Instituto Tecnológico Tecnológico Superior de Coatzacoalcos Nombre del Alumno: Vicencio Apellido Paterno Paterno
Trinidad Trinidad Apellido Materno Materno
Fernando Nombre(s)
Asignatura: Conducción y Manejó De Hidrocarburos Carrera: Ing. Petrolera
Tarea: Inv. Los métodos de anáisis de Semestre: Séptimo
Grupo: “E”
Nombre del Docente: I.Q Celeste Santos art!nez
"#$S$NTACI%N &os m'todos de an(lisis de )luidos: *as + Aceite 1
uestreo: Obtener una muestra representativa de la producción del yacimiento previamente relevado. Las muestras de petróleo son utilizadas para ser examinadas en diferentes test de laboratorio (características físicas y químicas). El resultado podrá determinar un neocio de transferencia y !asta valorizar por precio un crudo.
uestra representati,a: Es una muestra que representa una peque"a porción del material del total del volumen (#or e$. tanques% contenedores% oleoductos) obtenida con una precisión iual o mayor a la del m&todo de laboratorio con la cual será analizada. 'el curso rama suren tambi&n los puntos de toma de muestra. La misma se efecta sen m&todos estandarizados% y de la forma que sea considerada más conveniente en cada caso en particular.
uestra o)icial: Es una muestra tomada en el punto acordado para transferencia de petróleo crudo y usado para realizar determinaciones que afecten la relación contractual acordada. El muestreo es una operación que permite obtener una cantidad de material que represente lo más aproximadamente posible a la masa lobal del mismo% debido a que dic!a muestra se utilizara para realizar las pruebas o ensayos cuyos resultados decidirán su futuro empleo. #or lo tanto% se $ustifica tomar las precauciones necesarias que contribuyan a que la misma represente lo me$or posible al material en su totalidad. Los m&todos de muestreo y las cantidades a extraer% se basan en experiencias estadísticas y teoría de los promedios. Existen normas de diferentes oríenes para la obtención de una muestra representativa de petróleo crudo (*+, '-/0% +O+L 12/-E% *+, '-201/). La norma *+, '-/0% cubre tanto la toma de muestra en oleoducto como en tanque% buque-tanque y ferrocarril. Los recipientes utilizados para obtener la muestra% están indicados en forma y dimensiones standard l realizar un muestreo completo de un tanque% deben reunirse muestras procedentes de los distintos niveles interándose lueo como lo indica la norma. La norma +O+L 12/ (E)% describe un procedimiento de muestreo y envasado de petróleos crudos estabilizados a presión atmosf&rica sin que exista una perdida apreciable de !idrocarburos livianos.
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Esta forma de muestreo se aplica a3 Líneas de descara. Líneas de cara a tanque. Líneas de flu$os desde pozos a unidades a la intemperie. *alida o entradas a planta de producción.El m&todo no es adecuado para peque"as cantidades de muestra o ba$o condiciones de alta presión. El petróleo crudo es tomado en tambores conectados entre ello a trav&s de un manifold. Es introducido a trav&s de una línea que llea al fondo del primer tambor% el fluido fluye llenando el mismo y de$ando un volumen libre sobre la superficie libre del crudo. Lueo pasa al seundo tambor de la misma manera y por ultimo a un tercero que sirve como cierre !idráulico. El tambor que se toma como muestra es el seundo. La eometría y medidas del manifold y ca"erías están normalizadas. La norma .*.+.,. '-201/ (,uestreo representativo y uniforme de muestras de petróleo y productos de petróleo con +.4.5. menor a 6 psi)% es para muestreo continuo e individual. 7o es apta para productos que son ases a temperatura ambiente. #ara el muestreo en tanque !ay que tener en cuenta 3 *i el tanque presenta una !eteroeneidad. *i el contenido es !omo&neo desde el tope !asta el fondo del tanque% cosa muy rara en el tratamiento de sistemas con petróleo. El muestreo será aceptable si cumple 3
8ue el tanque tena el componente pesado separado% por e$. aua. 8ue el tanque est& equipado con descara para componentes pesados. 8ue el componente más pesado no se muestr&e.
9sualmente los sistemas de petróleo son !etero&neos. En estos casos se recomienda el muestreo automático% considerando las determinaciones de aua y sedimentos y densidad.
