PRACTICA DE LABORATORIO N° 10 MÉTODO ESTÁNDAR PARA LA DETERMINACIÓN DE PRODUCTOS DEL PETRÓLEO POR DESTILACIÓN ASTM (D86-90) BJETIVOS GENERAL o
Determinar el porcentaje y el rango de destilación de un crudo refinable.
ESPECI!ICOS o
Lograr separar el crudo en mezclas menos complejas por medio de las diferencias de sus
o
puntos de ebullición. Construir la curva ASTM a partir de las temperaturas de ebullición volumtricas y los vol!menes determinados en el laboratorio y posteriormente corregidos a travs de la
o
aplicación de fórmulas y gr"ficas. #btener las temperaturas promedio molar$ medio y en peso$ los factores de caracterización %oup$ las pendientes$ las gravedades especificas y los calores re&ueridos para cada una de
o
o
las fracciones determinadas y en especial para el crudo. Aprender a realizar el montaje de laboratorio$ comprendiendo la importancia importancia de cada uno de los pasos para su elaboración. Comprender y analizar las medidas de seguridad a tener en cuenta en el laboratorio.
ASPECTOS TEÓRICOS D"#$%&'%* 's el proceso de separación f(sico en el &ue se aprovec)a la diferencia de la temperatura de ebullición de los componentes de una mezcla. 'n este proceso el vapor de una mezcla l(&uida en ebullición$ &ue ser" m"s concentrado en el componente de mayor volatilidad respecto de la concentración original del l(&uido$ se transfiere a una superficie fr(a donde se condensa. 'ste mtodo permite la purificación e identificación de l(&uidos. Todo Todo aumento de temperatura &ue se provoca sobre el l(&uido produce un aumento en la energ(a cintica de sus molculas y$ por lo tanto$ de su presión de vapor. *sta se debe a la tendencia de las molculas a salir de la superficie y es diferente para l(&uidos distintos. Cuando la presión de vapor es igual a la presión atmosfrica$ el l(&uido )ierve. Si se trata de un l(&uido puro la temperatura se mantendr" constante durante toda le ebullición. P+*$, " ".+&&%%* +uede referirse como la temperatura a la cual la presión de vapor de ste se e&uilibra con la presión atmosfrica$ en el caso de una mezcla la suma de las presiones parciales de los componentes debe igualarse a la presión e,terna. P+*$, #", 's la lectura del termómetro &ue se observa en el momento &ue la !ltima gota de l(&uido es evaporado del punto m"s bajo del balón de destilación. Cual&uier gota en el lado del •
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balón de destilación o en el termómetro$ se desec)an. 'l punto seco puede ser reportado en cone,ión con propósitos especiales de usados en la industria de la pintura. P+*$, " D"#,/,#%%* 's la lectura del termómetro &ue coincide con las primeras indicaciones -vapores de la descomposición trmica del l(&uido en el balón de destilación. P,"*$'2" R"+"', 's el volumen en mililitros de condensado observado en el recipiente recibidor graduado$ en asocio con una lectura simult"nea del termómetro. P,"*$'2" " ",., 's el m",imo porcentaje recuperado. P,"*$'2" $,$'& "+"', 's la combinación del porcentaje de recobro y los residuos en el balón de destilación. P,"*$'2" " P3%' /00 menos el porcentaje total recuperado. P,"*$'2" " R"#%+, 's el porcentaje total recuperado menos el porcentaje de recobro$ o el volumen de residuo en mil(metros si se mide directamente. P,"*$'2" E4',', 's la suma del porcentaje de recobro y el porcentaje de perdida.
D"#$%&'%* "& "$&", La refinación del petróleo se inicia con la separación del petróleo crudo en diferentes fracciones de la destilación. Las fracciones se tratan m"s a fondo para convertirlas en mezclas de productos con los derivados del petróleo netamente comerciables y m"s !tiles por diversos y diferentes mtodos$ tales como cra&ueo$ reformado$ al&uilación$ polimerización e isomerización. De acuerdo a lo anterior los procesos de refinación del petróleo para tratar y poder transformar los diferentes derivados del petróleo son los siguientes1 D"#$%&'%* (!'%,*'/%"*$,) (!'%,*'/%"*$,) Consiste en la separación de los componentes de una mezcla de l(&uidos por vaporización y recolección de las las fracciones o cortes$ &ue condensan en diferentes rangos de temperatura. R"5,/' La reforma es un proceso &ue utiliza calor$ presión y un catalizador -por lo general contiene platino para provocar reacciones &u(micas con naftas actualizar el alto octanaje de la gasolina y como materia prima petro&u(mica. C'+", (A7%"$'/%"* ( A7%"$'/%"*$,) $,) 'n el refino de petróleo los procesos de cra&ueo descomponen las molculas de )idrocarburos m"s pesados -alto punto de ebullición en productos m"s ligeros como la gasolina y el gasóleo. A&+%&'%* #lefinas -molculas y compuestos &u(micos tales como el propileno y el butileno son producidos por el cra&ueo catal(tico y trmico. Al&uilación se refiere a la unión &u(mica de estas molculas de luz con isobutano para formar molculas m"s grandes en una cadena ramificada -isoparafinas &ue se forma para producir una gasolina de alto octanaje. I#,/"%'%* La 2somerización se refiere a la reorganización &u(mica de los )idrocarburos de cadena lineal -parafinas$ por lo &ue contienen ramificaciones unidas a la cadena principal -isoparafinas. P,&%/"%'%*1 3ajo la presión y la temperatura$ m"s un catalizador "cido$ las molculas de luz de )idrocarburos insaturados reaccionan y se combinan entre s( para formar molculas m"s grandes de)idrocarburos. 'ste proceso con los suministros de petróleo se puede utilizar para reaccionar butenos con iso4butanopara obtener una gasolina de alto octanaje.
