DETERMINACIÓN DE LA PRESIÓN DE VAPOR DE PRODUCTOS DEL PETRÓLEO, METODO DE REID
1.- OBJETIVO GENERAL
Determinación de la presión de vapor Reid del petróleo crudo volátil
2.- OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Aprender el procedimiento adecuado para el método Reíd
Determinar las propiedades de debe tener un hidrocarburo líquido para su almacenamiento
3.-JUSTIFICACIÓN Es importante hacer esta práctica ya que petróleo curdo es almacenado en tanques atmosféricos antes de enviarse a la refinería, si el aceite contiene cantidades significativas de componentes volátiles, parte de ellos pueden evaporizarse en los tanques de almacenamiento dando como resultado una pérdida de productos, y un peligro latente debido a que se crea una atmosfera explosiva por la liberación de gas. La presión de vapor del aceite crudo, es una forma de establecer si algunos hidrocarburos ligeros del aceite se vaporizarán en un tanque a condiciones atmosféricas. Cualquier líquido en un recipiente abierto, hierve cuando es calentado a un nivel tal que su presión de vapor es la presión atmosférica. Inversamente, un líquido no hierve mientras que su presión de vapor sea menor que dicha presión. De este modo es muy importante conocer la presión de vapor del petróleo en un tanque, porque si esta es menor que la presión atmosférica, no se presenta evaporación y por tanto no hay pérdidas de fluido.
4- FUNDAMENTO TEÓRICO PRESIÓN DE VAPOR Figura N 1:
Fuente: http://www.sabelotodo.org/fisica/presionvapor.html En el dibujo de la figura 1 se representa un recipiente cerrado, lleno parcialmente de un líquido (azul). Este líquido como toda sustancia está constituido por moléculas (bolitas negras), que están en constante movimiento al azar en todas direcciones. Este movimiento errático, hace que se produzcan choques entre ellas, de estos choques las moléculas intercambian energía, tal y como hacen las bolas de billar al chocar; algunas aceleran, mientras otras se frenan. En este constante choque e intercambio de energía, algunas moléculas pueden alcanzar tal velocidad, que si están cerca de la superficie pueden saltar del líquido (bolitas rojas) al espacio cerrado exterior como gases. A este proceso de conversión lenta de los líquidos a gases se les llama evaporación.
A medida que más y más moléculas pasan al estado de vapor, la presión dentro del espacio cerrado sobre el líquido aumenta, este aumento no es indefinido, y hay un valor de presión para el cual por cada molécula que logra escapar del líquido necesariamente regresa una de las gaseosas a él, por lo que se establece un equilibrio y la presión no sigue subiendo. Esta presión se conoce como Presión de Vapor Saturado. La presión de vapor saturado depende de dos factores:
1.-Influencia de la naturaleza del líquido El valor de la presión de vapor saturado de un líquido, da una idea clara de su volatilidad, los líquidos más volátiles (éter, gasolina, acetona etc) tienen una presión de vapor saturado más alta, por lo que este tipo de líquidos, confinados en un recipiente cerrado, mantendrán a la misma temperatura, un presión mayor que otros menos volátiles. Eso explica porque, a temperatura ambiente en verano, cuando destapamos un recipiente con gasolina, notamos que hay una presión considerable en el interior, mientras que si el líquido es por ejemplo; agua, cuya presión de vapor saturado es más baja, apenas lo notamos cuando se destapa el recipiente.
2.-Influencia de la temperatura Del mismo modo, habremos notado que la presión de vapor de saturación crece con el aumento de la temperatura, de esta forma si colocamos un líquido poco volátil como el agua en un recipiente y lo calentamos, obtendremos el mismo efecto del punto anterior, es decir una presión notable al destaparlo. La relación entre la temperatura y la presión de vapor saturado de las sustancias, no es una linea recta, en otras palabras, si se duplica la temperatura, no necesariamente se duplicará la presión, pero si se cumplirá siempre, que para cada valor de temperatura, habrá un valor fijo de presión de vapor saturado para cada líquido.
La explicación de este fenómeno puede se basa en el aumento de energía de la moléculas al calentarse. Cuando un líquido se calienta, estamos suministrándole energía. Esta energía se traduce en aumento de velocidad de las moléculas que lo componen, lo que a su vez significa, que los choques entre ellas serán más frecuentes y violentos. Es fácil darse cuenta entonces, que la cantidad de moléculas que alcanzarán suficiente velocidad para pasar al estado gaseoso será mucho mayor, y por tanto mayor también la presión.
PRESIÓN DE VAPOR PARA HIDROCARBUROS Esta característica es muy significativa ya que de una manera indirecta indica el contenido en productos livianos que determinan la seguridad durante el transporte; las pérdidas en el almacenamiento, en el transporte y la volatilidad de las naftas. Representa el factor clave en la emisión de compuestos Volátiles, COV. Además, los elementos volátiles benefician el arranque del motor en frío durante el invierno, pero podrían provocar la formación de escarcha en el carburador como resultado de la humedad atmosférica, mientras el motor logra su temperatura de régimen. Dicho inconveniente se soluciona limitando la presión de vapor y adicionando aditivos antiescarcha a la nafta. Igualmente, en verano, una exagerada proporción de hidrocarburos livianos puede generar la parada del motor por formación de una bolsa de vapor o “vapor lock” En épocas cálidas y específicamente en la montaña, la elevación de temperatura y la disminución de presión favorecen la vaporización de la nafta en el conducto de aspiración localizado entre la bomba y el depósito. Las especificaciones de las naftas ubican la presión de vapor en un rango entre 800 g/cm^2 absolutos en invierno y 650 g/cm^2 absolutos en verano.
