informe 8 refinacion

8/13/2019 informe 8 refinacion

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ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICADEL LITORAL

FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y MATEMÁTICAS

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS QUÍMICAS Y AMBIENTALES

LABORATORIO DE QUÍMICA Y REFINACIÓN DE PETRÓLEO Y GAS

Práctica No. 8

DETERMINACIÓN DE CONTENIDO DE AGUA Y SEDIMENTOS (bsw)

Fecha de entrega: 22 DE ENERO DEL 2014

Profesor:

Ing. Raúl Serrano C.

Estudiante:

Rafael Antonio Morán Muñoz

Paralelo: 1



1. Objetivo

Determinar el contenido de sedimentos y agua (BSW), de una muestra del petróleo,

mediante el método de centrifugación.

2. Teoría

El petroleo crudo, tal como se obtiene del subsuelo, casi no tiene uso. Por ello esnecesario someterlo a una serie de procesos de separation y purification. En unprincipio, los metodos utilizados para medir v controlar la cantidad de los derivadosdel petroleo constituyeron procedimientos empiricos que se adaptaban a lasnecesidades locales de una organizacion o de una zona. Luego, con la expansion vtecnificacion de la industria petrolera se hizo necesario normalizar dichos metodos,en forma tal que pudiesen ser utilizados e interpretados en forma amplia v universal.[2]

La ASTM (Sociedad Americana de Ensayo de Materiales) cubre todos los materialesque se utilizan en la industria y comercio petrolero. Dentro de las ASTM existencomites que se especializan en las especificaciones y pruebas que se refieren a losproductos de cada una de las grandes ramas industrials conocidas. [1]

El metodo que estudiaremos en el laboratorio (centrifugacion), ha sido elaborado omodificado por la ASTM, la cual, los ha probado v adaptado oficialmente v cuvoscomites hacen revisiones v modificaciones periodicas a estos metodos.

Por otro lado el metodo centrifugacion es un proceso mecanico que permite, pormedio de un movimiento acelerado de rotation, provocar la sedimentation de loscomponentes de una mezcla con diferente densidad; se utiliza para medir elporcentaje de agua v sedimentos que presenta el crudo. Es necesario para lalimpieza de impurezas de la mezcla de crudo. [1]

El metodo utilizado para la determinacion de la cantidad de agua en el crudo es elproceso de destilacion, utilizando el equipo Dean & Stark. Para tal efecto la muestraes calentada bajo condiciones de reflujo con un solvente insoluble al agua, el cual seco-destilara con el agua en la muestra. El solvente condensado y el agua sonseparados continuamente en la trampa dispuesta para tal fin. [2]

La destilacion es el proceso a utilizar en este metodo, el principio ffsico es laseparacion mediante evaporizacion y condensacion, de los diferentes componentesliquidos, solidos disueltos en liquidos o gases licuados de una mezcla, aprovechando



los diferentes puntos de ebullicion (temperaturas de ebullicion) de cada una de lassustancias. [2]

• Agua y Sedimentos BS&W:

El principio utilizado para determinar el BS&W de una emulsion de crudo es el dedemulsificacion mediante un rompedor. La action de los compuestos quimicosdesemulsificadores se explica porque estos hacen que la pelicula del agenteemulsificador que rodea la gota de agua adquiere una rapidez quebradiza hastaprovocar una contraction que causa que la pellcula se rompa y las gotas de agua se junten y decanten. En el laboratorio se utilizo una centrifuga; el metodo decentrifugation es un metodo utilizado para decantar solidos presentes en un liquido, ysu fundamento teorico es el de la fuerza centrifuga que experimenta en cuerpo conun movimiento circular uniforme (rotatorio); esta fuerza centrifuga es mayor enmagnitud que la fuerza debida a la gravedad (peso), por lo que los cuerpos mas

masivos experimentan un vector fuerza hacia las paredes de los tubos decentrifugation y posteriormente caen al fondo de los mismos. El valor de BS&W seexpresa como un porcentaje de la cantidad de crudo mediante: [3]

Donde

- %BS&W es el porcentaje de agua y sedimentos

- S es el volumen total de agua y sedimento encontrada en el fondo del tubode centrifugacion.

- V es el volumen inicial de muestra de petroleo crudo.