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balón de destilación o en el termómetro$ se desec)an. 'l punto seco puede ser reportado en cone,ión con propósitos especiales de usados en la industria de la pintura. P+*$, " D"#,/,#%%* 's la lectura del termómetro &ue coincide con las primeras indicaciones -vapores de la descomposición trmica del l(&uido en el balón de destilación. P,"*$'2" R"+"', 's el volumen en mililitros de condensado observado en el recipiente recibidor graduado$ en asocio con una lectura simult"nea del termómetro. P,"*$'2" " ",., 's el m",imo porcentaje recuperado. P,"*$'2" $,$'& "+"', 's la combinación del porcentaje de recobro y los residuos en el balón de destilación. P,"*$'2" " P3%' /00 menos el porcentaje total recuperado. P,"*$'2" " R"#%+, 's el porcentaje total recuperado menos el porcentaje de recobro$ o el volumen de residuo en mil(metros si se mide directamente. P,"*$'2" E4',', 's la suma del porcentaje de recobro y el porcentaje de perdida.
D"#$%&'%* "& "$&", La refinación del petróleo se inicia con la separación del petróleo crudo en diferentes fracciones de la destilación. Las fracciones se tratan m"s a fondo para convertirlas en mezclas de productos con los derivados del petróleo netamente comerciables y m"s !tiles por diversos y diferentes mtodos$ tales como cra&ueo$ reformado$ al&uilación$ polimerización e isomerización. De acuerdo a lo anterior los procesos de refinación del petróleo para tratar y poder transformar los diferentes derivados del petróleo son los siguientes1 D"#$%&'%* (!'%,*'/%"*$,) (!'%,*'/%"*$,) Consiste en la separación de los componentes de una mezcla de l(&uidos por vaporización y recolección de las las fracciones o cortes$ &ue condensan en diferentes rangos de temperatura. R"5,/' La reforma es un proceso &ue utiliza calor$ presión y un catalizador -por lo general contiene platino para provocar reacciones &u(micas con naftas actualizar el alto octanaje de la gasolina y como materia prima petro&u(mica. C'+", (A7%"$'/%"* ( A7%"$'/%"*$,) $,) 'n el refino de petróleo los procesos de cra&ueo descomponen las molculas de )idrocarburos m"s pesados -alto punto de ebullición en productos m"s ligeros como la gasolina y el gasóleo. A&+%&'%* #lefinas -molculas y compuestos &u(micos tales como el propileno y el butileno son producidos por el cra&ueo catal(tico y trmico. Al&uilación se refiere a la unión &u(mica de estas molculas de luz con isobutano para formar molculas m"s grandes en una cadena ramificada -isoparafinas &ue se forma para producir una gasolina de alto octanaje. I#,/"%'%* La 2somerización se refiere a la reorganización &u(mica de los )idrocarburos de cadena lineal -parafinas$ por lo &ue contienen ramificaciones unidas a la cadena principal -isoparafinas. P,&%/"%'%*1 3ajo la presión y la temperatura$ m"s un catalizador "cido$ las molculas de luz de )idrocarburos insaturados reaccionan y se combinan entre s( para formar molculas m"s grandes de)idrocarburos. 'ste proceso con los suministros de petróleo se puede utilizar para reaccionar butenos con iso4butanopara obtener una gasolina de alto octanaje.
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'n la pr"ctica realizamos la prueba de destilación m"s com!n en el mundo del petróleo &ue es la separación de fracciones del petróleo por torres de fraccionamiento. 'n esta$ el petróleo asciende por la torre aumentando su temperatura$ obtenindose los derivados de este en el siguiente orden1 /. 5esi 5esidu duos os sóli sólido doss 6. Aceite Aceitess y lubric lubricant antes es 7. 8asó 8asóle leo o y fuel fuel 9. :uer :ueros osen eno o ;.
