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Petróleo Caracterización y Generalidades
J. F. Llamas

Ensayos de Caracterización del Petróleo
Generalmente se utilizan dos tipos de ensayos:

• Ensayo de inspección: determinación de propiedades “llave”
que caracterizan el petróleo como un todo (Se realizan de forma rutinaria en todos los crudos que se reciben en una refinería)
• • • • Densidad: Grados API Contenido en Azufre Pour Point(punto de congelación) Rango de destilación

• Ensayo completo: solo suele hacerse al comienzo de la

producción de un nuevo campo o cuando los “ensayos de inspección” indican cambios importantes en la composición de un determinado crudo. (Pueden pasar varios años sin que se realicen)

Ensayos de Caracterización del Petróleo
• Ensayos de inspección:
• • • •
• • • • • • • •

Densidad:Grados API (o densidad o densidad relativa) Contenido en Azufre Pour Point (punto de congelación) Rango de destilación
Viscosidad Contenido en sales Contenido en agua y sedimentos Metales traza (o Haluros orgánicos) Contenido en sales Carbono residual (500ºC-550ºC) y contenido en asfaltenos Hidrocarburos ligeros Ceras

Ensayos de Caracterización del Petróleo
• Ensayos de inspección: Ensayos de Inspección
• Densidad (Grados API)
API : Es una escala arbitraria del peso específico de un petróleo en una

escala arbitraria a 60°F, se define como: °API = (141.5/peso específico) – 131.5

Un petróleo con un peso específico de 1

(igual a la del agua) tiene un valor API de 10

ºC = (ºF - 32) /1.8 ºF = (1.8 x ºC) + 32

=

141,5 131,5+º A P I

Clasificación de los Crudos porsu densidad (API)

º API Ligeros Medios Pesados Ultrapesados > 40º API 30º a 40º API 10º a 30º API < 10º API

d 15,6 ºC/15,6ºC < 0,825 0,825-0,875 0,875-1,000 > 1,000
141,5 131,5+º A P I

Equivalencia entre densidad y grados API : d 15,6 ºC/15,6ºC =

=

141,5 131,5+º A P I

Clasificación de los Crudos por su densidad

Equivalencia entre densidad y grados API : d 15,6 ºC/15,6ºC =141,5 131,5+º A P I

Ensayos de Inspección
• Contenido en Azufre
Inorgánico: SLIBRE , SH2 , SCO (sulfuro de carbonilo) ,…

Orgánico: tioles o mercaptanos (R-S-H), sulfuros (R1-S-R2), disulfuros (R1-S-S-R2 ), tiofenos ,…

Evolución contenido azufre combustibles

Ensayos de Inspección
• Contenido en Azufre

Ensayos de Inspección
Pour Point (punto de congelación)

Ensayos deInspección
• Rango de destilación
– Normalmente 7 fracciones:
• • • • • • • Gas Gasolina (light naphta) Queroseno (medium naphta) Gasoil Light vacuum Gas oil Heavy vacuum Gas oil Residuo < 15.5ºC (60ºF) 15.5 – 149ºC (60-300ºF) 149 – 232ºC (300-450ºF) 232 – 343ºC (450-650ºF) 343 – 371ºC (650-700ºF) 371 – 566ºC (700-1050ºF) > 566ºC (1050ºF)

*Entre 5 y 50 litros para el ensayo

Ensayos deInspección
• Curva de destilación

TBP (True Boiling Point)
Método ASTM D 2892: (destilación del crudo utilizando una columna de 15 platos teóricos)
(La curva puede ser en peso o en volumen)

Ensayos de Inspección
Viscosidad vs Temperatura y densidad (Grados API)

Ensayos de Inspección
Carbono residual (Contenido en asfaltenos)

Ensayos de Inspección
Carbono residual (Contenido enasfaltenos)

Ensayos de Inspección
Viscosidad - densidad - (Grados API) vs Madurez y Tipo

Indices de Caracterización y Clasificación
• A partir de la composición química

Indices de Caracterización y Clasificación
• A partir de la densidad de una fracción ligera y de otra pesada
– – A partir de la densidad de la fracción de “Nafta Pesada” * Y de la densidad del “Residuo” Atmosférico”* No coincide con los cortes indicados en la diapositiva (10)

Indices de Caracterización y Clasificación
• Correlation Index
CI = 473.7 d – 456.8 + 48640 / K
d = peso específico (densidad) K = punto de ebullición promedio (en Kelvin) (ASTM D-86 y D-1160)
0 – 15 predomina fracción parafínica 15 – 50 predomina fracción nafténica y mixta > 50 predomina fracción aromática
* Solo funciona en...
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