Por este método se puede determinar el contenido de agua y sedimento (BSW) encrudo, combustóleo y ACPM. El método no es enteramente satisfactorio, ya que la

cantidad de agua detectada es casi siempre menor que el contenido real. Cuando serequiera mayor exactitud se pueden utilizar los métodos de agua por destilación ovaloración y sedimento por extracción. Para realizar este método se debe usar unsolvente saturado con agua para que la prueba sea representativa. [3]

Las normas aplicables según el tipo de producto son:

ASTM D 4007 — Standard Test Method for Water and Sediment in Crude Oil by theCentrifuge Method (Laboratory Procedure).

API Designation: MPMS, Chapter 10.3 API MPMS 10.4 — Determination of Waterand/or Sediment in Crude Oil by the Centrifuge Method (Field Procedure)



ASTM D 2709— Standard Test Method for Water and Sediment in Middle DistillateFuels by Centrifuge

ASTM D 1796 — Standard Test Method for Water and Sediment in Fuel Oils by the

Centrifuge Method (Laboratory Procedure)

La determinación del contenido de sedimentos y agua se requiere, para establecercon precisión los volúmenes netos de petróleo crudo que se negocia entransacciones de venta, intercambio, interventoría, transferencia de custodia,liquidación de regalías e impuestos sobre petróleo crudo.

Una excesiva cantidad de agua y sedimentos en el petróleo crudo, también puedegenerar problemas operacionales, como corrosión de equipos y problemas en elprocesamiento y transporte del mismo, generando costos de tratamiento y

reparación. En la actualidad Ecopetrol es la empresa que ha fijado las normas parael porcentaje de BSW con el que puede llegar el crudo a la refinería. Estas implicanque el crudo que se va a vender no tiene que tener un porcentaje de agua ysedimentos mayor al 1%. El hecho de que este porcentaje no se cumpla implicarasanciones económicas para la empresa comercializadora; de ahí que ladeterminación del BSW sea tan importante a la hora de establecer la calidad delcrudo. [3]

Cabe resaltar que la prueba de BSW por el método de la centrifuga es la masutilizado en campo debido a su sencillez y rapidez, ya que no necesita mayores

elementos para la determinación de agua y sedimentos. En realidad solo esnecesario tener a la mano una muestra de la emulsion, desimulsificante zanahoriasgraduadas y un equipo de centrifuga los cuales me permitirán hallar el porcentajeBSW del crudo. Los demás métodos son mas meticulosos pero dan mayoraproximación a este porcentaje, ya que la prueba de la centrifuga no está exenta delerror humano. [3]

3. Reactivos y Materiales

Reactivos

ToluenoDiesel 2Jet Fuel

Materiales

Tubo centrífuga



Equipos

Centrífuga

4. Procedimiento

1. Colocar en el tubo de centrifuga, 50 ml del crudo, procurando exactitud conuna probeta.2. Colocar en el mismo recipiente 50 ml de tolueno.3. Realizar nuevamente el mismo procedimiento en otro tubo.4. Revisar que la centrifuga se encuentre conectada y en buenas condiciones.5. Ubicar los tubos en la centrifuga de manera que queden en equilibrio(es deciruno frente al otro.) y ajustamos la velocidad de rotación con la perilla durante 15minutos aproximadamente.

6. Después del tiempo establecido, detener la centrifuga y desconectarla.7. Leer los ml de agua y sedimentos y expresarlo en porcentaje.

5. Datos

Muestra Volumende lamuestra

ml

Temperatura Revolucionesde centrífuga

BSW concalentamientoy centrifuga

mlBiodiesel 50 ml 60 F 1500 RPM 0.125 mlJet Fuel 50 ml 60 F 1500 RPM 0.125 ml

6. Resultados

LECTURAS Bio diesel Jet Fuel

PRIMERA LECTURA 0.0125 mL 0 mL SEGUNDA LECTURA 0.0125 mL 0.0125 mL TERCERA LECTURA 0.0125 mL 0.0125 mL

CONTENIDO DE SEDIMENTOS 0 0

Porcentaje de BSW general del Biodiesel



Contenido de Agua= (Volumen de medido) x 2

Contenido de Agua= 0.0125 x 2 = 0.025 mL

100dim

muestradetotal Volumen

entos se yaguadeVolumen BSW

BSW =

BSW = 0.05 %

Porcentaje de BSW general del Jet Fuel

Contenido de Agua= (Volumen de medido) x 2

Contenido de Agua= 0.0125 x 2 = 0.025 mL

100dim

muestradetotal Volumen

entos se yaguadeVolumen BSW

BSW =

BSW = 0.05 %

7. Observaciones y discusión

Aunque en los procedimientos publicados en la práctica no especifica sumar elcontenido de agua medidos en ambos tubos, se hizo este cálculo ya que loespecifica la norma astm 1796, pero como el ayudante de laboratorio nos dijo quesolo se trabaje con un tubo, se nos especificó que se multiplicara por 2 el volumende agua medido en el tubo.

