Caracterización de fracciones de crudo

La Universidad del Zulia

Lab. de Ingeniería Química

LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS II Procedimiento N.°: LOOUUII_PN_100

Pág. N.° 1 de 6

Emisión: Agosto 2008 N.° de Revisión: 2

Edición N.° 1

Asunto:

PRÁCTICA N. 1: CARACTERIZACIÓN DE FRACCIONES DE CRUDO

1. Objetivo General:

Caracterizar una fracción de crudo a partir de los datos obtenidos mediante los métodos de ensayo normalizados ASTM D-86 (Destilación de fracciones de crudo de petróleo) y ASTM D-287 (Determinación de la gravedad API del petróleo crudo y productos del petróleo).

2. Objetivos Específicos:

3. Introducción

Teórica: 2.1. Determinar experimentalmente el rango de ebullición de la fracción analizada mediante una prueba ASTM D-86.

2.2. Determinar los rangos de ebullición TBP y EFV para la fracción analizada, a partir de los nomogramas del API technical data book y los datos de la prueba ASTM D-86.

2.3. Determinar las propiedades críticas de la fracción analizada.

2.4. Determinar las propiedades químicas (peso molecular, factor acéntrico, relación C/H, punto de anilina y factor de caracterización de Watson) de la muestra analizada.

2.5. A partir de todos los resultados, determinar el uso más conveniente para la fracción de crudo analizada.

El petróleo es un compuesto de origen orgánico, más denso que el agua y de un olor fuerte y característico. Se extrae de la superficie terrestre y es almacenado en grandes depósitos y enviado mediante oleoductos o por los grandes barcos petrolíferos. En numerosas ocasiones se utiliza la palabra crudo para denominar al petróleo sin refinar. [7.2]

La composición media del petróleo es 84-87% C, 11-14% H, 0-2%S, 0,2%N. El petróleo es muy complejo, y excepto para los componentes de bajo punto de ebullición, el refinado del petróleo no efectúa ningún intento de análisis para los componentes puros contenidos en él.

Sobre el crudo se realizan pruebas analíticas relativamente sencillas cuyos resultados se utilizan junto con correlaciones empíricas para la evaluación del crudo de petróleo como materia prima de la refinería en particular. [7.1]

Aprobado por:

Dpto. Ing. Química.

Fecha: 08/08/2008 Revisado por:

Ing. Alexis Faneite

Fecha: 08/08/2008 Elaborado Por:

Grupo C, 1er Período 2008

Fecha: 08/08/2008

La Universidad del Zulia

Lab. de Ingeniería Química

LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS II Procedimiento N.°: LOOUUII_PN_100

Pág. N.° 2 de 6

Emisión: Agosto 2008 N.° de Revisión: 2

Edición N.° 1

Asunto:

PRÁCTICA N. 1: CARACTERIZACIÓN DE FRACCIONES DE CRUDO

4. Equipo y procedimiento:

Los Métodos de Ensayo Normalizados ASTM D-86 y ASTM D-287 aplicados al crudo, proveen información con la que se puede obtener otras propiedades. El uso de estas propiedades es básicamente en el diseño de unidades de procesos de refinación, puesto que cuando una refinería está operando, tiene una dieta determinada que se debe cumplir para garantizar la mayor eficiencia y prolongar la vida útil de los equipos y recipientes. Las curvas de destilación TBP ("True Boiling Point") distinguen a los diferentes tipos de petróleo y definen los rendimientos en volumen que se pueden obtener de los productos por separación directa. [7.1]

En las refinerías el crudo de petróleo entra a una torre de destilación atmosférica de la que se obtienen los llamados incondensables, naftas y gasóleos vírgenes, combustibles y un residuo que luego es sometido a destilación al vacío. De esta última se obtienen gasóleos de vacío que son transportados a una planta de craqueo catalítico y el producto de éste (nafta craqueada) se somete a craqueo catalítico para obtener nafta de coque. [7.3]

El petróleo es clasificado de acuerdo a su medición de gravedad API como:

Crudo liviano: Con °API mayores a 31.1

Crudo mediano: °API entre 22.3 y 31.1

Crudo pesado: Con °API entre 10 y 22.3

Crudo extrapesado: Con ° API menores a 10. [7.2]

FRACCIONES PRODUCTO RANGO EB

APLICACIONES

LIGERAS Gas de refinería <20ºC Combustible

GLP <20ºC Calefacción

Gasolina 40-150ºC Carburación

Nafta pesada 150-200ºC Materia prima para disolventes.

