Características físicas – químicas de residuales petrolizados (página 2)

1- Análisis del contenido de los elementos
químicos disueltos en el residual: Utilizando el método
analítico de espectrofotometría por
absorción atómica, con el empleo de la
norma NC: 33 – 31: 1985. Se pesan 0.5g de la muestra, tratada
con una dilución de ácido clorhídrico y
ácido nítrico en proporción 3/1, la misma se
lleva a sequedad y luego se disuelve con ácido clorhidrico
al 1/1 y luego se determinan el contenido de elementos
químicos disueltos en el residual.

Materiales y
métodos para caracterizar las propiedades físicas
del residual

Para el análisis de las propiedades físicas del
residuo orgánico es necesario determinar: contenido de
cenizas, punto de inflamación, carbón conradson,
porciento de asfáltenos y otros. Los cuales necesitan de
un equipamiento en específico y el uso de las normas que rigen
estos procesos.

1- Análisis del contenido cenizas: Utilizando el
método analítico por gravimetría, con el
empleo de las normas (NC: 33-16:1986) y los equipos de balanza,
crisoles de porcelana y plancha. Se toma un papel de filtro del
tipo Whatman de 125 mm, luego se coloca el en fondo de un crisol
de porcelana, pesando seis gramos (6g) de la muestra
aproximadamente, se traslada sobre una plancha con temperatura de
110 0C, se enciende las muestra juntamente con el papel mas los
10 ml de ácido clorhídrico.1/1 y cuando todo el
papel se halla quemado, se coloca en una mufla a 900 0C por un
tiempo de una
hora (1hr), se baja, se enfría y finalmente se determina
el porciento de ceniza por diferencia de pesada. 2.-
Análisis del contenido de carbón conradson: A
través del método analítico de conradson,
con la norma cubana NC: 33-16:1985, utilizando el equipo de
conradson. Se procede a la toma de un crisol de porcelana con
capacidad de 50 ml, se tara (se lleva a cero la balanza) y luego
se pesa un gramo (1g) de la muestra (petróleo) en crisol colocándolo en
el equipo de carbón conradson por espacio de 30 minutos,
finalmente se enfría, se pesa y se determina el porciento
de carbón conradson por diferencia de pesada.

3.- Análisis del contenido de asfaltenos: Utilizando el
método analítico por gravimetría, con el
empleo de las normas cubana NC: IP
143/90BSI2000: 199333-16:1984, y los equipos de reflujo con
n-heptano y balanza. Procedemos a pesar un gramo (1g) de la
muestra (petróleo)
en un Beaker de 250 ml añadiéndole 100 ml de
n-heptano para disolver mejor la muestra y después
envasarla en un Matraz aforado de 500 ml, que se coloca en una
plancha de calentamiento, conectándole un serpentín
en la parte superior, durante el proceso de
reflujo por espacio de una(1hr), luego se enfría, se lava
la muestra con 40 ml de n-heptano y luego se coloca durante una
hora el crisol con el contenido de la muestra en una estufa a 110
0C, se enfría y finalmente se determina el porciento de
asfalteno.

4- Análisis del punto de inflamación: Utilizando
el método analítico del punto de
Inflamación, con el empleo de la norma cubana
NEIB01– 12 – 21: 1982 y el equipo del punto de
inflamación a copa abierta. Se procede encendiendo el
equipo (Cleveland – semiautomático), la muestra es
colocada en el porta muestra a través de una
cápsula de platino que contiene una marca
estándar para la cantidad de muestra a analizar, se
enciende el equipo y juntamente con el una plancha de
calentamiento durante 5 ó 10 minutos, se coloca un
termómetro dentro de la muestra para ir
midiendo la temperatura de hasta que aparezcan señales
de humo (gases) y con
un chispero (encendedor) se comienza a flamear la muestra cada un
minuto, para observar en que instante de temperatura se enciende
el combustible, determinando así el punto de
inflamación.

Características tecnológicas del
tanque.

Cálculos del volumen contenido
del residual en el tanque

Volumen de un cilindro recto: V = ( * r2 * h

Donde:

(. constante igual a 3.1416

r. es el radio de la
base.

h. la altura del cilindro.

Resultados y
discusión

Resultado del cálculo
del volumen total de residual depositado en el fondo del tanque
de N0 5 en la base de petróleo de la empresa Puerto
de Moa según la ecuación.

Especificaciones de las características
químicas.

Los elementos químicos disueltos en el residual, se
pudieron determinar por espectrofotometría de
absorción atómica, a través de la norma
cubana NC: 33-31:1985.

Tabla 3.1-Resultados de los elementos químicos
disueltos en el residual petrolizado.

Como se observa en la figura 3.1. Resultados analíticos
del porciento de elementos químicos disueltos en el
residual (Anexo No 4), para los cuales los niveles de sustancias
tóxicas presentes en los residuales del petróleo,
según la norma 08/99, CUPET. Reflejada a
continuación.

Tabla 3.2. Sustancias tóxicas presentes en el residuo
sólido petrolizado, expresados en &µg/g Como se
puede observar en la tabla 6, se muestran los promedios de los
niveles de concentración de las sales totales presente en
este residuo (Ni, Co, Cu; Cr, Fe, Mn, Al, Si y Na), las cuales se
encuentran por debajo de lo estipulado en la norma de
referencia.