. Diso Disolv lven ente tess ?. 8L+ -8ase -8asess licuado licuadoss del petról petróleo eo
T'.&' T'.&' " +*$,# " ".+&&%%* '&7+*'# #+#$'*%'# SUSTANCIA G'#,&%*' <",#"*" ACPM G'#,&%*' L%4%'*' A"%$" L+.%'*$" R"#%+,#
TEMPERATURA DE EBULLICIÓN (!) 160-:;0 :00-=00 =;0-;>; :>;-8;0 ;00-1100 ?1100
PROCEDIMIENTO
3
T'.&' 1@ D'$,# ,.$"*%,# "* &' +".' Volumen destilado (ml) 1gota 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38
" "#$%&'%* "& +, "& C'/, D%*' T"%'%,@
Temperatura ( °C) 78 80 86 92 98 102 108 114 124 128 132 140 144 150 154 160 162 172 188 200 210 210 214 220 224 210 194 178 182 178 158 156 218 178 174 162 154 140 138
4
39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62
150 114 120 130 135 150 160 175 180 210 220 230 235 240 245 250 255 260 260 255 250 248 245 243
T"/"'$+' " &'.,'$,%, ; °C V,&+/"* %*%%'& " /+"#$' 100 /& V,&+/"* "#$%&', :0 /& V,&+/"* "#%+, 6> /&
CÁLCULOS Correi!n de la temperatura por presi!n" La presión del laboratorio se tomó como la presión atmosférica de Neiva tomando en c!enta !na temperat!ra promedio de 30"# $ !na alt!ra de 442 m sobre el nivel del mar% &tili'ando la ec!ación de la le$ de la distrib!ción barométrica se tiene(
5
− ( Pi = Po e
Mi .g . z RT
)
Pi =96.4 Kpa Pi =723.06 mmHg
)a *!e ⧋+ , 150 mm-. con relación a la presión normal !tili'amos la ec!ación de /idne$ )o!n. para corre.ir las temperat!ras de eb!llición( Cc= 0.00012 ( 760 − P ) ( 273 + tc ) onde + es la presión barométrica mm-. 723%06mm-. tc es la temperat!ra de eb!llición "# o
t =tc±Cc +ara la temperat!ra de eb!llición tenemos( Cc= 0.00012 ( 760 −723,06 ) ( 273 + 78 )=1,56 o
t =78 +1,61=79,56 •
Correi!n del #olumen por presi!n"
Vci= Vdi +
( Li¿ )Vp
c
onde ci es el vol!men corre.ido para cada fracción Li corresponde al nmero de la lect!ra Lt es el nmero total de lect!ras di es el vol!men destilado para cada lect!ra pc es el vol!men de perdida corre.ido% Vpc = AL+ B onde( L es el porcentae de pérdida calc!lada de los datos de pr!eba $ corresponden a las constantes !sadas para corre.ir pérdidas en destilación asta condiciones de presión normal: $resi!n% mm&g
'
720 723%06
0%600 0%620502
0%200 0%189596
6
730
L=
0%667
0%166
Vp ∗100 Vt
onde t es el vol!men total de la m!estra 100ml p es el vol!men de pérdida:
Vp=V t −( V D + V R ) onde t es el vol!men total de la m!estra 100ml es el vol!men de destilado 62ml ; es el vol!men de resid!o 25 ml /iendo as<(
Vp= 100 ml −( 62 ml + 25 ml )= 13 ml L=
13 ml
∗100 =13
100 ml
Vpc =( 0,620502 ) ( 13 ) + B ( 0,189596 ) =8,256
( ) Li
Vci= Vdi +
63
8,256 ml
+ara la temperat!ra de eb!llición con vol!men 0 ml el vol!men corre.ido(
( )
Vceb .= 0 ml +
•
1
63
8,256 ml= 0,131
$orentae de #olumen orregido"
%Vc=
Vci
∗100
Vct
onde ci corresponde al vol!men corre.ido en cada lect!ra ct es el vol!men corre.ido total%
7
Ta*la 2+ ,atos orregidos de la prue*a de destilai!n del rudo del Campo ,ina Teriario+
8
-etura
Temperatura orregida (°C)
Volumen orregido (ml)
. #olumen orregido
1 79%56
0%13
0%19
81%56
1%26
1%80
87%59
2%39
3%41
93%62
3%52
5%02
99%64
4%66
6%63
103%66
5%79
8%24
109%69
6%92
9%85
115%72
8%05
11%46
125%76
9%18
13%07
129%78
10%31
14%68
133%80
11%44
16%29
141%83
12%57
17%90
145%85
13%70
19%51
151%88
14%83
21%12
155%89
15%97
22%73
161%92
17%10
24%33
163%93
18%23
25%94
173%97
19%36
27%55
190%04
20%49
29%16
202%10
21%62
30%77
212%14
22%75
32%38
212%14
23%88
33%99
216%16
25%01
35%60
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
24 222%19
26%15
37%21
226%20
27%28
38%82
212%14
28%41
40%43
196%07
29%54
42%04
180%00
30%67
43%65
184%02
31%80
45%26
180%00
32%93
46%87
159%91
34%06
48%48
157%90
35%19
220%18
36%32
51%70
180%00
37%46
53%31
175%98
38%59
54%92
163%93
39%72
56%53
155%89
40%85
58%14
141%83
41%98
59%75
139%82
43%11
61%36
151%88
44%24
62%97
115%72