MEDIAS Kerosén 170-250ºC Alumbrado y carburación

Gas Oil 250-320ºC Carburación y calefacción

PESADAS Fuel Oil ligero 340-4001C Combustible

Fuel Oil pesado 400-500ºC Materia prima para aceites y parafinas

Asfalto >500ºC Pavimentación e impermeabilización

Ver P&ID y Procedimiento GSP anexos

Aprobado por:

Dpto. Ing. Química.

Fecha: 08/08/2008 Revisado por:

Ing. Alexis Faneite

Fecha: 08/08/2008 Elaborado Por:

Grupo C, 1er Período 2008

Fecha: 08/08/2008

La Universidad del Zulia

Lab. de Ingeniería Química

LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS II Procedimiento N.°: LOOUUII_PN_100

Pág. N.° 3 de 6

Emisión: Agosto 2008 N.° de Revisión: 2

Edición N.° 1

Asunto:

PRÁCTICA N. 1: CARACTERIZACIÓN DE FRACCIONES DE CRUDO

5.Seguridad, higiene y ambiente:

5.1. Equipo de Protección personal:

• Usar obligatoriamente bata, lentes de seguridad y guantes de látex.

5.2. Riesgo de Incendio:

• No poner en contacto la muestra con superficies calientes ni objetos que produzcan chispas debido a que es una sustancia altamente inflamable.

• Evitar la generación de cargas electrostáticas si se encuentra en estado líquido.

5.3. Riesgos a la salud del Kerosén:

• Evitar la inhalación directa de la muestra y/o sus vapores con la finalidad de evitar cualquier mareo o confusión mental.

• Evitar ingerir comidas y bebidas durante la realización de la práctica para evitar posibles náuseas y vómito.

5.4. Disposiciones ambientales:

• Realizar con sumo cuidado el trasvase de la muestra evitando derrames y evitar derramar parte de ella en desagües, de derramarse la muestra asegurarse de limpiar bien y rápidamente.

5.5. Medidas de Primeros auxilios del contacto con Kerosén:

• Disponer de una cuadrilla de bomberos situados en las cercanías del área de procesamiento principal.

• Disponer de teléfonos de emergencias para atención en el sitio o traslado de los lesionados.

• Si se inhala tome aire limpio, manténgase en reposo, y proporcione respiración artificial si estuviera indicada y sométase a atención médica.

• Si cae sobre la piel debe quitarse las ropas contaminadas, lavar la piel con agua y jabón y solicitar atención médica.

• Si cae sobre los ojos se deben enjuagar con agua abundante durante varios minutos (quitar las lentes de contacto si puede hacerse con facilidad), después consultar a un médico.

• Si se ingiere NO se debe provocar el vómito. Se debe tener reposo y someter a atención médica.

5.6. Dejar el espacio de trabajo y todo el material utilizado limpio y ordenado.

Aprobado por:

Dpto. Ing. Química.

Fecha: 08/08/2008 Revisado por:

Ing. Alexis Faneite

Fecha: 08/08/2008 Elaborado Por:

Grupo C, 1er Período 2008

Fecha: 08/08/2008

La Universidad del Zulia

Lab. de Ingeniería Química

LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS II Procedimiento N.°: LOOUUII_PN_100

Pág. N.° 4 de 6

Emisión: Agosto 2008 N.° de Revisión: 2

Edición N.° 1

Asunto:

PRÁCTICA N. 1: CARACTERIZACIÓN DE FRACCIONES DE CRUDO

6. Investigue:

7. Referencias Bibliográficas:

6.1. Defina los siguientes términos: Caracterizar, crudo, fracciones de crudo, método de ensayo normalizado, Aromático, Craqueo Térmico, Craqueo Catalítico, Coquización, Fracciones ligeras, Fracciones pesadas, Gas licuado de petróleo, Gasóleo, Gasolina, Gravedad API, Gravedad específica, Hidrocarburo, Kerosén, Nafta, Número de octano, Petróleo, Residuo, Volátil.

