54722820-propiedades-hidrocarburos-liquidos

PROPIEDADES DE LOS

HIDROCARBUROS LIQUIDOS

DEFINICIONES Y OBJETIVO

DENSIDAD Y GRAVEDAD ESPECIFICA

FACTOR DE CARACTERIZACION

ENSAYOS DE CRUDOS

PROPIEDADES CRITICAS

PROPIEDADES DE LOS HIDROCARBUROS LIQUIDOS

DEFINICION

Grupo Densidad PMoC oF oC oF gr/m l

C6 36,5 a 69 ,2 97,9 a 156,7 63,9 147 0,685 84

C7 69,2 a 98 ,9 156,7 a 210,1 91,9 197 0,722 96

C8 98,9 a 126,1 210,1 a 259,1 116,7 242 0,745 107

C9 126,1 a 151,3 259,1 a 304,4 142,2 288 0,764 121

C10 151,3 a 174,6 304,4 a 346,4 165,8 330 0,778 134

C11 174,6 a 196,4 346,4 a 385,5 187,2 369 0,789 147

C12 196,4 a 216,8 385,5 a 422,2 208,3 407 0,8 161

C13 216,8 a 235,9 422,2 a 456,7 227,2 441 0,811 175

C14 235,9 a 253,9 456,7 a 489,2 246,4 476 0,822 190

C15 253,9 a 271,1 489,2 a 520 266 511 0,832 206

C16 271,1 a 287,3 520 a 547 283 541 0,839 222

C17 287 a 303 547 a 577 300 572 0,847 237

C18 303 a 317 577 a 603 313 595 0,852 251

C19 317 a 331 603 a 628 325 617 0,857 263

C20 331 a 344 628 a 652 338 640 0,862 275

C21 344 a 357 652 a 675 351 664 0,867 291

C22 357 a 369 675 a 696 363 685 0,872 305

C23 369 a 381 696 a 717 375 707 0,877 318

C24 381 a 392 717 a 737 386 727 0,881 331

Rango de Ebullic ion T b prom edio Grupo Densidad PMoC oF oC oF gr/ml

C25 392 a 402 737 a 756 397 747 0,885 345

C26 402 a 413 756 a 775 408 766 0,889 359

C27 413 a 423 775 a 793 419 786 0,893 374

C28 423 a 432 793 a 810 429 804 0,896 388

C29 432 a 441 810 a 826 438 820 0,899 402

C30 441 a 450 826 a 842 446 835 0,902 416

C31 450 a 459 842 a 857 455 851 0,906 430

C32 459 a 468 857 a 874 463 865 0,909 444

C33 468 a 476 874 a 888 471 880 0,912 458

C34 476 a 483 888 a 901 478 892 0,914 472

C35 483 a 491 901 a 915 486 907 0,917 486

C36 493 919 0,919 500

C37 500 932 0,922 514

C38 508 946 0,924 528

C39 515 959 0,926 542

C40 522 972 0,928 556

C41 528 982 0,93 570

C42 534 993 0,931 584

C43 540 1004 0,933 598

C44 547 1017 0,935 612

C45 553 1027 0,937 626

Rango de Ebullicion Tb prom edio

MEZCLA COMPLEJA Y MULTICOMPONENTE DE HIDROCARBUROS PARAFINICOS, NAFTENICOS Y AROMATICOS EN EL RANGO C6+

PROPIEDADES DE LOS HIDROCARBUROS LIQUIDOS

LA CARACTERIZACION DE CRUDOS Y FRACCIONES C6+ CONSISTE EN DEFINIR LOS PARAMETROS CRITICOS PARA APLICAR UNA ECUACION DE ESTADO (EDE) EN FUNCION DE PROPIEDADES MEDIBLES

PESO MOLECULAR : PM

DENSIDAD DE LIQUIDO: ρl

TEMPERATURA DE EBULLICION: TB

Pc

Tc

Vc

zc

w

PROPIEDADES MEDIBLES

LA DENSIDAD ES FACILMENTE MEDIBLE (ASTM D 1298). POR ESA RAZON ES UN PARAMETRO DE CORRELACION IMPORTANTE

Escala graduada

FlotadorFluido

TermómetroLectura visual


gallb

pielbs

SG fluidofluido

agua

fluido

31,837,62 3

ρρρρ

≈≈≈

LA DENSIDAD DEL AGUA SE EXPRESA A 14,7 PSI Y 60 oF

APISG

+≈

5,131

5,141

5,1315,141 −≈

SGAPI


G. E. oAPI

0,85 35

0,92 22

FACTOR DE CARACTERIZACION KW

EN LAS FRACCIONES DE PETROLEO, PODEMOS ENCONTRAR PARAFINAS, OLEFINAS, NAFTENOS Y AROMATICOS.

