CÁLCULOS. Gravedad específica de las muestras y determinación de la Gravedad API (Método del picnómetro)

CÁLCULOS

1. Gravedad específica de las muestras y determinación de la Gravedad API (Método del picnómetro)

Para determinar la gravedad API por medio del método del picnómetro se debe determinar la densidad tanto de la muestra como la del agua destilada, entendiendo esta como la relación entre masa y volumen, sin embargo se debe tener en cuenta la diferencia entre la masa del picnómetro vacío y la masa del picnómetro con la muestra para obtener la masa de la muestra, luego se calcula la gravedad especifica determinada como la razón entre la densidad de la muestra y la densidad del agua a 60°F, para que finalmente se pueda calcular los grados API que tiene la muestra.

Cabe destacar que la temperatura a la que se realizó la prueba fue de 64,4°F.

1. Gravedad específica y gravedad API del crudo

En primer lugar debemos tener en cuenta que la densidad del agua a la temperatura que realizamos la prueba no es igual a 1, debido a que la densidad del agua es igual a 1 g/cm3 cuando se encuentra a 60°F y a presión atmosférica, sin embargo, se realizó a una temperatura de 64,4°F y una presión registrada menor que la atmosférica, por lo tanto al igual que el crudo debemos conocer su densidad experimentalmente. Para esto se debe tener en cuenta  la masa del crudo obtenida a partir de la diferencia entre la masa del picnómetro con el crudo contenido y la masa del picnómetro vacío, para luego dividir este valor entre el volumen del crudo que se utilizó (25 ml) y posteriormente calcular la densidad del crudo.

[pic 1]

Entonces:[pic 2][pic 3]

Por lo tanto:

[pic 4]

De acuerdo a esto se puede calcular la densidad del agua destilada de la misma manera como sigue:

[pic 5]

Entonces:

[pic 6]

Por lo tanto:

[pic 7]

Con relación a estos datos podemos calcular la gravedad especifica del crudo, que dicho anteriormente es la relación de la densidad del crudo y la densidad del agua destilada, por lo cual:

[pic 8]

De acuerdo a esto:

[pic 9]

Con respecto al cálculo de los grados API a 60°F en relación con la gravedad específica se obtiene que:

[pic 10]

Entonces:

[pic 11]

1. Gravedad específica y gravedad API  del lubricante

Para calcular la gravedad API del lubricante se realiza el mismo procedimiento que se hizo para calcular los grados API del crudo, teniendo en cuenta la misma densidad del agua destilada que calculamos para este procedimiento, por lo tanto:

[pic 12]

Entonces:[pic 13][pic 14]

Por lo tanto:

[pic 15]

Teniendo en cuenta la densidad del lubricante y la densidad del agua destilada anteriormente hallada podemos calcular la gravedad específica del lubricante:

[pic 16]

De acuerdo a esto:

[pic 17]

Obteniendo la gravedad específica del lubricante podemos hallar la gravedad API por la siguiente relación:

[pic 18]

Entonces:

[pic 19]

1. Gravedad específica y gravedad API del Diesel

Debido a lo mencionado anteriormente, se realizan los mismos procedimientos y se tienen en cuenta las mismas especificaciones que fueron expuestas para el crudo y el lubricante. Por lo cual obtenemos:

[pic 20]

Entonces:[pic 21][pic 22]

Por lo tanto:

[pic 23]

Teniendo en cuenta la densidad del lubricante y la densidad del agua destilada anteriormente hallada podemos calcular la gravedad específica del lubricante:

[pic 24]

De acuerdo a esto:

[pic 25]

Obteniendo la gravedad específica del lubricante podemos hallar la gravedad API por la siguiente relación:

[pic 26]

Entonces:

[pic 27]

1. Gravedad API corregida a 60°F

Debido a que la gravedad API hallada anteriormente (API observada) por el método del picnómetro no está exactamente a 60°F tiene un margen de error por lo tanto se debe corregir, para esto se utiliza la siguiente relación:

[pic 28]

1. Gravedad API corregida a 60°F del crudo

En consideración a lo anterior, la gravedad API observada del crudo obtenido por el método del picnómetro tomada a una temperatura ambiente de 64,4 ° F es de 20,5 °API, por lo tanto:

[pic 29]

Calculando, se obtiene que:

[pic 30]

Sin embargo, podemos calcular la gravedad API corregida por tabla (anexo 1) la cual indica que a 64,4°F con una gravedad API observada de 20,5 que el valor de la gravedad API corregida a esta temperatura se encuentra dentro en un rango de 64°F a 65°F, directamente relacionado con un intervalo de 20,3°API y 20,2°API respectivamente, por lo tanto se realiza la siguiente interpolación en función de la gravedad API observada:

[pic 31]Gráfica 1.

