987897 0.9878
Hallando el Fv por interpolación para el crudo B
°API 28 28.21 29
Fv 0.9855 0.985458 0.9853
Teniendo ya los volúmenes de crudo seco a 60°F se pueden sumar:
Luego entonces, se suman los v olúmenes de agua, a los cuales anteriormente se designaron como SW:
Sabiendo que el agua no tiene la misma propiedad del petróleo de expandirse con la temperatura, se halla un volumen total, sumando el volumen total de crudo seco a 60°F y el volumen total de agua obtenido:
Finalmente se halla el BSW de la mezcla aplicando:
Hallando la gravedad especifica de la mezcla (Gemz):
Hallando la fracción volumétrica a 60°F (XT):
CAMPO A B
%BS W 28 49
T °F
Vt
90 95
BPD 950 1530
Get 0.893 O.87 3
GeT
°API
0.904 25.03 0.886 28.21
Vcst
VcsT
XT
BPD 684 780.3
BPD 675 769
0.47 0.53
1444
1.00
Hallando la °API mz:
Conociendo que el BSW máximo con el que un crudo debe llegar a refinaría es de 0.5%, se halla el volumen de agua a retirar para que cumpla con esta condición aplicando:
Donde:
SW: agua y sedimentos Vol total: volumen total
IMPORTANCIA EN LA INDUSTRIA
La determinación del contenido de sedimentos y agua es importante porque con el se pueden establecer con precisión los volúmenes netos de petróleo crudo que se negocia en transacciones de venta, intercambio, transferencia de custodia, liquidación de regalías e impuestos sobre petróleo crudo. A mas alto porcentaje BSW el API del crudo es menor y por ende su precio va a ser bajo y el tratamiento va a ser mas costoso.
CONCLUSIONES El método de determinación de BSW por centrifugación es muy práctico para utilizarlo en trabajos de rutina o en trabajos de campo por su practicidad; sin embargo, no es factible para mediciones de mayor complejidad, ya que estos requieren equipos más sofisticados. La variabilidad de BSW que se presenta entre las diferentes zanahorias está sujeta a errores de medición, pérdidas de muestra de crudo, inexactitud de las rpm de la centrifuga, o cambios de temperatura fuera del rango permitido; por tanto es importante tener cuidado en la realización del procedimiento. Una excesiva cantidad de agua y sedimentos en el petróleo crudo, también puede generar problemas operacionales, como corrosión de equipos y problemas en el procesamiento y transporte del mismo, generando costos de tratamiento y reparación.
BIBLIOGRAFIA
y
y
http://www.sencamer.gob.ve/sencamer/normas/2582-89.pdf
http://www.arvicr.com/PDF/PRODUCTOS%20DESINFECCION %20AGRICOLA/HOJAS %2 0DE%20SEGURIDAD/CRIOLINA.pdf
y
http://www.cisproquim.org.co/HOJAS_SEGURIDAD/Gasolina.pdf
y
Biblioteca
y
Guias de laboratorio de crudos y derivados.
de consulta Microsoft encarta 2004.