45%37
64%58
121%74
46%50
66%19
131%79
47%64
67%80
136%81
48%77
69%41
151%88
49%90
71%02
161%92
51%03
72%63
176%99
52%16
74%24
182%01
53%29
75%85
25 26 27 28 29 30 31 32 50%09
33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48
49 212%14
54%42
77%46
222%19
55%55
79%07
232%23
56%68
80%68
237%25
57%81
242%27
58%95
83%90
247%30
60%08
85%51
252%32
61%21
87%12
257%34
62%34
88%73
262%36
63%47
90%34
262%36
64%60
91%95
257%34
65%73
93%56
252%32
66%86
95%17
250%31
67%99
96%78
247%30
69%13
98%39
245%29
70%26
100%00
50 51 52 82%29
53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63
300%00 250%00 200%00 150%00 Temperatura 100%00 50%00
10%00 30%00 50%00 70%00 90%00 20%00 40%00 60%00 80%00 100%00 . Vol+ Corregido
ra 1+ Temperatura Vs Volumen orregido
1er /rai!n
3er /rai!n 2da /rai!n
ra 2+ Cur#a 'T del rudo poo so
C," contin!ación aremos los respectivos c=lc!los para el cr!do %
Calulo del punto de e*ullii!n promedio #olumetrio del rudo% Tp#" #on los datos obtenidos en la c!rva />? calc!lamos la temperat!ra de eb!llición promedio vol!métrica !tili'ando los si.!ientes metodos( Ta*la 4+ angos para temperaturas del rudo+ . Volumen 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Tpv =
Tpv =
Temperatura (°C) 1173 1486 1735 1933 2092 2224 2340 2454 2577
Temperatura (°/) 24314 29948 34430 37994 40856 43232 45320 47372 49586
T 10 + T 20 + T 30 + T 40 + T 50 + T 60 + T 70 + T 80 + T 90 9
T 10 +T 30 + T 50 + T 70 + T 90
%eo=
5
392,28 − 389,01 392,28
=392,28 ° F
=389,01 ° F
! 100= 0,84
/e opta por tomar el primer valor de temperat!ra promedio vol!métrica $a *!e se tomaron en c!enta m=s datos en s! c=lc!lo% +or lo c!al p!de ser m=s precisa •
Calulo de otras temperaturas del rudo" partir de la temperat!ra de eb!llición promedio vol!métricas del cr!do en !nidades in.lesas calc!lamos la pendiente / de la c!rva />?:
"=
T 90 −T 10 90−10
" = 3,159
=
495,86− 243,14 90 −10
&tili'ando la @.!ra 23%25 de la norma />? 86 $ teniendo la pendiente de la c!rva b!scamos los factores de corrección para obtener otras temperat!ras( Temperatura de e*ullii!n promedio en peso"
Tp#=Tpv + Fc1
Temperatura (°/) 200 392 400
/ator de orrei!n 8 397 38
Fc1 $ 4 Tp#=392 + 4 =396
Temperatura de e*ullii!n promedio u*ia"
Tpc =Tpv + Fc 2 Temperatura (°/) 200 392 400
/ator de orrei!n 75 606 6
Fc2 $−6 Tpc =392−6 =386 Temperatura de e*ullii!n promedio medio"
Tpm=Tpv + Fc 3 Temperatura (°/) 200 392 400
Fc3 $−17
Tpm=392−17 =375
/ator de orrei!n 24 168 165
Temperatura de e*ullii!n promedio molar"
TpM =Tpv + Fc 4 Temperatura (°/) 200 392 400
/ator de orrei!n 365 3218 32
Fc4 $ −32
Tpm=392−32=360
Ta*la 4+ Temperaturas promedio del rudo de ampo ,ina Teriario+ Temperaturas Tp# Tp: Tp Tpm Tp
(°/) 392 396 386 375 360
(°) 852 856 846 835 820
Calulo del ;ator de arateriai!n del rudo%
√ Tpm 3
Ko%p=
&T
La .ravedad espec<@ca del cr!do la determinamos en la pr!eba *!e corresponde a la norma />? 28782 Aeterminación de la .ravedad +B $ la .ravedad especi@ca del petróleo cr!do $ los derivados del petróleoC en donde encontramos *!e la m!estra posee !na .ravedad +B de 24%34" $ por lo tanto !na .ravedad especi@ca de 0%908: por lo tanto(
&T =0.908
√ 835 =10,37 3
Ko%p=
•
0,908
Calulo del peso moleular del rudo% " 0.118
M =204.38 ¿ Tpm
¿ &T 1.88∗e (
0.00288 Tpm − 3.075&T )
0,918 0.00288 ( 835 )−3.075 (¿)
¿ 0.118 M =204.38 ¿( 835 ) (0,918 )1.88∗e ¿ M =292,86 lb /lbm •
Calulo de la $resi!n seudor=tia del rudo" &tili'ando la @.!ra 2329 de la norma />? 86 $ conociendo la .ravedad +B de la m!estra 24%34"+B $ la temperat!ra promedio medio 375"D b!scamos la +resión se!docr
AP' =
141,5
&T
−131,5=24,34
"+B
+resión se!docr
20 24+34 25
"Pc = 473,3 p"ia •
Calulo de la $resi!n pseudorreduida del rudo" La presión del laboratorio la tomamos como 723%06 mm-. 723,06 mmHg!