EL KW INDICA CUALITATIVAMENTE LA FRACCION DOMINANTE

ORIGINALMENTE UNA MEDIDA DE LA AROMATICIDAD DE LA MEZCLA (WATSON Y NELSON)

Tb (oF) Kw

3-METIL-OCTANO 292 12,6

O-XILENO 292 10,3

( ))60/60(

3

SG

RMeanTK b

W

°=

KW … Parafinas: 12 - 12,5

Kw … Naftenos: 11 - 12

Kw … Aromáticos: 10 - 11

FACTOR DE CARACTERIZACION KW

LAS FRACCIONES DE CRUDO MANTIENEN EL MISMO Kuop QUE EL CRUDO ORIGINAL

Componentes Hipotéticos. Métodos Experimentales

La composición y la caracterización de los componentes del fluido a tratar (gas y/o condensado/crudo) se determina a partir de muestras representativas tomadas en fondo o en superficie, mediante dos técnicas analíticas:

Destilación Cromatografía en fase gaseosa (GC)

COMPONENTES

La Destilación y Cromatografía de Gases son técnicas analíticas que dan una descripción continua de componentes en el fluido.

Para la simulación se requiere una descripción discreta del fluido en componentes. En la Destilación se pueden analizar las diferentes fracciones obtenidas en cabeza (Peso Molecular y Densidad) que junto con la temperatura media obtenida (Temperatura de Ebullición) puede caracterizar específicamente la fracción.

Se dispone de Tablas Generalizadas de Propiedades de Componentes SCNs obtenidas a partir de valores medios de muestras tomadas en varios yacimientos, especialmente en el Mar del Norte. Se recomienda su uso en caso de no disponer de la caracterización de cada fracción (GC) y habitualmente en la analítica por Destilación TBP.

A partir de la distribución de los diferentes SCN se pueden utilizar técnicas de expansión de la fracción Cn* en componentes SCN más pesados, con ayuda de las Tablas Generalizadas.

COMPONENTES SCNs

Propiedades Generalizadas de SCNs

PROPIEDADES GENERALIZADAS SCNs

TEMPERATURA DE EBULLICION

EL COMPONENTE PURO SE CARACTERIZA POR UNA SOLA Tb A P atm .

UNA MEZCLA SE CARACTERIZA POR UNA CURVA DE PUNTOS DE EBULLICION.

PARA MEZCLAS, UN ANALISIS DE COMPONENTES NO NO ES PRACTICO.

UNA COMPOSICION FICTICIA, EN TERMINOS DE “PSEUDO COMPONENTES” PUEDE OBTENERSE DE LA CURVA DE PUNTOS DE EBULLICION Y LA GRAVEDAD API (SG)

Muestra 100 cm3

Cilindro graduado

Tubo de metal

Termómetro

TEMPERATURA DE TEMPERATURA DE EBULLICIONEBULLICION

Condensador: agua-hielo

Pse

ud

o #

5

Pse

udo

# 4Pseudo # 3

CARACTERIZACION DE CRUDOS CARACTERIZACION DE CRUDOS Y FRACCIONESY FRACCIONES

Pseudo # 2

Pse

ud

o #

1

T (oF)

%Vol

Fr # 1 Fr # 2 Fr # 3 Fr # 4 Fr # 5

IBP

T1

T2

T3

T4

EBP

Nombre Tb SG

Pseudo # 1 Tb 1 SG1

Pseudo # 2 Tb 2 SG2

Pseudo # 3 T b 3 SG3




… Y QUE ES UN PSEUDOCOMPONENTE … ?

350 A 45,0 350 S 0,80

350 K 11,6 Pseudo C9

COMPONENTE CARACTERIZADO POR AL MENOS DOS DE TRES PROPIEDADES: Tb, SG (API), PM

DESEABLE EL PAR TB, SG (API),

PM, SG (API)

ASTM D-86: PRUEBA DE DESTILACION POR LOTES (BATCH) SIN REFLUJO. CORREGIR POR SUMERGENCIA DEL TEMOMETRO. SIETE TEMPERATURAS. γ PARA LA FRACCION COMPLETA. METODO ESTANDARIZADO

ASTM D-1160

PARA FRACCIONES PESADAS QUE PUEDEN SER VAPORIZADAS PARCIAL O TOTALMENTE A 750 oF. SE CORRE EN VACIO (0,2 psia). METODO ESTANDARIZADO

