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FORMATO OFICIAL DE MICRODISEO CURRICULAR
FACULTAD: INGENIERA PROGRAMA: PETRLEOS NOMBRE DEL CURSO:
LABORATORIO DE PROPIEDADES DEL PETRLEO PRCTICA DE LABORATORIO N 10
DE 10 PRCTICA A REALIZARSE SEGN LA NORMA ASTM (D 86 90) NOMBRE DE
LA PRCTICA DE LABORATORIO: MTODO ESTNDAR PARA LA DETERMINACIN DE
LOS PRODUCTOS
DEL PETRLEO POR DESTILACIN 1. JUSTIFICACIN Esta practica se
realiza con el fin de determinar los productos del petrleo por
medio de destilacin, teniendo en cuenta que un hidrocarburo
qumicamente puro, ebulle a ciertas temperaturas cuando la presin se
mantiene constante, y como casi todos los combustibles y solventes
comerciales, contienen diferentes hidrocarburos, cada uno con
diferentes punto de ebullicin; tenemos que calentando el producto
del petrleo es calentado gradualmente, los componentes con menor
punto de ebullicin se convertirn en vapor y luego los que sigan en
su punto de ebullicin a medida que aumenta la temperatura, de esta
manera se puede ir determinando cada uno de los productos
pertenecientes al producto calentado. Teniendo en cuenta lo
anterior es importante realizar esta practica pues en el desarrollo
de la carrera de forma profesional, estas pruebas son realizadas en
refinera para detectar que tipo de hidrocarburos hay en el producto
que se tiene de trabajo y determinar a su vez cuanta cantidad hay
de cada uno de ellos. La destilacin es un proceso fsico de
separacin, mediante el cual una, mezcla liquida de dos o mas
componentes, completamente miscibles, puede separarse en sus
componentes individuales o en fracciones que a su vez son mezclas
en diferentes proporciones. Este proceso se basa en la diferencia
entre los puntos de ebullicin de los componentes de la mezcla. Casi
todos los combustibles y solventes comerciales, contienen
diferentes hidrocarburos, cada uno con diferentes puntos de
ebullicin. Si el producto del petrleo es precalentado gradualmente,
altas proporciones de componentes con bajo punto de ebullicin, son
las que primero se convierten en vapor y sucesivamente los de alto
punto de ebullicin, a medida que aumenta la temperatura. Las torres
de destilacin donde se realiza la eliminacin de los componentes mas
voltiles de un liquido se denomina estabilizadores de productos. 2.
OBJETIVOS 2.1. OBJETIVO GENERAL Determinar el porcentaje y el rango
de destilacin de un crudo refinable.
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2.2. OBJETIVOS ESPECFICOS Lograr separar el crudo en mezclas
menos complejas por medio de las diferencias de
sus puntos de ebullicin. Construir la curva ASTM a partir de las
temperaturas de ebullicin volumtricas y los
volmenes determinados en el laboratorio y posteriormente
corregidos a travs de la aplicacin de frmulas y graficas.
Obtener las temperaturas promedio molar, medio y en peso, los
factores de caracterizacin Koup, las pendientes, las gravedades
especificas y los calores requeridos para cada una de las
fracciones determinadas y en especial para el crudo
3. MATERIALES Y EQUIPOS Baln de Destilacin: Un baln de
destilacin se encuentra conformado segn las
dimensiones y las variaciones permisibles indicadas en la
siguiente figura:
Columna de Fraccionamiento: Una columna de fraccionamiento,
indicado con la letra a en la figura anterior hecha con una
longitud No. 18 del tipo de cadena de hierro, presenta un dimetro
de 1 pulgada (25.4 mm) y un largo de 6 pulgada (165 mm). El tipo de
hierro puede ser ensartado convenientemente sobre un lazo de
alambre de tal manera que este se fije en el lazo cerca de 2 ft
(0.61 m) en longitud, lo cual hace la cadena ms conveniente para
manejarla cuando estos no son enlazados juntos. El dispositivo
usado para soportar la columna (observado con la letra b en la
figura ) debera ser hecho con un tramo de alambre conveniente,
preferiblemente, pero no necesariamente de niquel-cromo.
Condensador: Un condensador de 9/16 pulgadas (15mm) de dimetro
externo, con
0.031 a 0.036 pulgadas (0.787 a 0.914mm) se espesor de la pared,
est hecho de una tubera de latn con una longitud de 22pulg. Este
podra ser colocado de tal forma que aproximadamente 15,5 pulg del
tobo se encuentre en contacto con el medio refrescante contenido en
la cubierta del condensador descrita posteriormente con cerca de
2pilgadas de superficie para el bao refrescante en el extremo
superior y 4,5 pulgadas de superficie para el bao refrescante en el
extremo inferior.
