Download - Clase1-Procesamiento de Hidrocarburos 2
Prof. Palencia F. Oscar R.
PROCESOS FUNDAMENTALES DE LOS HIDROCARBUROS
EXPLORACION Y PRODUCCION
PRETRATAMIENTO Y ALMACENAMIENTO
TRATAMIENTO Y REFINACION
TRANSPORTE Y ALMACENAJE
MERCADEO NACIONAL E INTERNACIONAL
PROPIEDADES DE LOS HIDROCARBUROSNOMBRE Metano Etano Propano Isobutano N-Butano Pentanos Hexanos Octanos Decanos Tetradecano Hexadecano Triacontanos Tetracontano Asfaltenos FRMULA CH4 C2H6 C3H8 I-C4H10 N-C4H10 C5H12 C6H14 C8H18 C10H22 C14H30 C16H34 C30H62 C40H82 C80H162 PUNTO EBULLICIN f/C -259/-163 -128/-90 -44/-42 -11/-12 31/-1 90/33 145/63 245/120 345/175 490/256 549/290 855/461 1,012/544 1,200+/649+ GRAV. ESPECF. 0.250 0.425 0.508 0.563 0.584 0.630 0.660 0.700 0.750 0.765 0.770 0.852 0.954 0.990 PROD. COMERCIALES Gas natural Gas natural LPG LPG LPG Comb. Automotor Comb. Automotor Comb. Automotor Comb. Automotor Kerosn Aceite Aceite pesado Combustible pesado Asfalto
TIPOS DE HIDROCARBUROS
SATURADOS
AROMATICOSRESINAS ASFALTENOS
TIPOS DE HIDROCARBUROSHidrocarburos saturados Parafnicosn-hexano
NaftnicosCiclopentano
n-octano Ciclohexano
C10 H22 Decalina
TIPOS DE HIDROCARBUROSCiclopentano Compuestos Aromticos y Azufrados
o
tano
SHCiclohexano BencenoCiclopentano
n-hexano
2-Butanotiol
Ciclopentano
2
no
n-octano
Etilbenceno CiclohexanoC10 H22
Decalina
S
2-Tiobutano
Ciclohexano
Tetralina Decalina
S
C2H5 Etiltiofeno
Decalina
MULTIPLICIDAD DE COMPONENTESNumero de Carbonos 5 8 10 12 15 20 25 30 35 40 45 60 80 100 PUNTO EBULLICIN f/C 97 /36 258 / 126 345 / 174 421 / 216 519 / 271 651 / 344 755 / 402 840 / 449 921 / 489 972 / 522 1022 / 550 1139 / 615 1242 / 672 1306 / 708 Numero de Ismeros 3 18 75 355 4347 3,66 x105 3,67 x 10 4,11 x 10 4,93 x 107 9
PROD. COMERCIALES Gasolina Gasolina Gasolina Gasolina Diesel y Jet Fuel Diesel y Jet Fuel Diesel y Jet Fuel Gasoil de vaco Residuo atmosfrico Residuo atmosfrico Residuos de vaco Residuos de vaco No destilables No destilables
11
6,24 x 1013 8,22 x 1015
2,21 x 1022 1,06 x 1031
5,92 x1039
ESTRUCTURA MOLECULAR DE RESINAS
Resina A
Resina B
OH S S
HN
ESTRUCTURA MOLECULAR DE ASFALTENOS
BOSCANCH3 S S CH3 S N S CH3 CH3 S S S O CH3 H CH3 CH3 CH3 CH2
LAGUNILLAS
CH3 CH3
H2 H2 C C CH2 C C C H C H2 C 2 H2 H2 H2 H2 H2 C C CH3 H3 C C H3 C H2 H3 C2
H2 H2 C C S
CH3 CH2
CH2 CH3 CH3S
(C74H87NS2O) 4
Los asfaltenos como micelas en el crudo y/o residuo
OPCIONES DE USOS DEL PETRLEO
Venta DirectaPrecio segn calidad y mercado (oferta/demanda). Mayores ganancias, pero mercado muy voltil.
Procesamiento (Refinacin)Menores ganancias que en la venta directa. Mercado y precios de productos ms estables que los de crudos. Estratgicamente conveniente.
CLASIFICACIN DE LOS HIDROCARBUROS Por su densidad o gravedad especfica (API). Por tipo de hidrocarburos (Factor Kuop). Por su contenido de azufre. Por su acidez (cidos / dulces).