* La determinación del porcentaje de BSW para la muestra de diesel durante nuestrapráctica fue de 0.05%. Este valor esta en el rango que debe cumplir un diesel no. 2que está disponible para transporte y comercialización, el cual que no debe sermayor al 0.05% del contenido de agua y sedimentos. Queda claro que este tipo dediesel está en condiciones óptimas para ser enviado a la gasolinera, por lo que notendrá que ser puesto a tratamientos de deshidratación y demás para bajar esteporcentaje de BSW.

* La fiabilidad de esta prueba está expuesta a errores, ya sean de tipo técnico o

humano. En esta práctica no se utilizó desemulsificante por lo que no se puede



saber si la cantidad de agua era la máxima presente en la muestra de biodiesel, asítambién por la variación de la temperatura, la velocidad de la centrifuga y la medicióndel volúmenes son algunos de los aspectos que podrían afectar el resultado delporcentaje de BSW del diesel. En cambio para el Jet fuel la norma INEN 2069 duce

que el combustible debe estar exento de agua y sedimentos por lo que el valorencontrado debe es un error provocado posiblemente por la presencia de agua enlas probetas al medir el volumen o en los tubos de centrifugación.

* El porcentaje de error respecto a la velocidad de centrifuga es de 1% lo cual no essignificativo para afectar la medición de los volúmenes de agua y sedimentos en elbiodiesel.

* El porcentaje de BSW (0.05%) calculado en el biodiesel está en el rango aceptablerespecto a lo que dicen las normas establecidas por la norma INEN 2482, mientras

no se sabe si el jet fuel analizado no cumple la norma INEN o el contenido de BSWfue producto de errores directos e indirectos.

8. Conclusiones

* Un biodiesel con tan altos porcentajes de agua y sedimentos, no es crudo que estédisponible inmediatamente para el transporte y venta, ya que este me puedegenerara problemas como corrosión en las tuberías y me afecta el verdadero valor

de ºAPI de este. El biodiesel analizado es óptimo para ser transportado ycomercializado.

* El hecho de que el biodiesel tenga un porcentaje bajo del contenido de agua ysedimentos es favorable para la empresa ya que no aumentara los costos deproducción y dejara mayor utilidades.

* El jet fuel no debe contener agua ya que este combustible se utilize en aviones por

lo que su presencia resulta prejudicial ya que a esa altura puede congelarse en elmotor el agua produciendo una falla en el sistema de vuelo.

9. Recomendaciones

Dejar bien limpio los instrumentos. Evaluar la metodología aplicada en la práctica que corresponde a la

determinación del porcentaje de agua y sedimentos en una muestra.

Establecer el tiempo correspondiente de la maquina centrifuga y su RPM.



Utilizar el material adecuado para cada práctica a realizar. Desechar losreactivos adecuadamente.

Agitar fuertemente la probeta

10. Bibliografía

[1] Burgos, J. C. (2012). Determinación BSW de crudo.

[2] Ecopetrol. (2010). MANUAL DE MEDICIÓN DE HIDROCARBUROS Y

BIOCOMBUSTIBLES.[3] `Torres, A. (2011). Determinacion Del Bw Del Crudo Corregido. Bogotá.

[4] INSTITUTO ECUATORIANO DE NORMALIZACIÓN. (2012). Norma INEN2482. Quito-Ecuador.

[5] INSTITUTO ECUATORIANO DE NORMALIZACIÓN. (2012). Norma INEN2069. Quito-Ecuador

(INSTITUTO ECUATORIANO DE NORMALIZACIÓN, 2012)

(Standards, Standard Specification for Automotive Spark-Ignition Engine Fuel, 1965)

(Torres, 2011)

(Burgos, 2012)

(Ecopetrol, 2010)

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