Escudo: Un escudo de cualquier tipo conveniente tiene una
dimensin horizontal
mnima de 6 pulgadas. Excepto para la dimensin vertical la cual
requiere modificaciones debido a la longitud relativa del matraz
empleado en ste mtodo.
Mesa y Soporte: el crudo destilado en el matraz debe descansar
sobre una mesa o
tabla de aproximadamente de pulgada de asbesto duro o material
cermico teniendo una altura de 3.5 pulgadas de dimetro en el
centro. La mesa no debe ser mejor de 6 pulgadas de anchura. Cuando
usa un gas quemado, la mesa debe ser soportado por una argolla o
anillo u otro matraz conveniente que soporte la plataforma.
Fuente de Calor: consiste en un quemador o calentador elctrico
de capacidad
suficiente para mantener la rata de destilacin y de tal forma
que con el aparato conveniente se pueda cerrar el control de
calor.
Termmetro: consiste en un termmetro de destilacin que se
encuentra en grados
Fahrenheit o Celsius, en un rango de 30 580F o 2-300C y
compuestos segn los requerimientos para temperaturas de 7F o 7C
respectivamente.
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Probetas Graduadas de Medida: son convenientes cilindros
graduados u otros cristales volumtricos para mediciones de muestras
y fracciones de destilacin. Existen probetas de 300ml las cuales
son unos aparatos que sirven para modificaciones encargadas para
graduaciones precisas cuando se desea. Unas de las ms empleadas son
las probetas de 100ml en los casos que se llevan a pruebas de
destilacin.
4. MARCO TERICO
Se llama destilacin al proceso de separacin fsico en el que se
aprovecha la diferencia de la temperatura de ebullicin de los
componentes de una mezcla. En este proceso el vapor de una mezcla
lquida en ebullicin, que ser ms concentrado en el componente de
mayor volatilidad respecto de la concentracin original del lquido,
se transfiere a una superficie fra donde se condensa. Este mtodo
permite la purificacin e identificacin de lquidos. Todo aumento de
temperatura que se provoca sobre el lquido produce un aumento en la
energa cintica de sus molculas y, por lo tanto, de su presin de
vapor. sta se debe a la tendencia de las molculas a salir de la
superficie y es diferente para lquidos distintos. Cuando la presin
de vapor es igual a la presin atmosfrica, el lquido hierve. Si se
trata de un lquido puro la temperatura se mantendr constante
durante toda la ebullicin. El punto de ebullicin puede definirse
como la temperatura a la cual la presin de vapor de ste se
equilibra con la presin atmosfrica, en el caso de una mezcla la
suma de las presiones parciales de los componentes debe igualarse a
la presin externa. Con referencia a la refinacin de petrleos, donde
se practica la destilacin fraccionada continua en las torres de
platos con copas de burbujeo, se puede decir que es una operacin
mediante la cual el petrleo crudo o cualquier mezcla de
hidrocarburos, se fracciona e varios productos que a su vez son
mezclas, pero con intervalos de ebullicin definidos y ms cortos que
los de la mezcla original. En la destilacin fraccionada del petrleo
y/o sus derivados se emplea la vaporizacin flash (instantnea o de
equilibrio en la obtencin de vapores ( en el inicio de la industria
se emple vaporizacin batch o diferencial), la cual se lleva a cabo
en los llamados hornos tubulares. 5. PROCEDIMIENTO 5.1. El
condensador debe limpiarse, para remover fracciones de otras
destilaciones,
para ello utilice una tira de pao unida a un alambre de cobre
llnese el condensador con pedazos de hielo para mantener una
temperatura entre 32 y 34 F.
5.2. Cuando la temperatura de la muestra ste dentro de los
limites que seale la tabla
1, mida 100 ml de la muestra y transfiralos a un baln de
destilacin. 5.3. Coloque el termmetro, asegurndolo firmemente en el
cuello del baln de modo
que el nivel inferior del capilar coincida con la direccin de la
lnea ms baja del tubo por donde salen los vapores.
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5.4. Coloque el baln en el soporte, ajuste el tapn de caucho
firmemente al condensador, a travs del cual pasa el tubo del baln
por donde salen los vapores; el baln debe quedar en posicin
vertical. El desprendimiento lateral del baln debe penetrar en el
condensador cerca de 1 a 2 pulgadas.
