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Exposicion de refinacion, Resúmenes de Química

Universidad Mayor de San AndrésQuímica

Se detalla las diferentes destilaciones

Tipo: Resúmenes

2021/2022

Subido el 08/07/2022

cristhian-alvarez-6
cristhian-alvarez-6 🇧🇴

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1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
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2. OBJETIVOS
a. Objetivo General
Encontrar una metodología que permita aproximar el kuop a valores obtenidos
por tablas.
b. Objetivos Específicos
Relacionar el factor kuop con WABP,MABP,CABP Y MeBP
Interpretar y hacer un análisis de los resultados obtenidos.
3. MARCO TEORICO
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Vista previa parcial del texto

¡Descarga Exposicion de refinacion y más Resúmenes en PDF de Química solo en Docsity!

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

El petróleo es una mezcla de hidrocarburos en variadas proporciones, acompañados por otros compuestos de azufre, oxígeno, fósforo y nitrógeno. Sin embargo, los componentes principales del petróleo o crudo son los alcanos, naftalenos y aromáticos. De acuerdo a los constituyentes predominantes en el crudo, se puede hacer una distinción entre crudos parafinados y crudos nafténicos o asfálticos. [1] Por décadas el petróleo ha sido utilizado como materia prima para la producción de combustibles de motor, lubricantes y fuel oil. Debido a la compleja composición del crudo, la industria química ha desarrollado gran cantidad de procesos en los cuales el petróleo constituye la base de numerosos plásticos. [1] Para la comercialización del petróleo es importante el conocimiento de sus propiedades, ya que las mismas determinan el desempeño de este como materia prima así como de sus derivados. Para esto, se realizan ensayos de diversa índole con el fin de caracterizar el crudo y sus productos, entre estos ensayos se encuentran la destilación, determinación de viscosidad, grados API, índice de refracción, entre otros. Para el estudio de las propiedades del petróleo y sus derivados, el Instituto Americano del Petróleo (API) y la Sociedad Americana de Ensayos y Materiales (ASTM) han estandarizado diversos ensayos que permiten evaluar las propiedades y características del crudo y sus productos.

2. OBJETIVOS

a. Objetivo General

Encontrar una metodología que permita aproximar el kuop a valores obtenidos

por tablas.

b. Objetivos Específicos

Relacionar el factor kuop con WABP,MABP,CABP Y MeBP

Interpretar y hacer un análisis de los resultados obtenidos.

3. MARCO TEORICO

4. destilación atmosférica ASTM D 86

se lleva a cabo en un destilador a escala experimental tipo batch. 100ml de la muestra se vertieron en un balón de destilación de 500 ml el

cual fue introducirlo en el equipo de destilación, luego se le aplicó calor al balón de forma moderada. Se procede a tomar la temperatura a la que cae la primera gota de destilado y se va registrando ésta para cada 1 ml hasta que la temperatura alcanza 350ºC. Con estos datos se construye una curva TBP. Los productos destilados son luego sometidos a otro ensayo, el del índice de refracción ASTM D1 218 , se toman muestras de cada destilado y estas se llevan al refractómetro donde debe realizarse la medición a 20ºC. Los datos de temperatura y volumen de destilado son utilizados para la construcción de la curva de destilación, a partir de la cual se pueden obtener otras propiedades de la fracción como su viscosidad, presión de vapor, capacidad calorífica, peso molecular, entre otras. [2] Una vez dado el tratamiento adecuado de los datos, la curva de destilación ASTM D86 toma la forma mostrada en la figura 2. Fig 2 : Curva de Destilación ASTM D 86.

hidrocarburos, hay que utilizar un concepto equivalente a la temperatura de

ebullición de un compuesto puro. Se utiliza para ello el MEABP (mean average

boiling point). Y este factor se conoce como Kuop cuya expresión es:

K =

( T ¿¿ promedio )

1 3

densidad

Existe una relación entre la temperatura promedio de ebullición de un

componente, su densidad y su relación H/C.

El valor de K es específico para cada familia de hidrocarburos:

Tabla Valores Kuop

K Tipo de Hidrocarburos

13 Parafinicos

12 Olefinicos

11 Naftanicos

10 Aromaticos

b. DEMOSTRACION DEL PESO MOLECULAR EN FUNCION DEL GRADO

API Y KUOP

Partiendo de mezclas de composición conocida se han desarrollado correlaciones que

permiten calcular diferentes características de fracciones de petróleo, por ejemplo

viscosidades a partir del Kuop y la densidad, punto de anilina, relación C/H, etc.