•
"P =
P "Pc
"P =
13,98 414,62
14,697 p"ia 760 mmHg
= 13,98 p"ia
=0,034
Calulo de la temperatura seudor=tia del rudo" &tili'ando la @.!ra 2327 de la norma />? 86 $ conociendo la .ravedad +B de la m!estra 24%34"+B $ la temperat!ra promedio molar 360"D b!scamos la >emperat!ra se!docr
>emperat!ra se!docr
740
25
"Tc =1200 ° R
•
Calulo de la temperatura seudorreduida del rudo" La presión del laboratorio la tomamos como 30"# es decir 545%67"; temperat!ra a la c!al se calc!lo la presión del laboratorio:
"T =
T "Tc
"T =0.455
•
Calulo del alor espeio del rudo"
Cp=
0.388 + 0.0045 ∗Tp#
√ &T
#on el valor de la temperat!ra promedio en peso calc!lada anteriormente 396"D $ re.istrada en la tabla 4% tenemos(
Cp= •
0.388 + 0.0045∗396
√ 0,908
=2,277 Bt% / lbm°F
Clulo del alor latente de #aporiai!n del rudo"
( v =
110.9 −0.09 ∗Tp#
& T
#on el valor de la temperat!ra promedio en peso calc!lada anteriormente 396"D $ re.istrada en la tabla 4% tenemos(
( v =
110.9 −0.09 ∗396 0,908
( v =82,885 Bt% / lbm
•
Calulo de la entalpia li>uida del rudo%
HL:
&tili'ando la @.!ra 53 A-eat content of petrole!m fractionsC $ conociendo la temperat!ra del laboratorio 86"D $ la .ravedad +B 24%34"+B b!scamos la entalpia li*!ida del cr!do(
H L = 40 Bt% / lb #orrección del la entalpia li*!ida por el Eo!p( )
H l = H l∗ Fc Fn la misma .ra@ca b!scamos el factor de corrección $a *!e el Eo!p es diferente a 12:
/ator de orrei!n 0%79
Fc= 0,79 e esta forma tenemos( ) H l =31,6 Bt/ lb •
Calulo de la entalpia de #apor del rudo%
Hv :
&tili'ando la @.!ra 53 A-eat content of petrole!m fractionsC $ conociendo la temperat!ra promedio medio del cr!do 396"D $ la .ravedad +B 24%34"+B b!scamos la entalpia li*!ida del cr!do( °'$? 20 24+34 30
@ntalpia de #apor% tuAl* 325 32934 335
H v =329,34 Bt / lb #orrección de la entalpia de vapor por Eo!p( )
H v = H v − Fc Fn la misma .ra@ca encontramos *!e el factor de corrección para la entalpia de vapor correspondiente a !n factor de caracteri'ación de 10%37 $ a !na temperat!ra de 396"D de es de(
Fc=−1 +or lo tanto tendr
H v =330,34 Bt / lb #orrección de la entalpia de vapor por presión( ) )
)
H v = H v − Fc Fn la @.!ra s!perior i'*!ierda del mismo .ra@co b!scamos el factor de correccion para !na presión de 13%98 psia *!e corresponde a la presión del
laboratoio $a *!e la menor presión *!e aparece en la .ra@ca es de 50 psia con FGcel acemos !na eGtrapolación obteniendo el si.!iente factor de corrección(
Fc=¿ 112 e esta forma tenemos( ) )
H v =329,22 Bt / lb
•
Calulo de la masa de rudo destilado" +ara allar la masa del cr!do destilado calc!lamos la .ravedad espec<@ca del cr!do a la temperat!ra del laboratorio $ a contin!ación allamos la densidad del cr!do de donde podemos despear la masa $a *!e conocemos el vol!men de cr!do destilado(
&86 ° F =& T −
* 1.8
(86 −60 )
#onociendo la .ravedad espec<@ca del cr!do a 60"D 0%908 calc!lamos el factor H(
T 0+85 0+908 0+95
B 10D5 68 66%84 66
e esta forma tenemos(
&86 ° F =0.898 +oil 86° F = +# 86 ° F ∗&86 ° F La densidad del a.!a 86"D es 0%9957 .rIml: por lo tanto(
+oil 86° F =0.894 g / ml )a *!e el vol!men total destilado de cr!do corre.ido en la pr=ctica f!e de 7026 ml la masa destilada estar
m= +oil 86 ° F ∗v oil 86 ° F m=0,894
g ! 70,26 ml
ma"a de"tilada=62,81 g
•
Calor re>uerido"
,oil =m∗( H v − H l ) ))
,oil =62,81 g