Clasificacin por densidad Gravedad Especfica (sp.gr) se define como la relacin entre la densidad del crudo a 60 F y la del agua a la misma temperatura. sp.gr= Dcrudo (60F) / Dagua (60F) Los API son una conversin de la gravedad especfica para
definir mejor la escala de densidad de los crudos y productos.Se definen por la siguiente correlacin: API = (141,5 / sp.gr) - 131,5
Clasificacin por densidadGravedad Especfica (sp.gr) vs API Gravedad Especfica API
1,06791,0291 1,0000 0,9340 0,8762
1,05,0 10 20 30
0,8251
40
Clasificacin por densidadTipos de Crudo API > 43 43-30 29-24 23- 10 < 10
CondensadoLiviano Mediano Pesado Extra-Pesado
Clasificacin por tipo de hidrocarburo Se basa en el Factor de Caracterizacin K de UOP. El Factor de Caracterizacin se calcula a partir de la siguiente frmula:
K (UOP) = (TB / sp.gr)1/3donde: K (UOP) = Constante de Caracterizacin del UOP TB = Temperatura promedio de ebullicin del crudo (F) sp.gr = Gravedad especfica 60/60
Clasificacin por tipo de hidrocarburo
Tipo de crudoParafnicos Naftnicos Aromticos
K (UOP) > 12 10,5- 11,5 < 10,5
Clasificacin por contenido de azufreTipo de crudoBajo azufre Alto azufre
% peso azufre< 0,5 >0.5
Clasificacin por acidez (Crudos Dulces cidos)ndice de acidez que mide cantidad de cidos carboxlicos. Se utiliza el ndice relacin: mg KOH/g crudo
CARACTERIZACIN DE LOS CRUDOS
Define las caractersticas del crudo, su uso, valoracin del crudo y/o la calidad potencial de sus productos. Se determinan mediante anlisis normalizados de aceptacin mundial (Normas API, ASTM, SAE, IP, etc.) Generalmente se reportan en los Ensayos de Crudo o Assays
CARACTERIZACIN DE LOS CRUDOSContenido productos livianos Define clasificacin y precio del crudo Refinacin / calidad de productos terminados Modifica precio de crudos y productos Define crudos de alto y bajo azufre Bombeo, transporte y manejo Contenido de carbn residual Contenido de voltiles Manejo y refinacin Calidad de productos terminados Almacenaje / destilacin de crudos Corrosin en tope de destiladoras
Gravedad especfica/ densidad /API
Contenido de azufre (% Peso) Viscosidad (cSt, cP, SSU) Carbono Conradson, % Peso Presin de vapor Reid, PSIG Contenido de parafinas Contenido de cenizas Contenido de agua, % volumen Contenido de sales, PTB
CARACTERIZACIN DE LOS CRUDOS
Factor de Caracterizacin, K (UOP)
Define parafinicidad del crudo K > 12= parafnico, K 10,5-11,5 = naftnico
Punto de Fluidez o Pour Point, C o F
Define temperatura mnima de manejo
Punto de Inflamacin, Flash Point, F/C Contenido de asfaltenos, % Peso TAN o acidez total, mgr KOH/gr Contenido de Nitrgeno Contenido de metales, ppm
Contenido de voltiles, seguridad de manejo Contenido de componentes pesados Nivel de acidez del crudo, crudo cido o dulce Procesabilidad del crudo Calidad de productos terminados
CARACTERIZACION DE CRUDOSPROPIEDADESAPI (ASTM D287) Pto. Inflamacin (C) Viscosidad cinemtica (cST) (D88) % Asfaltenos (D3279) %Nafta (D285) % Agua (D4006) %Agua y sedimentos (D4007) %Carbon (D189)
MEREY 16.18 32 218.4573 17.32 3.9 15.2 24 22.9
SANTA BARBARA 38.5 10 2.6504 0.81 23 0.3 0.7 1.4
MURI 27.3 26 10.2300 11.01 11.1 16 18 13.5
CARACTERIZACIN ENSAYO DE LOS CRUDOS
CrudoSeparaciones Fsicas/ Cromatogrficas Destilacin(TBP) HLPC GPC, etc
FraccionesAnlisis Instrumental FRX-UV AA UV-Vis, etc
ESQUEMA GENERAL DE DESTILACION DE CRUDOS
CrudoDestilacin atmosfrica
>343C Residuo atmosfrico Destilacin al vaco
>538C Residuo de vaco Destilacin no convencional
IBP-129C Nafta liviana
129-221C Nafta pesada
221-343C Gasoil atmosfrico
343-454C Gasoil vacio liviano
454-538C Gasoil vacio pesado
538-621C Gasoil vacio xp
621-704C Gasoil vacio sp
>704C Residuo No destilable
ALTERNATIVAS PARA SEPARACIN DE RESIDUO NO DESTILABLE
Residuo no destilable >704C
SEPARACIONES S.A.R.A.SATURADOS AROMATICOS RESINAS ASFALTENOS
SEPARACIONES A.B.A.N.ACIDOS BASICOS ANFOTERICOS NEUTROS
FRACCIONAMIENTO SECUENCIAL POR ELUCINSEF-1 SEF-2 SEF-3 SEF-4 N-C5 Ciclohexano Toluenpo CH2Cl2
CURVA DE DESTILACION - TBP DE CRUDO
CRUDO 800 700 600
T (C)
500 400 300 200 100 0 0 20 40 60 80 100
%LV
GRACIAS...
EVALUACION DE LA MATERIA
PRUEBAS CORTAS (al final de clase): 15% PRUEBAS PARCIALES: 3 PRUEBAS c/u 20% EXPOSICIN POR EQUIPO: 10% CONGRESO: 15%