CURSO BÁSICO PARA OPERADORES DE FACILIDADES DE SUPERFICIE

CURSO BÁSICO PARA OPERADORES DE FACILIDADES DE SUPERFICIE

1. GENERALIDADES

El petróleo es una mezcla de hidrocarburos e impurezas, entre las cuales se encuentran compuestos orgánicos de azufre, oxígeno y nitrógeno.

La composición elemental del petróleo es:

Carbono de 83 a 87 % (masa / masa)

Hidrógeno de 1,4 al 4 % ( masa / masa)

Impurezas de 0,5 a 5,0 % (masa / masa)

Se han encontrado en el petróleo, hidrocarburos desde C1 (molécula de un átomo de carbono) a C80 (molécula de ochenta átomos de carbono).

Comúnmente en la industria petrolera, al petróleo se le denomina "Crudo". Los crudos por lo general no presentan reactividad química, pero sin embargo, en algunos casos son salados o ácidos (agrios) por la presencia de las impurezas de sal, o compuestos de azufre, oxígeno o nitrógeno. En la figura 1.1 se pueden apreciar sus derivados primarios

FIGURA 1.1 EL PETRÓLEO Y SUS DERIVADOS PRIMARIOS

La propiedad mas importante y por la cual prácticamente se le caracteriza, es la gravedad API (American Petroleum Institute). Esta es un indicador de la densidad y de la calidad del crudo. A mayor Gravedad API, mayor será su valor. Existen otros factores que inciden en su precio como el contenido de azufre, parafinas y metales pesados, pero el factor predominante es su Gravedad API.

Gravedad API (ºAPI) = (141.5 / Gravedad Especifica) – 131.5

La gravedad específica es una propiedad del crudo y es la relación entre su densidad (crudo) y la densidad del agua. Sustancias con gravedad específica mayor que 1 son mas pesadas que el agua y las menores que uno son menos densas que el agua. Densidad es otra propiedad del crudo y se define como la masa por unidad de volumen. La densidad del agua pura es de 62.4 Lb/Ft3 o 8.33 Lb/gal. Las densidades de los crudos están normalmente entre 50 y 55 Lb/Ft3.

En función de la ecuación anterior, se acostumbra clasificar los crudos de la siguiente manera:

Crudos Livianos ºAPI > = 25

Crudos Medios 15 < = ºAPI < 25

Crudos Pesados ºAPI < 15

Otras propiedades importantes son la viscosidad y su capacidad de contener gas en solución como una función de la temperatura y la presión. La viscosidad es una característica de los fluidos, relacionada con su facilidad a deformarse cuando se le aplica un esfuerzo cortante. La unidad práctica es el centipoise (cp) y su unidad absoluta es Lb/Ft s.

Bases de crudos

Las series de hidrocarburos presentes en el petróleo, le dan a cada uno de ellos características especiales para la producción de determinados productos, de tal manera que se dice que los crudos se pueden clasificar por la calidad predominante que le confiere cada sede de hidrocarburos, en la forma siguiente:

- Crudos de base parafínica (alcanos)

- Crudos de base nafténica (alquenos)

- Crudos de base aromática (cíclicos)

- Crudos de base asfáltica (heterocíclicos)

- Crudos de base intermedia (mezcla de las bases anteriores, sin predominio de ninguna de ellas).

Densidad

Por lo general los crudos son más livianos que el agua (crudos livianos y medianos) y algunos son más "pesados" que el agua (crudos pesados y extrapesados). En términos numéricos se habla de un intervalo de densidad desde 0,75 a 1,1 Kg/l, lo cual equivale en grados API a un intervalo de 57,2 a 3,0 grados.

La gravedad API no es aditiva, para calcular su valor en una mezcla es necesario convertir los grados API de los componentes de la mezcla en gravedades específicas, las cuales sí se pueden sumar y el resultado convertirlo de nuevo en grados API. Hay tablas de conversión que facilitan la operación.

La viscosidad de un crudo es su resistencia a deslizarse sobre sí mismo; ella da una idea de la capacidad de fluir a través de un espacio confinado (oleoducto), y la de formar una película lubricante para el deslizamiento de partes metálicas entre sí. La unidad en el sistema internacional es el poise (p), que es la fuerza en dinas que hay que suministrar a una lámina de líquido de 1 CM2 para que se desplace un cm sobre una lámina igual del mismo líquido, a una velocidad de 1 cm por seg. El submúltiplo más utilizado es el centipoise 0,01 poise (cp).

Contenido de azufre

La cantidad de azufre contenida en un crudo es importante porque es responsable del efecto corrosivo de los crudos y sus productos, en equipos de refinería y sistemas. Así, la presencia del azufre en las naftas (producto intermedio para la producción de gasolinas) que alimentan las plantas de reformación, es perjudicial porque inactiva a los catalizadores.

La gasolina sulfurosa además de atacar el sistema de combustión de los automóviles y al motor, contamina la atmósfera con los productos de la combustión ("Lluvia ácida").

Intervalo de destilación: Indica los intervalos de temperatura en los cuales se separan las fracciones y la proporción de las cantidades en que estas fracciones están presentes en el crudo.

Contenido de agua y sedimento

Es un indicador del grado de suciedad por la presencia de agua y otros materiales. Contenido de sal no se limita solamente a la presencia de NaCl, sino de todas las sales, pero que se interpreta en términos de NaCl.

Es indeseable la presencia de sales por su tendencia a cristalizar y obstruir los tubos conductores de líquidos, además al calentarse se descomponen haciéndose corrosivas

Puntos de fluidez: Definido como la temperatura mínima en la cual el material fluye, depende de la composición del crudo.

Los hidrocarburos en estado gaseoso poseen un comportamiento similar a cualquier gas, sin embargo hay que tener en cuenta que algunos de ellos cambian de líquido a gas o de gas a líquido con pequeñas variaciones de temperatura y presión.

El gas que se produce asociado con el petróleo, se le conoce como GAS NATURAL ASOCIADO. Cuando el gas es producido solamente como gas, lo llamamos GAS NATURAL. Cuando los anteriores tienen hidrocarburos licuables para producir propano y butano líquidos al igual que gasolina natural, se denomina GAS HÚMEDO. Al gas que se le han retirado los hidrocarburos licuables, se le denomina GAS SECO.

1.1 UNIDADES Y CONVERSIONES

1.1.1 MAGNITUD

Se puede definir magnitud como algo que se puede cuantificar o medir. Cuantificar una

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