)
(
329,22−31,6
)
BT- ∗1 lb lb
453,6
,oil =41,211 Bt% •
Calor de om*usti!n" 2
,c=22320 −3870∗&T La .ravedad especi@ca del cr!do a condiciones est=ndar es de 0%908 por lo tanto:
,c=19129.32 Bt% Conduti#idad tErmia"
K =
0.813
&T
[ 1 −3∗10− ( Tp# −32 ) ] 5
La temperat!ra promedio peso del cr!do es 396"D de donde tenemos: 0.813 −5 1 −3∗10 ( 396 −32 ) K = 0,908
[
K = 0.886
]
Bt% 2 ° F ./t ¿
Cur#a 'T de la $rimera /rai!n 250%00 200%00 150%00 100%00 50%00
5%00 10%00 15%00 20%00 25%00 30%00 35%00 40%00 45%00
Calulo del punto de e*ullii!n promedio #olumetrio de la $rimera ;rai!n% Tp#" #on los datos obtenidos en la c!rva />? calc!lamos la temperat!ra de eb!llición promedio vol!métrica !tili'ando el si.!iente método(
Tpv =
T 10 + T 20 + T 30 + T 40 + T 50 + T 60 + T 70 + T 80 + T 90 9
Ta*la 5+ ,atos de la ur#a 'T de la $rimera ;rai!n destilada del rudo del ampo ,ina Teriario+
.Vol+ (en la ;rai!n) 10 20 30 40 50 60 70 80 90
.Vol+ (en el rudo)
Temperatura (°C)
Temperatura (°/)
3882 7764 11646 15528 1941 23392 27174 31056 34938
7770 10283 11648 13083 14591 16169 17819 19540 23198
17186 21709 24231 26749 29464 32304 35274 38372 44954
e esta forma tendr
Tpv =300,27 ° F )a *!e la temperat!ra de eb!llición vol!métrica se enc!entra entre 100"D $ 350"D podemos decir *!e se trata de J/KLBN% •
Calulo de otras temperaturas de la gasolina" partir de la temperat!ra de eb!llición promedio vol!métricas del cr!do en !nidades in.lesas calc!lamos la pendiente / de la c!rva />?:
"=
T 90 −T 10 38,82 ( 0,9 ) −38,82 ( 0,1 )
" = 6,8 &tili'ando la @.!ra 23%25 de la norma />? 86 $ teniendo la pendiente de la c!rva b!scamos los factores de corrección para obtener otras temperat!ras( Temperatura de e*ullii!n promedio en peso"
Tp#=Tpv + Fc1
Temperatura (°/) 200 300%27 400
/ator de orrei!n 33 2147 10
Fc1=21,47 Tp#=321,74 ° F Temperatura de e*ullii!n promedio u*ia"
Tpc =Tpv + Fc 2
Temperatura (°/) 200 300%27 400
/ator de orrei!n 39 3298 27
Fc2=−32,98 Tpc =267,29 ° F Temperatura de e*ullii!n promedio medio"
Tpm=Tpv + Fc 3 Temperatura (°/) 200 300%27 400
/ator de orrei!n 79 7599 73
Fc3=−75,99 Tpm=224,28 ° F Temperatura de e*ullii!n promedio molar"
TpM =Tpv + Fc 4 Temperatura (°/) 200 300%27 400
/ator de orrei!n 120 11649 113
Fc4 =−¿ 11649 TpM =183,78 ° F Ta*la 6+ Temperaturas promedio del la gasolina Temperaturas (°/) (°) Tp# 30027 75994 Tp: 32174 78114 Tp 26729 72696 Tpm 22428 68395 Tp 18378 64345
Calulo del ;ator de arateriai!n de la gasolina%
√ Tpm Ko%p= 3
&T
La .ravedad espec<@ca de la .asolina se enc!entra entre 0%7 $ 0%77 para estos c=lc!los la s!ponemos como 0%77: &T =0.77
Ko%p=11,44 •
Calulo del peso moleular de la gasolina% " 0.118
M =204.38 ¿ Tpm
¿ &T 1.88∗e (
0.00288 Tpm − 3.075&T )
M = 181,44 lb / lbm
•
Calulo de la $resi!n seudor=tia de la gasolina" &tili'ando la @.!ra 2329 de la norma />? 86 $ conociendo la .ravedad +B de la m!estra 52%27"+B calc!lada a partir de la .ravedad especi@ca s!p!esta $ la temperat!ra promedio medio 32174"D b!scamos la +resión se!docr
$resi!n seudor=tia% psia 390 38865 365
"Pc =388,65 p"ia •
Calulo de la $resi!n seudorreduida de la gasolina" La presión del laboratorio la tomamos como 723%06 mm-. 13%98 psia
"P =
P "Pc
"P =0,036 •
Calulo de la temperatura seudor=tia de la gasolina" &tili'ando la @.!ra 2327 de la norma />? 86 $ conociendo la .ravedad +B de la m!estra 5227"+B $ la temperat!ra promedio molar 18378"D b!scamos la >emperat!ra se!docr