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En forma eneral% los datos con los que se deben identificar las muestras% son3 ,uestra de +omada de +emperatura de muestreo :audal de aporte de la corriente muestreada o volumen del recipiente muestreado sen se tome en conducto o en tanque #orcenta$e de aua +enor salino demás la identificación deberá contener toda aquella información que se considere necesario para tener en cuenta en el momento de la evaluación de los resultados.
An(lisis Composicional El petróleo es una mezcla no !omo&nea de sustancias de las cuales la mayoría de los constituyentes son !idrocarburos% $unto con cantidades variables de derivados !idrocarbonados de
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azufre% oxíeno y nitróeno. #uede contener tambi&n cantidades variables de as disuelto y componentes metálicos en peque"as proporciones. demás eneralmente !ay aua no disuelta. La composición aproximada de un petróleo se puede esquematizar así3
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83 a 8 !
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En cuanto a sus propiedades físicas difieren muc!o entre si% desde amarillentos y líquidos !asta neros y viscosos. Estas variaciones están dadas por las distintas relaciones entre los tipos de !idrocarburos presentes. 'ic!as relaciones son importantes para determinar los m&todos de refinación a utilizar.-
-idrocarburos El nmero de compuestos de ;: es extremadamente rande. +!e merican #etroleum /.
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#<5#-6 es eneralmente el que provee las bases para cualquier tipo de discusión sobre composición del petróleo. modo de e$emplo se puede decir que en el crudo de referencia se !an aislado en la fracción de nafta% todos los isómeros del !exano% siete del !eptano (sobre > posibles)% =6 isómeros de octano (sobre =? posibles)% cinco :/-ciclopentanos (sobre 6 posibles)% once :?-ciclopentanos (sobre =1 posibles)% siete :?-ciclo!exanos (sobre =1 posibles) y todos los isómeros :? y :> de alquilbencenos. El nmero de ;: presentes en el as oil y aceites lubricantes es muc!o mayor que en las asolinas alcanzando a alunos cientos de compuestos. partir del conocimiento de una cantidad limitada de ellos se pueden !acer eneralizaciones concernientes a las fraccione de alto #.,. Las mol&culas de parafinas son consideradas como cadenas lineales de 0 a 1/ átomos de carbono. ;ay evidencia de que !ay presentes ramas en las cadenas. En eneral el mayor rado de ramificaciones da menor punto de fusión y mayor rado de solubilidad para un dado punto de ebullición. Los lubricantes son mezclas de parafinas sustituidas y no sustituidas% naft&nicos y aromáticos y la relación entre las cantidades de estos componentes depende del orien del crudo. La mayoría de los ;: aislados por el #< en su proyecto 7@ 6 fueron ubicados dentro de los siuientes tipos 3
-idrocarburos para)!nicos // 01 Aueron separadas todas las parafinas normales desde := !asta :BB. El butano normal es isomerizado y es usado en varios procesos de alquilación. El normal pentano y normal !exano eneralmente son isomerizados a isoestructuras por el alto nmero de octano de los isómeros ramificados. Las isoparafinas son las que tienen un rupo metilo en el :. *e !an separado desde :2 a:BB. Las parafinas ramificadas tienen un(os) rupo(s) alquilo(s) (eneralmente metilo )% más le$os% dentro de la cadena carbonada. Las isoparafinas son las más abundantes seuidas en orden por los compuestos B-metil y 2-metil monosustituídos. Las parafinas di y tri sustituidas son menos abundantes (principalmente en las fracciones de alta ebullición). Los isómeros iso !ierven a menor temperatura que los normales correspondientes% la diferencia se !ace menor a medida que el rupo metilo se corre !acia el centro de la mol&cula. #redominan en las asolinas. En el rano del Cerosen las normales son más importantes y abundantes que las isoparafinas.
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Los nicos !idrocarburos parafínicos presentes en los productos de alto punto de ebullición. son los que se encuentran en la parafina y su cantidad% an en los productos de base parafínica es relativamente peque"a.
Ciclopara)inas2Na)tenos 3401 'erivan del ciclopentano y ciclo!exano. ,uc!os de estos ;: cíclicos saturados contienen rupos metilo en contacto con las cadenas parafínicas ramificadas% las cicloparafinas son más abundantes con dos o más sustituyentes. Las fracciones de punto de ebullición relativamente ba$o contienen apreciables cantidades de ciclopentano y ciclo!exano%. se analizan en la fracción nafta y se obtienen como impurezas en la fracción Cerosene. La presencia de altos porcenta$es de ciclopentano y ciclo!exano en la fracción asolina es importante porque ellos son los precursores de los ;: aromáticos.