Fuente: http://www.sabelotodo.org/fisica/presionvapor.html
5.- PROCEDIMIENTO
Primero se procedió a conectar el contenedor del baño María para calentarlo hasta una temperatura de 37,8 C y se dejó ahí calentando la cámara de vapor.
Preparación de la cámara de vapor o
Primero de removió la muestra de petróleo del refrigerador y se la inyecto en la cámara de liquido
o
Luego se conectó rápidamente la cámara del líquido con la cámara de vapor
Se conectó un manómetro en la parte superior de la cámara de vapor y se agito el tubo unas 8 veces de arriba hacia abajo.
Luego se sumergió el tubo al baño María de 37,8 C.
Una vez sumergido cada 5 min se retiró el tubo del baño María y se lo agitó el tubo 8 veces, hasta que el manómetro repita el valor de presión anterior (hasta que la presión permanezca constante).
6.- MATERIALES Y REACTIVOS
Cilindros de presión de vapor Reid de una abertura.
Contenedor de agua eléctrico.
REACTIVOS
Muestra de petróleo en estado líquido
7.- SEGURIDAD MEDIO AMBIENTE Y SALUD Las medidas básicas de seguridad que contemplan para esta práctica serán:
Mochilas, bolsones, cuadernos y otros no podrán estar sobre los mesones
Utilizar guardapolvo durante la realización de toda la práctica
Si se va a tener en contacto con el petróleo o sus derivados, realícelo con guantes latex
Maneje con mucho cuidado los equipos de laboratorio, principalmente material de vidrio.
No utilice ni manipule ningún reactivo o sustancia fuera de los que es utilizarán en la práctica
Revise las fichas técnicas de las sustancias que se utilizarán en la práctica
Verifique que no existan fugas y residuos de agua alrededor del baño de agua, sobre todo próximo a las conexiones de electricidad
Trabaje de manera ordenada, no dejes las muestras de gasolinas destapadas
Si derrama una muestra accidentalmente, limpie el residuo inmediatamente
Antes de agitar de equipo Reid, sosténgalo firmemente para que no exista riesgo de que resbale y se caiga.
Medio ambiente
No deseche petróleo ni derivados por el lavadero sin antes consultar al docente.
No deseche petróleo y derivados a los jardines
Salud antes de iniciar la práctica
El ambiente de trabajo deberá estar ventilado, por tanto si siente un intenso olor a combustible notifique al docente para desalojar los ambientes
Notifique al docente si usted es alérgico a algún material o reactivo que se va a utilizar en la práctica
Evite manipular sustancias y equipos si usted tiene alguna cortadura o herida abierta
No aspirar ni ingerir las muestra durante la realización de la práctica.
gasolina y menos sustancias extrañas
8.- MEDICIÓN CÁLCULOS Y GRAFICOS La presión a la que el manometro se mantuvo estable, es la presión de vapor. Es la siguiente:
Presión de vapor de Reid (ba)
Presión de vapor de crudo (ba)
0,62 0,628 0,69
0,818 X 0,938
Presión de vapor verdadera= 0,8317 bar
9.- CONCLUSIÓNES Y RECOMENDACIONES
Se logró determinar exitosamente que la presión de vapor Reid del crudo volátil es 0,628 Bar.
Se observó correctamente el procedimiento del método Reid Se concluyó que la presión de vapor del crudo, es una forma de establecer si algunos hidrocarburos ligeros del aceite se vaporizarán en un tanque a condiciones atmosféricas
RECOMENDACIONES Se recomienda a los estudiantes, no manipular el crudo sin la autorización del docente a cargo, ya que este es un reactivo muy volátil y por tanto muy peligroso para el laboratorio.
10.- CUESTIONARIO 1- Buscar en tablas los valores de la presión de vapor de los productos del petróleo y compare el valor leído para clasificar la muestra. R
Nombre del crudo
Pais de origen
PVR (bar)
Hassi Nigerian Kirkuk Qatar Kuwait Bachaquero
Argelia Nigeria Irak Qatar Kuwait Venezuela
0,75 0,26 0,29 0,5 0,51 0,06
El crudo de muestra tiene una PVR de 0.682 bar por tanto se encuentra entre el crudo del país de Hassi y Kuwait.
2.- Indique como se podría determinar en este método de ensayo la repetibilidad, parámetro requerido en los deportes de los laboratorios especializados. R. Para determinar la presión de vapor
por el método Reid utilizando la
repetibilidad se debe repetir el proceso como mínimo 3 veces y sacar el promedio de la presión requerida. Para aplicar en esta práctica siguientes factores:
la repetibilidad se debe tomar en cuenta los
La varianza
El tamaño de la diferencia entre las medias a separar
En nivel de significación
La potencia de la prueba
3.- Indique como se podría determinar en este método de ensayo la reproducibilidad, parámetro requerido en los deportes de los laboratorios especializados. R Para aplicar en esta práctica la reproducibilidad se debe efectuar mediciones bajo diferentes condiciones de medida, para esto se deben tomar en cuenta los siguientes puntos 1. Para que una expresión de la reproducibilidad sea válida, es necesario especificar las condiciones que han variado. 2. Las condiciones variables pueden comprender:- principio de medidamétodo de medida- observador- instrumento de medida- patrón de referencialugar- condiciones de utilización- tiempo 3. La reproducibilidad puede expresarse cuantitativamente por medio de las características de dispersión de los resultados. 4. Los resultados aquí considerados son habitualmente resultados corregidos.
BIBLIOGRAFÍA sabelotodo.org, (2010), Presión de Vapor, Recuperado el 13 de octubre del 2012. de:
http://www.sabelotodo.org/fisica/presionvapor.html
ANEXOS Equipo armado
Lectura de la presión de vapor en el manómetro