Temperatura seudor=tia% °/
50 52+27 55
535 52138 505
"Tc =981,05 ° R
•
Calulo de la temperatura seudorreduida de la gasolina" La presión del laboratorio la tomamos como 30"# es decir 545%67"; temperat!ra a la c!al se calc!lo la presión del laboratorio:
"T =
T "Tc "T =0,379
•
Calulo del alor espeio de la gasolina"
Cp=
0.388 + 0.0045 ∗Tp#
√ &T 2
#on el valor de la temperat!ra promedio en peso calc!lada anteriormente 32174"D $ re.istrada en la tabla 5% tenemos(
Cp=2,092 Bt% / lbm° F •
Clulo del alor latente de #aporiai!n de l a gasolina"
( v =
110.9 −0.09 ∗Tp#
& T
#on el valor de la temperat!ra promedio en peso calc!lada anteriormente 32174"D $ re.istrada en la tabla 5% tenemos(
( v =106,42 Bt / lbm
•
Calulo de la entalpia li>uida de la gasolina%
HL:
&tili'ando la @.!ra 53 A-eat content of petrole!m fractionsC $ conociendo la temperat!ra del laboratorio 86"D $ la .ravedad +B de la .asolina 52%27"+B b!scamos la entalpia li*!ida del cr!do(
H L = 44 Bt / lb #orrección del la entalpia li*!ida por el Eo!p( )
H l = H l∗ Fc
Fn la misma .ra@ca b!scamos el factor de corrección $a *!e el Eo!p es diferente a 12:
Fc= 0.91 e esta forma tenemos( )
H l =40,04 Bt / lb •
Calulo de la entalpia de #apor de la gasolina%
Hv :
&tili'ando la @.!ra 53 A-eat content of petrole!m fractionsC $ conociendo la temperat!ra promedio nedio del cr!do 22428"D $ la .ravedad +B 52%27"+B b!scamos la entalpia li*!ida del cr!do( "+B 50 52+27 60
Fntalpia de vapor t!Ilb 270 271135 275
H v =271,135 Bt / lb #orrección de la entalpia de vapor por Eo!p( )
H v = H v − Fc Fn la misma .ra@ca encontramos *!e el factor de corrección para la entalpia de vapor correspondiente a !n factor de caracteri'ación de 1144 $ a !na temperat!ra de 22428"D de es de(
Fc=¿ 3 +or lo tanto tendr
H v =274,135 Bt / lb #orrección de la entalpia de vapor por presión( ) )
)
H v = H v − Fc Fn la @.!ra s!perior i'*!ierda del mismo .ra@co b!scamos el factor de correccion para !na presión de 13%98 psia *!e corresponde a la presión del laboratoio $a *!e la menor presión *!e aparece en la .ra@ca es de 50 psia con FGcel acemos !na eGtrapolación obteniendo el si.!iente factor de corrección(
Fc= ¿ 2617 e esta forma tenemos(
) )
H v =272,969 Bt /lb
•
Calulo de la masa de gasolina destilado" +ara allar la masa de la .asolina destilada calc!lamos la .ravedad espec<@ca de la .asolina a la temperat!ra del laboratorio $ a contin!ación allamos la densidad de la .asolina de donde podemos despear la masa $a *!e conocemos el vol!men total de .asolina destilada(
&86 ° F =& T −
* 1.8
(86 −60 )
#onociendo la .ravedad espec<@ca del cr!do a 60"D 0%908 calc!lamos el factor H(
T 0+63 0+77 0+78
B 10D5 97 76%467 75
e esta forma tenemos( &86 ° F =0.759
+& 86 ° F = +# 86° F ∗&86 ° F La densidad del a.!a 86"D es de 0%9957 .rIml: por lo tanto( +oil 86° F =0.756 g / ml )a *!e el vol!men total destilado de .asolina corresponde al 39 del vol!men total corre.ido de cr!do destilado es decir a 274 ml la masa destilada estar
m= +oil 86 ° F ∗v oil 86 ° F ma"a de"tilada =20,7144 g •
Calor re>uerido"
,oil =m∗( H v − H l ) ))
)
#on los datos de masa 0%0487lb $ entalpias li*!idas $ de vapori'ación 43%745 t!Ilb $ 298%918 t!Ilb respectivamente allados anteriormente tenemos(