-idrocarburos arom(ticos 5601 En las fracciones lubricantes se !an detectado naftalenos sustituidos% benzeno% fenantreno y policíclicos aromáticos. La proporción relativa de varios tipos de compuestos en los lubricantes marcan sus propiedades físicas% entonces la preponderancia de naft&nicos y aromáticos da un aceite cuyo espesor disminuye rápidamente cuando se calienta y espesa rápidamente cuando se enfría. En otras palabras% la curva de la relación viscosidad - temperatura tiene un pendiente empinada. #or otro lado% una mayor proporción de parafinicos aplana la curva viscosidad - temperatura. Es deseables tener un aceite con una curva tan plana como sea posible% la mayoría de los cortes lubricantes es refinado directamente en vías a tener la mayor cantidad posibles de componentes parafinicos% sin llear al límite de ser sólidos a temperatura ambiente.
Agua El aua en !idrocarburos puede encontrarse en suspensión o en emulsión. El aua en suspensión se separa por decantación. :on respecto a la emulsión se deben efectuar consideraciones relativas al tipo de emulsión% presencia de sustancia emulsificadora% existencia de movimiento de aitación% edad de la emulsión% características del petróleo% presencia de sales disuelta en el aua% presencia de as disuelto en el petróleo% contenido de aua.Las sales del crudo están compuestas principalmente por cloruros en la siuiente relación3 :l 7a D /1 :l , D =1 :l :a D =0 El mas da"ino es el :l , por su facilidad de descomposición con formación de :l;. parte de cloruros% !ay sulfatos y carbonatos presentes en menor cantidad. *on mas da"inos los sulfatos y de estos el de calcio que por encima de 20@: da incrustaciones muy duras. 7
La cantidad de sales es muy variable% desde vestiios !asta mas de =100 rFmB.Los procesos de desalación se basan en el inreso de aua dulce al petróleo% en porcenta$es que van desde el 1 al =0% para proceder a la des!idratación posterior. 'e esta manera% el aua dulce disminuye la concentración de sales a valores aceptables. :onviene que este proceso se !aa en yacimiento pues se evitan procesos corrosivos en ca"erías y fondo de tanques de almacena$e% pero en la mayoría de los casos los yacimientos no poseen aua dulce y se des!idratan solamente. El contenido de sales se encuentra en un amplio rano% las mismas resultan principalmente de la operativa de producción en campo y el manipuleo del crudo en refinerías.
Determinaciones a e)ectuar sobre un "etróleo Crudo Densidad Es la masa (medida en vacío)% expresada en ramos% de la cantidad de volumen medida en cmB o ml de la temperatura a que se determina. La ravedad específica es la relación de la masa a la unidad de volumen de un líquido% al peso del mismo volumen de aua pura a =1@: ó 60@A. En la actualidad% en el laboratorio se determina con densímetro automático (.*.+.,. '-100). En caso de crudos pesados se determina con !idrómetro (.*.+.,. '-=>?). En el casos de aceites muy viscosos o semi-sólidos se determina con picnómetro. La densidad tiene importancia en la industria del petróleo debido a varios motivos% alunos de ellos3
Los tipos de !idrocarburos se distinuen por su densidad. La densidad crece en el orden parafínicos% naft&nicos y aromáticos. En las relaciones comerciales para convertir peso a volumen y viceversa. Existen varios índices empíricos que se basan en la relación entre la densidad y otra propiedad. Generalmente se usa el rado .#.<. como una forma más sencilla de expresar la densidad. En las operaciones comerciales de crudos la densidad es uno de los parámetros considerados. 8
Contenido de agua La especificación del contenido de máximo de aua está relacionada al costo de transporte y procesamiento. El porcenta$e no debe ser mayor del = al . La determinación se efecta por destilación (.*.+.,. '-2006). El equipo de destilación consiste en un balón que lleva una trampa raduada en el cono inferior en ml. o d&cimas de ml. *e coloca en el balón una determinada cantidad de crudo y una cantidad iual de un HcarrierH que codestila con el aua presente en la muestra. Los productos livianos y el aua condensan y por rebalse los livianos vuelven al balón en tanto que el aua desciende al fondo del cono raduado% donde se mide. (Ai.B).