Sean las ecuaciones:

K =

( MeABP )

1 3

SG

MW =4.5673∗ 10

− 5

MeABP

SG

−1.

… (^2 )

API =

SG

Despejando de la ecuación (2), MeABP tenemos:

MeABP =( K·SG )^3 … ( 4 )

Y de la ecuación (3), SG tenemos:

SG =

API +131.

Por lo tanto reemplazamos (4) en (1), tenemos:

MW =4.5673∗ 10

− 5 [ ( K·SG ) 3 ]

SG

−1.

MW =4.5673∗ 10

− 5

K

SG

6.5886−1.

MW =4.5673∗ 10

− 5

K

SG

Y luego (6) en (5):

MW =4.5673∗ 10

− 5

K

(

API +131.5 )

MW =44.066∗ 10

6

K

( API +131.5)

−5.

c. NOMOGRAMA PESO MOLECULAR-GRADOS API-KUOP

API TECHNICAL DATABOOK

Graphic –MolecularWeightof PetroleumFractions

Punto inicial de ebullición 155 5 161 10 169 15 178 20 184 30 189 40 197 50 206 60 215 70 226 80 239 85 247 90 256 95 271 Punto final de ebullición 276 Porcentaje Recuperado [PRC] (%) 97 Porcentaje Residuo [PRS] (%) 1, Porcentaje Perdidas [L] (%) 1, Fuente: Las temperaturas fueron medidas con un termómetro de mercurio de precisión de 1 ºC, los volúmenes del kerosén recuperado fueron medidos con un cilindro graduado marca KIMAX graduado de 100 ml y precisión 1ml 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 250 300 350 400 450 500 550

Grafico Nº1: Curvas de las temperaturas ASTM D-86, TBP Y EFV vs el

%Evaporado.

ASTM D- TBP EFV

%Evaporado

Temperatura (ºF)

Tabla N.5 : Temperaturas ASTM D-86, TBP y EFV para10%, 30%, 50%, 70% y 90% de evaporados %Evaporados Temperatura (ºF) [T] de ASTM D- Temperatura (ºF) [T] de TBP Temperatura (ºF) [T] de EFV 10 332 289 354 30 371 353 377 50 401 401 393 70 436 451 411 90 494 519 441 Por medio de la grafica #1 se observa experimentalmente que a medida que aumenta la temperatura también aumenta proporcionalmente el % evaporado lo que demuestra que en la fracción de crudo analizada existen varios tipos de hidrocarburos que van desde livianos a pesados. Aproximadamente cuando ocurre un 50% evaporado las temperaturas son cercanas para las tres curvas ya que es el punto medio de la mezcla y es el punto de donde parten los cálculos por correlaciones de las otras curvas. Se logra apreciar que el punto inicial de ebullición (IBP) para TBP es menor que el IBP de ASTM y este a su vez es menor que el IBP de EFV además se aprecia que el punto final de ebullición (EP) de TBP es mayor que el de ASTM y este es mayor que el EP de EFV. Se observa que la curva ASTM se podría ver como un promedio de las curvas TBP y EFV debido a que la destilación en este ensayo contiene una etapa de equilibrio y el único reflujo es solo una parte de condensado que se forma en la parte superior del matraz lo cual permite la destilación de sus componentes uno a uno en orden creciente según sus puntos de ebullición. Con los valores que se obtienen se puede guiar el analista acerca de el comportamiento de la fracción analizada que es el kerosén, ya que el esta compuesto por una diversa gama de hidrocarburos de diferentes pesos. Como se puede observar las curvas de destilación en los tres ensayos el comportamiento fue ascendente debido a que los livianos son más volátiles y necesitan menos energía que los compuestos mas pesados. Para la ASTM D-86 tenemos un rango de (332 - 494) ºF, para la TBP observamos un rango de (289 - 519) ºF y para la EFV se tiene rangos de (354 - 441) ºF Tabla N.6 : Propiedades críticas y pseudo críticas, factor acéntrico, gravedad ºAPI VABP, MABP, CABP, WABP y MeABP Temperatura crítica [Tc] (ºF) 758 Temperatura pseudo crítica [Tpc] (ºF) 735 Presión crítica [Pc] (psia) 429 Presión pseudo crítica [Ppc] (psia) 363 Gravedad ºAPI corregida 37, Factor Acéntrico 0, Volumetric average boiling point [VABP] (ºF) 407 Weight average boiling point [WABP] (ºF) 411 Cubic average boiling point [CABP] (ºF) 403 Mean average boiling point [MeABP] (ºF) 396 Molal average boiling point [MABP] (ºF) 389 Fuente: Los valores de esta tabla fueron calculadas con correlaciones y monogramas dados de la technical data book que se encuentran en el apéndice.