6.2. Fundamentos teóricos:

6.2.1. Composición elemental y principales constituyentes del crudo

6.2.2. Tipos de crudo de petróleo de a cuerdo a su gravedad API y su base química.

6.2.3. Importancia y aplicación de las curvas ASTM, TBP y EFV

6.2.4. Aplicación de las propiedades críticas y pseudo-críticas.

6.2.3. Clasificación de las fracciones de crudo de acuerdo al peso molecular, factor acéntrico, punto de anilina, factor de caracterización de Watson y relación carbono-hidrógeno.

6.2.5. En qué se basa el fraccionamiento del crudo y cuales son las características principales de sus fracciones.

6.2.6. ¿Cuales son los principales productos de una refinería y como se caracterizan?

6.2.7. Investigue acerca del kerosén y sus propiedades.

6.2.8. ¿Cuál es la importancia operacional de caracterizar un crudo y sus fracciones?

6.2.9. ¿Cuál es la importancia de caracterizar un crudo y sus fracciones en el diseño de equipos de refinería?

7.1. Gary, J. H, Handwerk, G. E. Refino de Petróleo. Edit. Reverté

7.2. Nelson,W.L. Petroleum Refinery Engineering. Edit. McGraw Hill.

7.3 Faneite, A. Guía práctica de Lab. de Operaciones Unitarias II

7.4. ASTM D-86 Standard test method for distillation of Petroleum Products.

7.5. ASTM D-287 Standard method of test for API gravity of crude petroleum and petroleum products (Hydrometer method).

7.6. ASTM E-133 Standard Specifications for Distillation Equipment.

7.7. ASTM E-1 Standard Specification for ASTM Thermometers.

7.8. ASTM E-100 Standard Specification for ASTM Hydrometers.

7.9. MSDS Kerosén

Aprobado por:

Dpto. Ing. Química.

Fecha: 08/08/2008 Revisado por:

Ing. Alexis Faneite

Fecha: 08/08/2008 Elaborado Por:

Grupo C, 1er Período 2008

Fecha: 08/08/2008

República Bolivariana de Venezuela

La Universidad del Zulia

Facultad de Ingeniería

Escuela de Ingeniería Química

Laboratorio de Ingeniería Química “Profesor Ydelfonso Arrieta”

Laboratorio de Operaciones Unitarias II

DÍA: __________ FECHA: ____ /____ /____ HORA: ____:____ SECCIÓN: ______

HOJA DE TOMA DE DATA. PRÁCTICA N. 1. CARACTERIZACIÓN DE FRACCIONES DE CRUDO

1. DATOS GENERALES:

Muestra: ________________

Presión Atmosférica [Pa]: ______ mmHg

Temperatura Ambiente [Ta]: ____ °C

2. MÉTODO DE ENSAYO NORMALIZADO ASTM D - 287:

Temperatura de la muestra antes de la medición [Tma]: ____ °C

Gravedad API: ____ °API

Temperatura de la muestra después de la medición [Tmd]: ____ °C

DIMENSIONES DEL ENVASE PARA LA TOMA DE MUESTRA

Diámetro del cilindro [D]: _____ cm

Altura del cilindro [H]: ____ cm

3. MÉTODO DE ENSAYO NORMALIZADO D – 86:

Marca del Equipo: _____________________

Volumen Recuperado [Vr](mL) Temperatura [T](°C)

Punto Inicial de Ebullición

5

10

15

20

30

40

50

60

70

80

85

90

95

Punto Final de Ebullición

% Recuperado [PRC]

% Residuo [PRS]

% Pérdidas [L]

Comentarios:______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

...