5.5. El tubo de salida del condensador debe penetrar 1 pulgada
por el centro de la
probeta, pero nunca por debajo de la marca de 100 ml. El nivel
de bao en que est sumergida la probeta debe llegar al menos a la
marca de 100 ml.
5.6. Suministrar calor al baln de destilacin, teniendo cuidado
de no salirse de los
lmites prescritos en la tabla 1. 5.7. Una vez obtenido el punto
inicial de ebullicin, mueva la probeta de modo que el
extremo del condensador toque la pared interna de esta. Ajuste
la rata de calentamiento de modo que est de acuerdo con la tabla
1.
5.8. En el intervalo entre el punto inicial de ebullicin y el
punto final, apunte las lecturas
del termmetro y los porcentajes recobrados. Los volmenes deben
ser ledos con precisin de 0.5 ml y la temperatura con 1F.
5.9. Si la muestra se descompone, suspenda el calentamiento y
contine como lo
sugiere 4-12. 5.10. Cuando el lquido residual en el baln sea
cerca de 5 ml, haga un ajuste de
calentamiento, si es el caso para cumplir las especificaciones
de la tabla 1. Si las condiciones de la tabla no son conseguidas,
haga de nuevo la destilacin con el ajuste de calentamiento
apropiado.
5.11. Observe el punto final de ebullicin o el seco, o ambos y
suspenda el
calentamiento. Si ha quedado lquido en el baln de destilacin,
apntelo como lo indica la seccin 10 de la NORMA ASTM.
5.12. Cuando finalice la destilacin, haga lecturas en la probeta
cada 2 minutos hasta que
dos lecturas concuerden (no importa que aun se desprendan gotas
de la punta del condensador). Mida el volumen con aproximacin de
0.5 ml, y antelo como porcentaje recobrado. Si la destilacin fue
descontinuada por las circunstancias anotadas en 4 9, el porcentaje
de residuo y perdidas se obtiene restando de 100 el porcentaje
recobrado. El procedimiento anotado en 4-13 y 4-14se omite.
5.13. El porcentaje total recobrado, se halla vaciando el
residuo0 que quedo en el baln
cuando se enfri, sobre el destilado recogido en la probeta.
5.14. El porcentaje de prdidas se obtiene restando de 100 el
porcentaje total recobrado. 5.15. Los clculos y reportes segn la
NORMA ASTM D-86-93
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TABLA 1 CARACTERISTICAS DE LA
MUESTRA GRUPO 1 GRUPO2 GRUPO3 GRUPO4
Presin de vapor a 100 F ASTM D-323,IP69-171
Mayor igual a 9.5
Menor de 9.5 Menor de 9.5 Menor de 9.5
DESTILACION Punto inicial de ebullicin
Punto final de ebullicin
Menor igual a 482 F
Menor igual a
482 F
Menor igual
a 212F Mayor
a 482F
Mayor a
212F
PREPARACIN DE L APARATO
Termmetro por destilacin ASTM
Termmetro por destilacin IP No
Bajo; F(7C)
5C
Bajo; 7F(7C)
5C
Bajo; 7F(7C)
5C
Alto; 8F(8C)
6C TEMPERATURA AL
INICIAR LA PRUEBA
Del baln y del termmetro
Del soporte y de la cmara protectora
De la muestra y probeta graduada
55-65 F
no mayor que la
ambiente 55-65 F
55-65 F
no mayor que la ambiente
55-65 F
55-65 F
no mayor que la ambiente
55-65 F
No mayor que la ambiente
5-65 F, hasta ambiente
BALON DE DESTILACION B(125ml)
B(125ml)
B(125ml)
B(125ml)
Condiciones durante el desarrollo de la prueba
Temperatura en el bao del
condensador
Temperatura alrededor de la probeta
Tiempo desde la aplicacin del calor hasta el punto inicial
de
ebullicin en minutos
Tiempo desde el punto inicial de ebullicin hasta el 5%
recobrado
en segundos
Rata promedio de condensacin desde 5% recobrado hasta que
existan 5ml de residuo en el baln en ml/min
Tiempo para evaporar los ultimos
5ml hasta el punto inicial de ebullicin en min.