Donde : Tp= Temperatura a corregir (ºF) P= Presión atmosférica medida en el laboratorio (mmHg) Para T= 438.8 a 70 ml Vr: T 760 = 438.8 + 0.00012 x (760 – 758)·(460 + 438.8) = 439.02 ºF 1.2.3. Corrección de las temperaturas por perdidas.

T = T L +

(( T H − T L )∗( R − RL ))

( RH − RL ) Donde: T= Temperatura de porcentaje evaporado R= % recuperado RH= % Recuperado adyacente y más alto que R, (R↑+Lc) TH= Temperatura a RH RL= % Recuperado adyacente y más bajo que R, (R↓+ Lc) TL= Temperatura a RL 1.2.3.1. Cálculo de las Pérdidas corregidas. Lc = A.L+ B Donde : Lc= Perdida corregidas L= Perdida medida en el laboratorio A y B= Constantes de la tabla Nº6 ASTM-D Para P = 758 mmHg → A = 0,9714 y B = 0, Lc = 0,9714(1,5) + 0,0142 = 1,4713 ml 1.2.3.2. Cálculos de los porcentajes evaporados. Pe= Pr + Lc Donde : Pe = Porcentaje evaporado Pr = Porcentaje recuperado Lc = Pérdidas corregidas. Para 70% recuperado: Pe = 70 %+ 1,4713 = 71,4713 % 1.2.3.3. Cálculo de las temperaturas corregidas por pérdidas a porcentajes evaporados.

T = T L +

(( T H − T L )∗( R − RL ))

( RH − RL )

Para 70 % Evaporado: R = 70 ; RH = 70 + 1,4713 = 71,4713 ; TH = 439,015712 ºF ; RL= 60 + 1,4713 = 61,4713 ; TL= 419,21096 ºF T 70 % Evap .= 419 , 21 + (( 439 , 02 − 419 , 21 )∗( 70 − 61 , 43 )) ( (^71) , 43 − 61 , 43 ) = 436 , 10 ºF 1.2.4. Corrección de las temperaturas que excedan los 475 ºF por craqueo. T (^) corregida = 10 (-1.587 + 0.004735.T)^ + T Para 90 % recuperado: T (^) corregida = 10 (-1.587 + 0.004735x 488,26)^ + 488,26 = 493,57 ºF

2. Cálculo de VABP, MABP, CABP, MeABP. Con la formula siguiente se calcula el VABP: VABP = T (^) ASTM @ 10 % + T (^) ASTM @ 30 %+ T (^) ASTM @ 50 %+ T (^) ASTM @ 70 % + T (^) ASTM @ 90 % 5 VABP =

332 , 15273 + 371 , 07524 + 400 , 62299 + 436 , 10184 + 493 , 56830

VABP= 406,70 ºF

Se calcula pendiente entre el (10-90)% de Evaporación. para las TASTM D-86. Se entra con la pendiente en la figura 2B1.1 y se intercepta las curvas WABP, CABP, MABP y MeABP en el valor de VABP, se trazan las respectivas perpendiculares y se lee en el eje Y se toma el valor de las correcciones que sumadas al VABP proporcionara los valores correspondiente a WABP, CABP, MABP y MeABP m ( 90 − 10 )%= 493 , 56830 − 332 , 15273 90 − 10 ⇒ m ( 90 − 10 ) %= 2 , 02 ºF % ∆FMABP= -18 ºF , ∆FWABP= 4 ºF , ∆FMeABP= -11 ºF , y ∆FCABP= -4 ºF Al tomar las correcciones se le suma a VABP = 406,70 ºF y se dan los valores correspondientes a WABP, CABP, MABP y MeABP entonces: WABP = VABA + ΔFWABP ⇒ WABP =( 406 , 70 + 4 ) ⇒ WABP = 410 , 70 ºF MABP = VAPB + ΔFMABP ⇒ MABP =( 406 , 70 − 18 ) ⇒ MABP = 388 , 70 ºF CABP = VABP + ΔFCABP ⇒ CABP =( 406 , 70 − 4 )⇒ CABP = 402 , 70 ºF