PRACTICA N° 4
DETERMINACIÓN DE LA GRAVEDAD API Y LA GRAVEDAD GR AVEDAD ESPECIFICA DEL PETROLEO CRUDO Y DERIVADOS DEL PETROLEO NORMA ASTM (D 287 – 82)
YURI MARGERI PERALTA PERALTA 20 JUAN SEBASTIAN PLAZAS 2010192364 CRISTIAN ANDRES TRUJILLO 2010191494
UNIVESIDAD SURCOLOMBIANA FACULTAD DE INGENIERÍA NEIVA - HUILA 2012
OBJETIVOS
Determinar la gravedad API del crudo Tempranillo 1 y 2 a temperatura del laboratorio por los métodos del termohidrómetro, gravímetro y picnómetro. Hallar la gravedad API de derivados del petróleo, por los métodos anteriormente mencionados. (Aceite y gasolina) Aprender a corregir por medio de tablas la gravedad API a temperatura diferente de 60°F. Conocer meticulosamente el método de la determinación del API para que el día de mañana en un laboratorio profesional, seamos capaces de aplicarlo sin error alguno.
BASES TEORICAS El petróleo crudo es una solución de hidrocarburos de gran variedad de pesos y de complejidad, las proporciones de se hayan dentro del determinan sus características; en lo referente a la compra y venta de crudo, su valor depende de la calidad que esté presente, la calidad representa y peso y complejidad del mismo para su salida al mercado y posterior refinamiento.
Si un crudo es muy pesado su refinamiento resulta ser más costoso que el tratamiento de un crudo liviano, de esta situación se hace necesario crear una forma y una unidad de medida que nos representa la calidad del mismo. Una de estas y que actualmente se utiliza en la industria del petróleo es la escala API (American Petroeum Institute), su medida se denomina API y es una escala en grados medida directamente por un hidrómetro al flotar libremente en el crudo.
La gravedad específica no es más que la relación de peso de una unidad de volumen de la sustancia problema con el peso de la misma unidad de volumen de la sustancia tomada como patrón, en el caso de los fluidos líquidos es el agua; esta relación debe estar dada a unas mismas condiciones de temperatura.
En la industria petrolera se tiene una condición de temperatura a las cuales se reportan la mayoría de las propiedades del petróleo incluyendo la gravedad API y la gravedad especifica, esta temperatura es de 60°F o 15.556°C, por esto toda medición debe ser corregida a temperatura normal.
La gravedad API se relaciona con la formula:
API
141.5 GT
131.5
TABLA DE DATOS
TABLA 1: Determinación °API método del hidrómetro.
MUESTRA CRUDO TEMPRANILLO 1 Y 2 GASOLINA ACEITE
API - T1
APE - T2
API - T3
TABLA 2: Determinación de la gravedad especifica por el método del gravímetro.
MUESTRA CRUDO TEMPRANILLO 1Y2 GASOLINA ACEITE
Ge - T1
Ge - T2
Ge - T3
TABLA 3: Determinación de la gravedad especifica por el método del picnómetro.
MUESTRA
T. OBSERV. (ºF)
CRUDO TEMPRANILLO 1Y2 GASOLINA ACEITE PESO PICNOMETO
Vacio Con agua
PESO EN EL PICNOMETRO
CALCULOS Correcc ión de la gravedad API.
Para corregir la gravedad API obtenida en el laboratorio por medio del método del hidrómetro, se utiliza la tabla N°5 de la ASTM. Se buscan las columnas de temperatura observada y gravedad API a la temperatura observada, se proyectan las dos columnas y la gravedad API correspondiente es la del punto de corte de las dos proyecciones. Si los valores observados no están en las tablas se interpola.
Correcc ión de la gravedad esp ecifica.
Se halla la gravedad específica de cada muestra a las condiciones del laboratorio por el método del gravímetro.
Se corrige Donde:
Gt por
medio de la expresión:
Gt GT t T
t T
2
Gt =
Gravedad especifica a cualquier temperatura. GT = Gravedad específica normal. y = Constantes de expansión. t = Temperatura T = 15.556°C = 60°F Para simplificar los cálculos se puede asumir que = 0, sin crear un error apreciable ya que estos valores se encuentran x10 -7. Se asume GT > Gt ; y se remplaza en la ecuación junto con el valor de por ensayo y error hasta cuando la igualdad se cumpla.
. Se evalúa
Los resultados obtenidos de esta corrección son:
MUESTRA CRUSO
Gt Picnómetro
GT Picnómetro
Gt Gravímetro
GT Gravímetro
TEMPRANILLO 1 Y 2 GASOLINA ACEITE
Para calcular la gravedad API por el método del picnómetro se utiliza la gravedad especifica corregida G T y se remplaza en la expresión:
API
141.5 GT
131.5
Porcen taje de error.
Para calcular el porcentaje de error se toma la gravedad API corregida por las tablas ASTM como el valor real y la hallada por la formula de gravedad API con G T como el valor experimental. Y se utiliza la expresión:
% Error
valor real valor exp erimental valor real
TABLA DE RESULTADOS Gravedad API a temperatura de 60°F.