,oil = 20,7144
,oil =10,69 Bt •
Calor de om*usti!n"
g ∗( 274,135− 40,04 )∗1 lb 453,6
2
,c=22320 −3870∗&T La .ravedad especi@ca de la .asolina a condiciones est=ndar es de 0%77 por lo tanto:
,c=20025.477 Bt% Conduti#idad tErmia"
K =
0.813
&T
[ 1 −3∗10− ( Tp# −32 ) ] 5
La temperat!ra promedio peso del cr!do es de 32174"D de donde tenemos:
K =1.047
Bt% 2 ° F . /t ¿
@-T', Crudo $oo so Ta*la + $ropiedades del rudo del apo ,ina Teriario+ $ropiedad Valor ra#edad espeia ( T) 0908 ra#edad '$? (°'$?) 2434 $endiente () 3159 Tp#% °/ 43803 Tp:% °/ 44164 Tp% °/ 43327 Tpm% °/ 42341 Tp% °/ 413%60 uida (& -)% tuAl* 316 @ntalpia de #apor (& #)% tuAl* 32922 ,ensidad(86°/)% grAml 0844 asa destilada% gr 6281 Calor re>uerido (F)% tu 41211 Calor de om*usti!n (F)% tu 1912932 Conduti#idad% (<) 00886
$rimera ;rai!n destilada% asolina" Ta*la + $ropiedades de la gasolina destilada del rudo del ampo ,ina Teriario+ $ropiedad Valor ra#edad espeia ( T) 077 ra#edad '$? (°'$?) 5227 $endiente () 68 Tp#% °/ 300%27 Tp:% °/ 32174 Tp% °/ 26729 Tpm% °/ 22428 Tp% °/ 18378 uida (& -)% tuAl* 4004 @ntalpia de #apor (& #)% tuAl* 272969 ,ensidad(86°/)% grAml 0756 asa destilada% gr 207144 Calor re>uerido (F)% tu 1069 Calor de om*usti!n (F)% tu 20025477 Conduti#idad% (<) 1047
ANALISIS DE RESULTADOS +or medio del mtodo para la destilación de los productos nos permitió observar cada una de las fracciones en &ue se separa la mezcla del crudo @SC# $ las cuales fueron gasolina$ Berosene$ AC+M y sus residuos. 'l %oup de la mezcla-crudo$ es de /0$7>$ por lo cual pude decirse &ue corresponde a un crudo de base mi,ta. 'n la elaboración de la pr"ctica se pueden presentar errores por evaporización de vol"tiles$ por la medición de volumen del destilado o en el momento de medir las temperaturas estos errores inducen a &ue la pr"ctica no sea el cien por ciento segura sin embargo en la prueba se trato de evitar el margen de error trabajando de una manera muy e&uilibrada para &ue los errores fueran m(nimos. 3as"ndonos en tablas en donde se relacionaba la Temperatura de 'bullición con la correspondiente sustancia$ logramos comprobar &ue efectivamente ese era el punto de ebullición de dic)a sustancia y por lo tanto a partir de esto determinamos la sustancia &ue correspond(a a cada fracción. #tro factor importante &ue conlleva de margen de error es el impreciso e&uipo de destilación$ el cual est" sujeto a perdidas de vol"tiles por &ue el sellamiento de cada una de las partes &ue lo conforman es imperfecto$ pues se sella con cinta de papel y esta no es tan resistente comparando con tan altas temperaturas a las &ue se trabaja en el laboratorio.
CONCLUSIONES
La destilación del petróleo es el mecanismo preliminar y uno de los m"s importantes realizodos den el laboratorio para la transformación de este )idrocarburo en productos !tiles. A partir de la diferencia de puntos de ebullición de cada uno de los componentes del crudo se obtienen sustancias con propiedades definidas &ue las distan de otras y permiten su desarrollo y aplicación.
La destilación$ como caracter(stica de volatilidad de un )i drocarburo$ tiene un muy importante efecto en su seguridad y desarrollo$ especialmente en el caso de combustibles y solventes. La volatilidad es la mayor determinante de la tendencia de un