Agua + Sedimentos Es comn que el petróleo crudo contena arcilla que interfiere obturando equipos. Los m&todos para su determinación pueden diferir entren la campo y la refinería por razones prácticas y económicas. 7o obstante en caso de transacciones comerciales debe especificarse exactamente cuál será el m&todo acordado para su control. En las refinerías se utiliza la .*.+.,. '-2006 para la determinación de aua y la .*.+.,. '-2?0/ para la determinación de sedimentos por filtración. En el campo suele utilizarse la *+, '->6 (ua y sedimentos ) por uno de los tres m&todos de centrifuación sen el tipo de crudo 3 :rudos parafinosos 3 con calentamiento :rudos asfálticos 3 *olventes aromáticos ( tolueno) Otras muestras 3 emulsificadores
"unto de $scurrimiento Iunto con la viscosidad% son dos determinaciones que se utilizan para resolver problemas asociados al transporte de crudos. El punto de escurrimiento es la temperatura mas ba$a expresada como mltiplo de B@: (1@A)% a lo cual se observa fluir la muestra cuando es enfriada ba$o condiciones especificadas. El ensayo se realiza colocando la muestra en un recipiente estandarizado y observando las temperaturas descendentes !asta que el aceite no denote movimiento cuando se coloca el recipiente en posición !orizontal durante 1 seundos. En tal punto se reistra la temperatura y se suman B@: (1@A) y se informa el valor obtenido como el #unto de Escurrimiento. Este parámetro da una idea del contenido de parafinas presente en la muestra (Ai. 2).- El punto de fluidez está íntimamente liado a la estructura molecular de los ;:.
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Los naftenos tienen menor punto de fluidez y las parafinas mayor. Es importante conocer dic!a temperatura debido a que por esto a iual viscosidad pueden tener distinto comportamiento. En los aceites parafínicos% la reducción de la +. implica el comienzo de la cristalización de los compuestos parafinicos% lo que sinifica que se solidifiquen ya que el flu$o no es permitido por la estructura cristalina. #ero si se rompe por aitación% el aceite comienza a fluir % aun a temperaturas inferiores a su punto de fluidez. Las bases naft&nicas con ba$o contenido de parafinas% se espesan más que las parafínicas cuando son enfriadas an a iual viscosidad% por esta razón el punto de fluidez debe ser determinado por el conelamiento de todo el cuerpo del aceite o por la formación de cristales parafínicos. 9n depresor de punto de escurrimiento que impide el crecimiento de los cristales individuales no tiene ninn efecto sobre una base naft&nica.
Azu)re Es importante porque la comple$idad y costos de la operación en refinerías se incrementa proporcionalmente con el incremento del contenido de azufre en el crudo. Las cantidades presentes en crudo varían desde prácticamente nada !asta alunos porcenta$es importantes. En el caso de las naftas dic!os compuestos tienen acción corrosiva. La determinación de azufre se efecta sen la norma *+, '-2>2. ctualmente se utiliza la t&cnica de quimiluminiscencia. La radiación característica derivada a partir de una fuente de 5ayos J% es comparada con la de muestras patrón% cuyo contenido de azufre ( en peso) es conocido. La determinación de mercaptanes se efecta por medición de la cantidad de nitrato de plata que se combina con ellos.
Carbón Conradson Este m&todo cubre la determinación de la cantidad de residuos lueo de la evaporación y pirólisis de un petróleo% y el ob$etivo es proporcionar una indicación de la sustancias con tendencia a la formación de coque. El residuo carbonoso uarda una relativa proporción con la cantidad de asfalto duro presente en el petróleo.