Especificaciones de las características
físicas.

1- Análisis del porcentaje de
asfáltenos, Se realizó por la norma cubana
NC: IP143/90BSI 2000: Part143: 199333 – 16: 1984.

Tabla 3.3 y figura 3.2 comportamiento
de los resultados analíticos del por ciento de
asfáltenos. (Anexo No 4)

Donde se observó que la muestra con mayor % de
asfáltenos fue la muestra 1 (46.34%), luego la muestra 2
(43.76%) y por último muestra 3, la cual reportó el
menor valor de
(40.25%), para un promedio de un (43.45 %), Sobre la base de
estos resultados, se puede decir que en estos residuales se
pierde un (57 %) de asfáltenos de combustibles que no se
aprovecha.

2- Análisis del punto de
inflamación. Se realizó por la Norma
Cubana: (NEIB01– 12 – 21: 1982).y la internacional
(ASTM D – 93).

Tabla 3.4 y figura 3.3 Resultados analíticos del punto
de inflamación. (Anexo No 4),

Estos resultados demuestran que la muestra con mayor porciento
del punto inflamación, es la muestra 3 (116 0C), luego la
muestra 2 (1150C) y por último muestra 1, la cual
reportó el menor valor con (110 0C), para un promedio de
(113.6 %), se pudo demostrar que la muestra con el menor valor de
temperatura, será el punto de inflamación y esta
temperatura se deberá tener muy en cuenta, a la hora de
calentar o transportar el residual.

3- Análisis del porcentaje de carbón
conradson. Se determinó, a través de la
norma cubana (NC: 33 – 31: 1985) y la norma internacional
(ASTM D -189).

Tabla 3.5 y figura 3.4 Resultados analíticos del
porciento de carbón conradson.(Anexo No 4)

Donde se observó según los valores
del porcentaje de carbón arrojado, que la muestra con
mayor porciento de carbón fue la muestra 1 (34.29%), luego
la muestra 2 (32.56%) y por último muestra 3, la cual
reportó el menor valor (30.76%), para un promedio de
(32.67 %), demostrando el bajo porciento de carbón
contenido en el residual.

4- Análisis del porcentaje de cenizas.
Para determinar el contenido de cenizas en el residual, se empleo
el método analítico por gravimetría,
utilizando la norma cubana (NC: 33-16:1986 y la internacional
(ASTM D- 56).

Tabla 3.6 y figura 3.5 Resultados analíticos del
porciento de ceniza. (Anexo No 4)

Donde se observó según los valores del
porcentaje de cenizas arrojado, que la muestra con mayor
porciento de cenizas fue la muestra 2 (12.72%), luego la muestra
3 (12.02%) y por último la muestra 1, la cual
reportó el menor valor (11.93%), para un promedio de
(12.22 %), demostrando el bajo porciento de cenizas contenido en
el residual.

Valoración
Económica

Al abordar la valoración técnica
económica del proceso de formación de residuales
petrolizados durante el almacenamiento de
los diferentes tipos de petróleo, se tiene en cuenta el
precio del
petróleo en el mercado
internacional. La importancia del almacenamiento de estos tipos
de combustibles tiene como ventaja que garantiza un periodo largo
trabajo.

Pero tiene las desventajas de.

• Formación de lodos en los tanques de almacenamiento
  por incompatibilidad o envejecimiento de los
  combustibles.

• Disminución en los rating de descarga por altas
  viscosidad y la obstrucción de líneas.

• Pérdidas en las capacidades de almacenamiento.

Cálculo de las perdidas de petróleo en 48.6
m3 por residual almacenado

1 m3 = 1000 litro y 1 Barril = 158.98 litros.

Una vez calculados los gasto de petróleo contenido en
el residual depositados en el fondo del tanque No.5 de la base de
combustibles de la Empresa Puerto
Moa. Podemos asegurar que con la recuperación del volumen
de este residual se ahorrarían 2320,5 USD. Por barril en
espacio de tres años, solamente en el tanque de menor
capacidad de la base de combustibles, de seis disponibles.

Conclusiones

• 1. Según las datas de los resultados
  analíticos obtenidos, puede asegurarse que este
  residual de petróleo almacenado posee homogeneidad en
  la totalidad de su composición físicas –
  químicas y bajo porciento de elementos
  contaminantes.

• 2. Por otra parte que el volumen de residual
  extraído, posee un monto de 2320,5 USD.con
  relación al precio actual del barril de
  petróleo en el mercado internacional.

Bibliografía

1.- (Brown y Erickson, 1995). Measurement and Prediction of
the Kinetics of Paraffin Deposition.

2.- (Rodríguez y Aray., 1995). Reconocimiento Molecular
en Micelas Formadas por Modelos de los
Asfaltenos y las Resinas Presentes en Crudos Venezolanos.

3.- (Morais, 1995), La descomposición térmica de
los asfáltenos y sus heteroelementos.

Autor:

Andrés Duran Reyes

Rafael Castillo Díaz

Andrés Durán Reyes:

Ingeniero Mecánico, especialista en Mantenimiento
Industrial, investiga el transporte y
reología del crudo cubano, profesor
adjunto del Instituto Superior Minero Metalúrgico de
Moa.