ASTM D-2887CROMATOGRAFIA A TEMPERATURA PROGRAMADA (ALTA T) CONVERTIDA A CURVA TBP. PM, γ MEDIDOS PARA LA FRACCION COMPLETA C6+. METODO ESTANDARIZADOTBP

PRUEBA DE DESTILACION CON 5-100 PLATOS TEORICOS Y REFLUJO 5:1. ENTRE 5-15 TEMPERATURAS DE EBULLICION SON REPORTADAS. PM, γ SON MEDIDOS PARA CADA CORTE REPORTADO. METODO NO ESTANDARIZADO


Gra

do

de

fra

cci o

nam

ien

to

ASTM D-86 O D-1160 TBP

LOS METODOS UTILIZADOS POR LOS SIMULADORES DE PROCESO SE BASAN EN LA CONVERSION DE CUALQUIER METODO ASTM EN UN TBP A PRESION ATMOSFERICA


ME SA 30 C RUDE OILC R UD E O IL C HA R A C T E R IS T IC S L IG HT HY D R O C A R B O NS G E NE R A L INF O R M A T IO NA P I G R A V IT Y 60 ° F deg 30,0 G .L .C . A NA L Y S IS% volS P E C IF IC G R A V IT Y 15/4 ° C 0,8762F R A C T IO NIP -20ºC 20-100100-150T HE A NA L IT Y C A L D A T A O F T HIS S HE E T R E P R E S E NT S T HE R E S U L T SK INE M A T IC V IS C O S IT Y A T 100 ° FcS t 8,25 Y IE L D 1,11 6,7 9,37 O F A D E T A IL E D E V A L UA T IO N C O M P L E T E D IN O C T 95 A T INT E V E PK INE M A T IC V IS C O S IT Y A T 122 ° FcS t 6,33 C 1+C 2 0,00 L A B O R A T O R IE S .S U L P HUR % wt 1,08 C 3 0,09W A X C O NT E NT % wt 5,26 IS O C 4 0,14 0,02 0,00P O UR P O INT °C /ºF -37/-35 N-C 4 0,44 0,16 0,01UO P K C haracteris tic F actor 11,9 IS O -C 5 0,25 0,59 0,02H2S E X IS T E NT ppm wt <1 N-C 5 0,16 0,80 0,03R E ID V A P O R P R E S S U R E ps i 5,42 C 6+ 0,04F L A S H P O INT °C /ºF -20/-4S A L T C O NT E NT lb/M B ls 7,2INO R G A NIC C HL O R ID E S ppm 6,26 IS S UE D : J A NUA R Y 1998

C R UD E D IS T IL L A T IO Nº C 20-100100-150150-200200-250250-300300-343343-402402-461461-512 343+ 402+ 461+ 512+

F R A C T IO NS º F O IL 68-212212-302302-392392-482482-572572-650650-756756-862862-954 650+ 756+ 862+ 954+Y IE L D O N C R UD E O IL % vo l 6,70 9,37 8,32 8,76 9,52 8,34 11,31 9,04 7,41 47,88 36,57 27,53 20,12Y IE L D O N C R UD E O IL % wt 5,32 8,14 7,53 8,28 9,27 8,34 11,62 9,48 7,90 52,37 40,75 31,27 23,37M E A N B O IL ING P O INT °C /ºF 70/158 122/251172/343221/430267/512315/598390/734436/817489/912S P E C IF IC G R A V IT Y 60/60 ° F 0,8762 0,6960 0,7608 0,7932 0,8285 0,8534 0,8762 0,9001 0,9188 0,9346 0,9574 0,9732 0,9930 1,0166A P I G R A V IT Y A T 60 F 30,0 71,8 54,5 46,9 39,3 34,3 30,0 25,7 22,5 19,9 16,3 13,9 11,0 7,6A S T M D IS T IL L A T IO N, IB P °C /ºF 44/111 100/212155/311206/403256/443305/581340/644373/703431/808351/664390/734393/740* 5% V O L R E C O V E R E D °C /ºF 54/129 111/232163/325214/417261/502309/588373/703407/765460/860369/696427/801477/891* 10% V O L R E C O V E R E D °C /ºF 56/133 112/234165/329215/419262/504310/590377/711414/777464/867387/729493/822489/913* 30% V O L R E C O V E R E D °C /ºF 66/151 117/243169/336219/426264/507312/594383/721423/793477/891422/792481/898534/993* 50% V O L R E C O V E R E D °C /ºF 71/160 122/252172/342222/432267/513315/599390/734436/817489/912484/903537/999577/1071* 70% V O L R E C O V E R E D °C /ºF 80/176 128/262177/351226/439272/522318/604400/752448/838501/934562/1044* 90% V O L R E C O V E R E D °C /ºF 90/194 138/280186/367234/453278/532326/619419/786472/882523/973* 95% V O L R E C O V E R E D °C /ºF 94/201 142/288190/374237/459282/540330/626428/802480/896537/999F B P °C /ºF 113/235167/333218/424248/478284/543346/655