32-34 F
55-65 F
5-10
60-75
4-5
3-5
32-34 F
55-65 F
5-10
60-75
4-5
3-5
32-34 F
55-65 F
5-10
4-5
5 max
32-34 F
+- 5 F de la temperatura de la muestra
5-15
4-5
5 max
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6. CUESTIONARIO
6.1. Cual es la precisin de esta determinacin? 6.2. Cul es la
repetibilidad y reproducibilidad de esta determinacin? 6.3.
Porcentaje recuperado, Porcentaje recobrado y Porcentaje total
recobrado. 6.4. Determine la curva de destilacin ASTM a condiciones
normales y a la presin de laboratorio. 6.5. A partir de los
intervalos de ebullicin tericos de las fracciones de petrleo,
defina las fracciones de la destilacin y caracterice la muestra y
las fracciones. 6.6. Determine el calor especfico del hidrocarburo
lquido, el calor latente de vaporizacin de la muestra y las
fracciones y elabore el balance de energa.
7. DIAGRAMA DE FLUJO Ver esquema a continuacin 8. BIBLIOGRAFA
ASTM, standards petroleum products and lubricants.(ASTM D-86-93)
JACOBS, Manejo y tratamiento de crudo y gas natural. PARRA, Pinzn
Ricardo, diseo, construccin, montaje y puesta en marcha de un
equipo de destilacin de hidrocarburos lquidos. Universidad
Surcolombiana, 1997.
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In ic io
L im p ie e l co n d e n sa d o r y ll n e lo co n p e d a zo s
d e h ie lo co n e l fin d e m a n te n e r la te m p e r a tu r a
e n te 3 2 y 3 4 F
M id a 1 0 0 m l d e cr u d o y tr a n sfi r a lo s e n u n b a
l n d e d e stila ci n
co lo q u e e l te r m m e tr o ju sto e n la ln e a m s b a ja
p o r d o n d e sa le n lo s va p o r e s p r o d u cto d e la d e
stila ci n , d e m a n e r a fir m e co n tr a e l cu e llo d e l b
a l n
C o lo q u e e l b a l n e n e l so p o r te d e m a n e r a ve
r tica l, a ju ste e l ta p n a l co n d e n sa d o r y p e n e tr
e e l d e sp r e n d im ie n to la te r a l e n tr e 1- 2 p u lg a
d a s
E l tu b o d e sa lid a d e l co n d e n sa d o r d e b e p e n
e tr a r 1 p u lg a d a e n e l ce n tr o d e la p r o b e ta p e r
o n o so b r e p a sa r la m a r ca d e 1 0 0 m l
A d icio n e ca lo r a l b a l n d e d e stila ci n y e sp e r e
e l p u n to in icia l d e e b u llic i n
U b iq u e la p r o b e ta d e m o d o q u e e l e xtr e m o d e
l co n d e n sa d o r to q u e u n a d e su s p a r e d e s, a ju
ste la ve lo cid a d d e ca le n ta m ie n to
E n e l in te r va lo e n tr e e l p u n to in icia l d e e b u
llici n y e l p u n to fin a l . R e g istr e la s le ctu r a s d e
l te r m m e tr o y lo s p o r ce n ta je s r e co b r a d o s
L o s vo l m e n e s d e b e n se r le id o s ca d a 0 .5 m l y
la te m p e r a tu r a co n 1 F
L a m u e str a se d e sco m p o n e
C u a n d o e l liq u id o r e sid u a l e n e l b a l n se a a
p r o x. 5 m l , r e a lice u n a ju sta a l ca le n ta m ie n
to
R e g istr e e l p u n to fin a l d e e b u llic i n o p u n to
se co y te r m in e e l ca le n ta m ie n to , ta m b i n r e g
istr e si q u e d a lq u id o e n e l b a l n .
C u a n d o fin a lice la d e stila ci n , r e g istr e ca d a d
o s m in u to s la le ctu r a e n la p r o b e ta h a sta q u e d o
s co n se cu tiva se a n ig u a le s .
M id a e l vo lu m e n co n a p r o xim a ci n d e 0 .5 m l y r
e p o r te e l d a to co m o p o r ce n ta je r e co b r a d o
E l % to ta l r e co b r a d o, se h a lla va cia n d o e l r e
sid u o q u e q u e d e n e l b a l n cu a n d o se e n fr i so b r
e e l d e stila d o d e la p r o b e ta .
E l p o r ce n ta je d e p r d id a s se o b tie n e r e sta n d
o d e 1 0 0 e l p o r ce n ta je to ta l r e co b r a d o.
F in
N OS I
D E T E R M IN A C I N D E L O S P R O D U C T O S D E L P E T R
L E O P O R D E S T IL A C I N