MUESTRA CRUSO TEMPRANILLO 1 Y 2 GASOLINA ACEITE
API Termo API hidrómetro gravímetro
% Error
API Picnómetro
% Error
ANÁLISIS DE RESULTADOS Al observar los resultados obtenidos en el presente laboratorio concluimos que la Gravedad Especifica de una muestra es inversamente proporcional a la Gravedad API, ya que al aumentar la gravedad especifica la gravedad API disminuye. La gravedad especifica varia con la temperatura, a mayor temperatura mayor gravedad específica y por lo tanto menor gravedad API. De los dos métodos utilizados en el laboratorio para la determinación de la gravedad API presenta mayor confiabilidad el método del termohidrómetro debido a que solo se necesita una buena preparación de la muestra y una cuidadosa observación en la escala del hidrómetro y la temperatura para luego hacer su corrección en la tabla ASTM. En cambio el método del picnómetro incurre en más errores de medición y de cálculo. El crudo TEMPRANILLO 1 Y 2 es un crudo de base Parafinica, dado el bajo grado de gravedad específica obtenida de 0, xxx, y su °API alta de xxx, nos indica un crudo de una buena calidad y un precio alto, ya que requiere de un menor tratamiento para su comercialización. Se observa que al hallar la gravedad específica por el método del picnómetro (Mediante las densidades de los fluidos) que este resultado no difiere en gran medida del obtenido al hacer la medición con el gravímetro, al comparar los resultados y ver que no hay diferencia significativa se asegura que las mediciones estuvieron bien realizadas. Lo mismo ocurre al comparar los valores obtenidos mediante la corrección de Bearce & Peffer para hallar la gravedad especifica y luego mediante esta hallar la gravedad API que al compararlos con los resultados obtenidos usando la Tabla 5 de la ASTM no muestran gran diferencia en comparación del uno con el otro.
FUENTES DE ERROR. La variación que tiene la gravedad API determinada por medio de la gravedad específica sobre la determinada con el hidrómetro radica en los errores que se cometen durante el desarrollo de la practica como son:
La limpieza y secado del picnómetro para pesar cada muestra.
La calibración y nivelación de la balanza, y la exactitud que esta presenta ya que no se pesa al vació.
Pueden quedar atrapadas burbujas dentro de la muestra.
Los cálculos que se tienen que realizar para corregir la gravedad especifica a temperatura normal.
En la medición de la gravedad API por medio del hidrómetro puede incurrir en los siguientes errores:
Mala observación en la escala del hidrómetro, debido al menisco que forma la muestra.
Que se haya observado mal la temperatura debido al color de la muestra.
Presencia de burbujas en la muestra.
CONCLUSIONES
La determinación de la gravedad API es una prueba que se le realizan a todos los crudos por lo tanto es importante aprender a manejar los métodos para su evaluación.
El crudo TEMPRANILLO 1 Y 2 está clasificada como un crudo liviano puesto que posee una gravedad API de xxxx, cumpliendo con unos parámetros de calidad teniendo unos costos de refinación relativamente bajos.
El método más adecuado para evaluar la gravedad API es el correspondiente al del termohidrómetro.
La gravedad API de una sustancia es inversamente proporcional a su gravedad específica.
Se aprendió el manejo de tablas para la estandarización de las medidas de gravedad API obtenidas a condiciones diferentes a la estándar.
SOLUCIÓN AL CUESTIONARIO ¿Cuál es la repetibilidad y reproducibilidad en esta determinación?
La repetibilidad ocurre cuando realizamos de nuevo la prueba sin cambiar de equipo ni de prueba manteniendo condiciones constantes y el resultado no difiere en un rango mayor a 0.2 º API, en un rango de una de cada 20 pruebas. La reproducibilidad transcurre cuando resultados obtenidos por personas diferentes no difieren en un rango mayor de 0.5º API, en una de cada 20 pruebas. ¿Qué se entiende por gravedad especifica 60/60 y 100/60? La gravedad especificada expresada en 60/60 nos determina la temperatura a la que tomamos la gravedad específica (numerador) y el valor de la temperatura condiciones estándar (denominador), que para el primer caso serian una prueba tomada a 60ºF y para el segundo una prueba tomada a 100ºF que al contrario de la primera debe ser corregida a 60ºF. ¿Qué efectos tienen las burbujas de aire que se mezclan con el liquido al llenar la probeta para determinar la gravedad API? Las burbujas de aire que se mezclan en el líquido me aumenta el volumen lo cual me va a afectar directamente la densidad de este lo cual me traerá como consecuencia una lectura no precisa de la gravedad API con el termohidrómetro (mayor a la real). ¿Como varia la gravedad especifica con la temperatura y el peso molecular? Como sabemos la gravedad específica es inversamente proporcional a la temperatura, ya que al incrementar la temperatura esta disminuye. Por el contrario el peso molecular es directamente proporcional a la gravedad específica debido a que a medida que aumenta el peso molecular aumenta la gravedad específica.
¿Explique como se calcula la gravedad API seca de un crudo, la gravedad específica de una mezcla de agua y crudo si se conocen las fracciones de ambos y la gravedad seca del crudo?
Primero determinamos la gravedad específica de la mezcla de agua del crudo, pariendo del conocimiento de antemano de datos como: la gravedad especifica del agua, la gravedad específica del crudo seco y las fracciones del agua y crudo para esto utilizamos la ecuación de las mezclas de gravedad específica:
mezcla
X i * i
Con la solución de la ecuación hallamos la gravedad específica de la mezcla, luego hallamos la gravedad API (la gravedad específica debe ser utilizada a 60ºF) a través de la siguiente formula:
T
141.5 131.5 º AP I T
BIBLIOGRAFIA ASTM D 287-92. Método para la para determinar Gravedad API del crudo y productos del petróleo por el método del hidrómetro. ASTM-IP Petroleum Measurement Tables. Parra Pinzon Ricardo. Comportamiento de la gravedad API y el volumen del petróleo y sus derivados.