Viscosidad Es una medida de la resistencia a fluir de un líquido. La viscosidad de los crudos varia ampliamente desde fluidos como el aua !asta sólidos que no pueden movilizarse sin calentamiento. 9na ba$a viscosidad indica eneralmente alto rendimiento en nafta o diesel% y una alta viscosidad indica alto rendimiento en asfalto% pero en ninn caso da indicación de calidad . 10
El parámetro de viscosidad se utiliza en el dise"o de tuberías de yacimientos y los ductos y bombas entre el almacena$e en refinerías y la instalaciones de procesamiento. Existen diferentes m&todos de laboratorio para determinar este parámetro% y se traba$a a distintas temperaturas% teniendo en cuenta que el flu$o del fluido sea constante y no obture los tubos. ctualmente se utiliza mas la viscosidad cinemática (.*.+.,.. '-221)% pues existe una relación lineal entre el loaritmo de la inversa de la temperatura y el loaritmo de la viscosidad a dic!a temperatura% que permite inferir teóricamente datos% si se cuenta con dos puntos de dic!a recta (Ley de Kalt!er). La viscosidad cinemática se determina con pipetas viscosim&tricas que se suspenden directamente en un ba"o de temperatura constante. La serie de pipetas cubre un amplio rano de viscocidad. Estas pipetas tienen mayor exactitud% usan una peque"a cantidad de muestra% pero deben estar bien calibradas. Los m&todos más tradicionales son3 La viscosidad *MOL+ 97<4E5*L es el tiempo medido en seundos para el flu$o de 60 c.c. de muestra contenida en tubo% a trav&s de un orificio calibrado% a temperatura constante. La viscosidad *MOL+ A95OL es determinada exactamente iual% salvo que el orificio es mayor pues es para líquidos más viscosos. Existen factores de conversión a trav&s de tablas y ábacos para el pasa$e de una viscosidad a otra.
Tensión de ,apor En un producto de petróleo% la presión de vapor refle$a un valor resultante de las distintas presiones de vapor de las fracciones que la forman. La presión de vapor de un líquido es una medida de su tendencia a vaporizarse% debido a la presión e$ercida por las mol&culas del líquido en su superficie libre. #ara un líquido dado esta presión es solamente función de la temperatura. La presión de vapor del aua a su temperatura de ebullición es =2%/ psi que es la presión atmosf&rica.En el laboratorio se determina la +ensión de vapor 5E<' (+.4.5.)% sen la norma .*.+.,. '-BB en una bomba de doble cámara a una temperatura de B/%?@:..Esta +45 es alo menor que la presión de vapor verdadera (? a >)% está en función de las variables que intervienen y es solo un camino aproximado a fin de obtener el valor correcto. El dato obtenido se utiliza para el dise"o de tanques de almacena$e.
Sales
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Es importante su determinación por los problemas de corrosión que puedan oriinar. Generalmente se determinan como cloruros realizando una extracción con aua y determinando en el extracto la cantidad de cloruros presente por cualquier m&todo volum&trico. ctualmente se utiliza el m&todo *+, '-BB0 que es un m&todo potenciom&trico. Los procesos de desalado se basan en el inreso al petróleo de aua dulce% en porcenta$es que van del 1 al =0% para proceder a la des!idratación posterior con alunos de los sistemas conocidos. :onviene realizar este proceso en yacimientos pues se evitan procesos corrosivos en ca"erías y fondo de tanques de almacena$e N pero en la mayoría de los casos% los yacimientos no poseen aua dulce y se limitan a des!idratar solamente.Las venta$as que oriina el desalado del crudo pueden enumerarse3
Clasi)icación de los petróleos crudos El conocimiento de los constituyentes del petróleo crudo es muy importante para el refinador. Las características que permiten clasificar al crudo se determinan por procesos simples y económicos. 'ic!a clasificación se puede efectuar sen la composición química% la densidad o la cantidad de azufre total presente en el crudo. Clasificación según la composición química +ambi&n denominada base del crudo. En este caso se consideran las cantidades relativas de parafinas y asfaltos que contienen% sen el siuiente esquema3 #etróleos :rudos #arafínicos3 +ienen alto contenido de !idrocarburos parafínicos y ba$o contenido de asfalto en el reducido. 12
#etróleos :rudos 7aft&nicos3 +ienen trazas de !idrocarburos parafínicos y alto contenido de asfalto en el reducido.
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#etróleos :rudos ,ixtos3 :ontienen ceras parafínicas y asfaltenos. Están presentes sustancias parafícicas% naft&nicas y aromáticas% aunque ninuna en forma preponderante. *us propiedades son intermedias entre los otros dos tipos mencionados.
$ibiogra%&a ANALISIS DE CRUDOS.
(s.f.). Recuera!o el 01 !e 09 !e 2016" !e #$%&'R% % CR$: *tt:++,,,.gustato.co-+etroleo+analsscru!os.*t-l
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