Ver TBP anexosVer TBP anexos

CARACTERIZACION DE CRUDOS CARACTERIZACION DE CRUDOS Y FRACCIONES: TBPY FRACCIONES: TBP

DEFINICION DE DEFINICION DE PSEUDOCOMPONENTESPSEUDOCOMPONENTES

… … AHORA, PARA DEFINIR PROP CRITICAS …AHORA, PARA DEFINIR PROP CRITICAS …

METODOS GRAFICOS METODOS GRAFICOS

METODOS NUMERICOS:METODOS NUMERICOS: •RIAZI DAUBERT

•CAVETT

•LEE-KESLER

ci

cii P

TxRCa

22

1 ∑⋅⋅=ci

cii P

TxRCb ∑⋅⋅= 2

( )2

5,0

11

−+≈

cT

TmTα 22699,0574,13746,0 wwm ⋅−⋅+≈


RIAZI-DAUBERT (1980)

cbbTa γθ ⋅⋅=

SUSTANCIAS PURAS Y MEZCLAS DE COMPOSICIÓN INDEFINIDA PARA 100 oF < Tb < 850 oF

θ Propiedad física

Tb Temperatura de ebullición (oR)

γ Gravedad especifica

a,b,c Constantes de correlación

θ a b c Desviación (%)

Promedio Máximo

PM 4,5673 x 10 -5 2,1962 -1,0164 2,6 11,8

Tc (oR) 24,2787 0,58848 0,3596 1,3 10,6

Pc (psia) 3,12281 x 10 -9 -2,3125 2,3201 3,1 9,3

Vc (pie3/lb) 7,5214 x 10 -3 0,2896 -0,7666 2,3 9,1


AMPLIA CAPACIDAD DE EXTRAPOLAR FUERA DE SU RANGO

CAVETT (1962)

( ) ( ) ( ) 226

25

343

221 bbbbbboc TAPIaTAPIaTaTAPIaTaTaaT ⋅⋅+⋅⋅+⋅+⋅+⋅+⋅+=

i ai bi

0 768,07121 2,8290406

1 1,7133693 0,94120109 x 10 -3

2 -0,0010834003 - 0,30474749 x 10 -5

3 -0,0089212579 - 0,20876110 x 10 -4

4 0,38890584 x 10 -6 0,15184103 x 10 -8

5 0,53094920 x 10 -5 0,11047899 x 10 -7

6 0,32711600 x 10 -7 - 0,48271599 x 10 -7

7 --- 0,13949619 x 10 -9

( ) ( ) ( ) ( ) 227

26

25

343

221log bbbbbbboc TAPIbTAPIbTAPIbTbTAPIbTbTbbP ⋅⋅+⋅⋅+⋅⋅+⋅+⋅+⋅+⋅+=

Pc … psia

Tc … oR

Tb … oR

API … API

PROPONEN UNA SERIE DE ECUACIONES PARA ESTIMAR TC, PC, W Y PM, EN FUNCIÓN DE TB Y GRAVEDAD ESPECIFICA

3102

272

32

106977,1

42019,01047227,0648,3

4685,1

1011857,02898,2

23244,00566,0

3634,8log

bb

bc

TT

TP

⋅

+−⋅

++

+⋅

++−−=

−−

−

γγγ

γγγ

( ) ( )b

bc TTT

51026238,34669,01174,04244,01,8117,341

γγγ ⋅−+⋅⋅++⋅+=

Pc Presión critica (psia)

Tc Temperatura critica (oR)

Tb Temp. Ebull. (oR)

γ Gravedad especifica

LEE - KESLER (1976)


LEE - KESLER (1976)


( )θ

θ WWw

KKKw

⋅−+⋅+⋅−⋅+−≈ 01063,0408,1350,8007465,01352,0904,7 2

( ) 6

6

43577,0ln4721,135875,15

2518,15

169347,0)ln(28862,109648,6

92714,5696,14

ln

θθθ

θθθ

⋅+⋅−−

⋅−⋅++−

−

≈

cp

w

8,0>θ

8,0<θ

c

b

T

T=θγ

3 )( RTK

ob

W =

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