De acuerdo a la ecuación de interpolación obtenida y a la temperatura de análisis que fue de 64,4°F, se determina que:

[pic 32]

Reemplazando,

[pic 33]

Entonces,

[pic 34]

1. Gravedad API corregida a 60°F del lubricante

Al igual que con el crudo, la gravedad API observada del lubricante obtenido a partir del método del picnómetro tomada a una temperatura ambiente de 64,4 ° F es de 26,06 °API, por lo cual:

[pic 35]

Calculando, se obtiene que:

[pic 36]

1. Gravedad API corregida a 60°F del Diésel

En relación a lo determinado con el crudo y el lubricante, la gravedad API observada del Diésel obtenido a partir del método del picnómetro a una temperatura ambiente de 64,4 ° F es de 34,4 °API, por lo cual:

[pic 37]

Calculando, se obtiene que:

[pic 38]

1. Balance másico del contenido de agua y petróleo en la muestra.

El balance másico establece que la masa de un sistema cerrado permanece siempre constante, es decir, lo que entra debe ser igual a lo que sale, obedeciendo a la ley de la conservación de la materia, la suma de las masas de las sustancias reaccionantes es igual a la suma de las masas de los productos. La materia no se crea ni se destruye, sólo puede ser transformada.

En consideración a esto, donde hay procesos con reactivos, la formación de productos y el consumo de reactivos dependerán de las reacciones químicas involucradas en el proceso de estudio.

Por lo cual utilizamos la siguiente relación

[pic 39]

Por lo tanto:

[pic 40]

1. Tubo 1

De acuerdo a los datos experimentales hallados en la práctica, para la relación anteriormente expuesta tenemos que:

[pic 41]

Al reemplazar, teniendo en cuenta que la entrada es el peso del tubo 1 con la muestra; la salida, es el peso del tubo 1 más los sedimentos; la formación, es la diferencia entre el tubo 1 vacío y el tubo 1 más sedimentos; y el consumo, es la diferencia entre la entrada y la salida, es decir, los compuestos extraídos mediante los solventes 1 y 2 y con el tolueno. Obtenemos que,

[pic 42]

[pic 43]

Con respecto a lo expuesto anteriormente, el balance de masa debe ser igual a 0, ya que lo que entra debe ser igual a lo que sale, por lo tanto, procedemos a calcular el porcentaje de error, que específicamente está evidenciado en la imprecisión de la pesada.

[pic 44]

[pic 45]

1. Tubo 2

A partir de los datos experimentales hallados en la práctica, para la relación anteriormente expuesta tenemos que:

[pic 46]

Al reemplazar, teniendo en cuenta que la entrada es el peso del tubo 2 con la muestra; la salida, es el peso del tubo 2 más los sedimentos; la formación, es la diferencia entre el tubo 2 vacío y el tubo 2 más sedimentos; y el consumo, es la diferencia entre la entrada y la salida, es decir, los compuestos extraídos mediante los solventes 1 y 2 y con el tolueno. Obtenemos que,

[pic 47]

[pic 48]

En relación a lo expuesto anteriormente, el balance de masa debe ser igual a 0, ya que lo que entra debe ser igual a lo que sale, por lo tanto, procedemos a calcular el porcentaje de error, que específicamente está evidenciado en la imprecisión de la pesada.

[pic 49]

[pic 50]

1. Porcentaje de parafinas, Asfáltenos y Sedimentos.

Frente a los procesos de centrifugación y extracción por solvente 1, solvente 2 y tolueno, se obtuvieron los datos expresados en la tabla de determinación de ceras parafinicas, asfaltenos y sedimentos. Para el respectivo cálculo del porcentaje de estos compuestos presentes en la muestra de crudo, es necesario en primer lugar obtener la masa de dichos compuestos para que posteriormente se pueda dividir entre la masa de la muestra de crudo, obteniendo esta relación masica, se procede a multiplicar por 100 obteniendo el porcentaje deseado. Es decir:

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