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Determinación de la gravedad API y densidad




Partes: 1, 2

  1. Resumen
  2. Definiciones
  3. Factores que afectan la densidad y la gravedad específica
  4. Resultados
  5. Análisis de resultados
  6. Conclusiones
  7. Recomendaciones
  8. Bibliografía
  9. Apéndices

Determinación de la gravedad API y densidad por el método de Hidrómetro y del Picnómetro. Determinación de agua y sedimento de petróleo crudo.

RESUMEN.

La manera de identificar y conocer los hidrocarburos es mediante la evaluación de las propiedades, las cuales van a dar las características del fluido. Propiedades tales como: la densidad, la gravedad específica y la gravedad API, las cuales denotan la fluidez de los crudos.

La densidad, definida como la cantidad de masa contenida en el volumen de una determinada sustancia, por lo tanto dicha propiedad es determinada con el fin de obtener la gravedad API al ser relacionada con la gravedad específica. Ésta última conocida como la relación entre la densidad de una determinada sustancia y la densidad del agua a 60 °F, utilizada para caracterizar el peso de un sistema fluido; así como la gravedad API es utilizada universalmente en la industria petrolera para clasificar los crudos de acuerdo a su composición y a su base.

La industria petrolera comercializa el petróleo en base seca, por lo tanto la determinación de agua y sedimento es fundamental, de los cuales existen varios métodos. Es por ello que se destaca la clasificación del crudo por medio de ºAPI y %AyS para la estimación del pecio del crudo

INTRODUCCIÓN.

El petróleo crudo es una mezcla de muchos hidrocarburos que varían de tipo, peso molecular y punto de ebullición; su merito consiste en los muchos productos que de él se pueden obtener en una refinería. El crudo se clasifica, según una escala adoptada por en Instituto Americano de Petróleo, de acuerdo a sus °API en: condensados, liviano, mediano, pesado, extrapesado. La °API se determina a partir de la densidad del crudo, existen diferentes métodos de determinarla.

EL método del hidrómetro está basado en el principio de que la gravedad de un líquido varía directamente con la profundidad de inmersión que sufre un cuerpo al flotar en él. El método del picnómetro se basa en el principio del volumen constante y variación de la temperatura, al igual se trató el método de la centrífuga y el método por destilación el cual consiste en calentar el material bajo reflujo con un solvente inmiscible en agua, el cual co-destila con el agua presente en la muestra.

Estas pruebas resultan importante y su determinación debe ser lo mas real posible, pues resultados erróneos afectarán tanto al vendedor como al comprador.

DEFINICIONES.

ASTM D287

Prueba Estándar para la Gravedad API del Petróleo Crudo y Productos del Petróleo (Método del Hidrómetro)

El principio del hidrómetro es el de Arquímedes, el cual establece "todo cuerpo sumergido total o parcialmente en un líquido, recibe un empuje de abajo hacia arriba, igual al peso del líquido que desaloja". Esto significa que cualquier cuerpo se hundirá más en un líquido de menor densidad y desalojara más líquido. El peso "P" del líquido desalojado por el cuerpo deberá ser igual al peso del cuerpo "w". Se tiene entonces:

Donde:

P = peso del líquido desalojado por el cuerpo.

r = densidad del líquido.

V = Volumen del líquido desalojado.

P =W (condición de equilibrio)

"m" es la masa del cuerpo y "V" el volumen desalojado.

ASTM D369

Método Estándar para determinación de la gravedad específica mediante el picnómetro Gay luzca.

Este método se basa en el principio del volumen constante y variación de la temperatura, la cual disminuye la masa y por ende la densidad que es obtenida a través de este proceso. Este consiste en tomar una sustancia determinada y someterla a diferentes temperaturas, y mantener un volumen constante empleando distintas masas, esto tiene su base en la Ley de los Volúmenes Constantes.

ASTM D4007

Prueba Estándar para Agua y Sedimentos en Crudos por el Método de la Centrífuga.

Centrifugación: Este se basa en someter una muestra a un movimiento rotativo, que induce a la separación de los componentes en virtud de las distintas masas, inducido por la fuerza centrífuga. Cuando se obliga una masa a desviarse de la trayectoria rectilínea que tiende a seguir, mediante una fuerza en dirección al centro de la curvatura de su trayectoria, dicha fuerza se llama centrípeta, y la reacción, igual y contraria se conoce como fuerza centrípeta; lo que permite que el agua y sedimentos presentes en la muestra se depositen en el fondo del tubo de centrifugación.

ASTM D4006

Método de Prueba Estándar para Agua en Crudo por Destilación.

La palabra destilación se aplica a los procesos de vaporización en los que el vapor producido se recupera, por condensación. De tal manera, que los componentes de una mezcla líquida pueden ser separados por vaporización parcial de la mezcla y la recuperación separada del vapor y el residuo. Los componentes más volátiles de la mezcla se obtienen en mayor concentración en el vapor, y los menos volátiles en el residuo del líquido. El método consiste en calentar el material bajo reflujo con un solvente inmiscible en agua el cual co-destila con el agua presente en la muestra. El solvente condensado y el agua son separados continuamente en una trampa donde el agua se queda y el solvente retorna al sistema; con el propósito de seguir diluyendo el flujo para poder separar el agua de este.

  • Gravedad Específica: es la relación existente entre la densidad absoluta de una sustancia y la densidad de una sustancia de referencia, donde esta última para el caso de los líquidos es el agua y para los gases es el aire.
  • Gravedad API: denota la relación correspondiente de peso específico y de la fluidez de los crudos con respecto al agua.
  • Densidad: es la relación existente entre la masa de un cuerpo o una sustancia y su volumen, es decir, la masa contenida en la unidad de volumen del mismo.
  • Emulsión: es una mezcla homogénea de petróleo u agua imposible de romper sin un tratamiento adecuado, tal como el uso de desmulsificante.
  • Sedimento: es la parte sólida que se deposita en el fondo de la probeta o en el recipiente que contiene a la muestra.
  • Trazas: es la cantidad de agua y sedimentos que aparece en el fondo de cada tubo de muestra en cantidades inferiores a 0,05ml.
  • °API: (American Petroleum Institute): escala arbitraria de la lectura de la gravedad específica (densidad relativa), usada en la industria petrolera y que tiene como base la densidad del agua (10º API). La gravedad en ºAPI es la equivalente a densidad y se usa en la industria petrolera mundial. La gravedad específica del agua es 1 y en °API es 10.

Los crudos se clasifican, según la gravedad API, por la siguiente escala:

Extrapesados < 9,9

Pesados 10 - 21.9

Medianos 22,0 - 29,9

Livianos 30 – 39,9

Condensados > 40

  • Picnómetro: instrumento utilizado para determinar la densidad de los líquidos
  • Hidrómetro: instrumento utilizado para medir la gravedad específica de los líquidos.

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