Captulo 3Medicin de Tanque

Mtodo de Prueba Estndar para Sal en Crudo (Mtodo Electromtrico)

Esta norma es emitida bajo la designacin fija D3230; el nmero inmediatamente siguiente a la designacin indica el ao de

adopcin original o, en caso de revisin, el ao de la ltima revisin. Un nmero en parntesis indica el nmero de la reprobacin.

Un superndice epsilon (() indica un cambio de editorial desde la ltima revisin o reprobacin.

1 Alcance

1.1 Este mtodo de prueba cubre la determinacin aproximada de concentracin de cloruros (sal) en el crudo. El rango de concentracin cubierto es de 0 a 500 mg/Kg o de 0 a 150 lbs/1000 bbl como concentracin de cloruro/volumen de crudo.

1.2 Este mtodo mide la conductividad de cloruros en el crudo debido a la presencia de cloruros comunes, tales como sodio, calcio y magnesio. Otros materiales conductores tambin pueden estar presentes en el crudo.

1.3 Los valores expresados en unidades SI son considerados como estndar. Las unidades de concentracin aceptables son g/m o PTB (lbs/1000 bbl).

1.4 No es propsito de esta norma discutir todo lo concerniente a seguridad, en algn momento, asociado con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma establecer las practicas de seguridad y salud apropiada y determinar la aplicabilidad de limitaciones reguladoras antes de su uso. Para informacin preventiva especfica, vea 7.3, 7.4, y 7.11.2 Documentos de Referencia

2.1 Normas ASTM:

D 91 Mtodo de Prueba para Nmero de Precipitacin en Aceites Lubricantes.

D 381 Mtodo de Prueba para la Goma Existente en los Combustibles por la Evaporacin del Jet.

D 1193 Especificacin para el Agua Reactivo.

D 4928 Mtodo de Prueba para Agua en Crudo por Titulacin Coulomtrica de Karl Fischer.

D 5002 Mtodo de Prueba para la Densidad y Densidad Relativa del Crudo por el Analizador de Densidad Digital.

3 Terminologa

3.1 Definicin de Trminos Especficos de Esta Norma:

3.1.1. PTB lbs/1000 bbl.

3.1.2 Sal en Crudo Comnmente, cloruro de sodio, calcio o magnesio disueltos en el crudo. Otros cloruros pueden estar presentes.

_______________

Este Mtodo de prueba est bajo la jurisdiccin del Comit ASTM

D-2 en Productos del Petrleo y Lubricantes y es de

responsabilidad directa del Subcomit D02.03 en el Anlisis

Elemental.4 Resumen del Mtodo 4.1 Este mtodo de prueba mide la conductibilidad de una solucin de crudo en un solvente de mezcla alcohlica cuando sta se somete a una tensin elctrica. Este mtodo de prueba mide la conductibilidad debido a la presencia de cloruros inorgnicos, y otro material conductivo, en el crudo. Un espcimen de prueba homogeneizado se disuelve en un solvente de mezcla alcohlica y se coloca en una celda de prueba que consiste en un beaker y un juego de electrodos. Un voltaje se aplica sobre los electrodos, y el flujo actual resultante es medido. El contenido de cloruro (sal) se obtiene por la referencia a una curva de calibracin de corriente contra la concentracin del cloruro de mezclas conocidas. Las curvas de la calibracin estn basadas en patrones preparados aproximados en tipo y concentracin de cloruros en el crudo que est siendo medido.

5 Significado y Uso 5.1 Este mtodo de prueba es utilizado para determinar la concentracin aproximada de cloruros en el crudo, una informacin que ser importante al decidir si o no el crudo necesita desalarse. Tambin la eficiencia del proceso de desalado puede ser evaluado.

5.2 El exceso de cloruro en el crudo frecuentemente produce ratas de corrosin muy altas en las unidades de refinacin y tambin tiene efectos perjudiciales en catalizadores usados en estas unidades.

5.3 Este mtodo de prueba proporciona un medio rpido y conveniente de determinacin aproximada de contenido de cloruro en el crudo y es muy til en los procesadores de crudo.

6 Equipos 6.1 El equipo (ver Anexo A1) consistir en una unidad de control capaz de producir y mostrar varios niveles de voltaje para tensiones aplicadas a un set de electrodos suspendidos en un beaker de prueba que contiene la solucin de prueba. El equipo ser capaz de medir y mostrar la corriente (mA) conducido a travs de la solucin de prueba entre los electrodos a cada nivel de voltaje.

NOTA 1- Algunos equipos son capaces de medir voltaje y corriente internamente y, despus de comparar con una curva de calibracin interna, mostrar la concentracin resultante.

6.2 Beaker de Prueba - (ver Anexo A1)

.

6.3 Pipeta, 10 mL (Entrega total) - El tipo de pipeta que se enjuaga para asegurar que todo el volumen del material est contenido en el volumen proyectado.

6.4 Cilindro, 100 mL Con tapn.

6.5 Otras Pipetas y Frascos Volumtricos y Graduados.7 Reactivos y Materiales7.1 Pureza de reactivos Reactivos grado qumico debern ser usados en toda la prueba. A menos que se indique lo contrario, se entiende que todos los reactivos debern estar conformes a especificaciones de la Sociedad de Qumica Americana, donde cada especificacin tcnica est disponible. Otros grados pueden ser usados, siempre que primero se determine que la pureza del reactivo es lo suficientemente alta para permitir su uso sin disminuir la exactitud de la determinacin.

7.2 Pureza del Agua A menos que se indique lo contrario, las referencias del agua debern ser entendidas para agua reactiva media como se define en el Tipo II de las Especificaciones D 1193.

7.3 Mezcla Solvente Alcohlica Mezcla de 63 volmenes de 1-butanol y 37 volmenes de metanol absoluto (anhidro). Para cada litro de esta mezcla adicione 3 mL de agua. (Advertencia Liquido inflamable, produce quemaduras en ojos. Vapor nocivo. Puede ser fatal o causar ceguera si se ingiere o inhala).

NOTA 2 - La mezcla solvente alcohlica es apropiada para su uso y su conductividad es menor de 0.25 mA a 125 V ac. Una alta conductividad puede ser debido a un exceso de agua en el solvente y puede indicar que el metanol usado no es anhidro.

7.4 Precipitacin Nafta ASTM, conforme a requerimientos del Mtodo de Prueba D91 (Advertencia - Extremadamente inflamable. Nocivo si es inhalado. Sus vapores pueden causar incendio)

7.5 Solucin de Cloruro de Calcio (CaCl2) 10g/L Transfiera 1.00 + 0.01 g de CaCl2 , o el peso equivalente de una sal hidratada, en un frasco volumtrico de 100 mL y disuelva en 25 mL de agua. Diluya hasta la marca con mezcla alcohlica solvente.

7.6 Solucin de Cloruro de Magnesio (MgCl2) 10g/L Transfiera 1.00 + 0.01 g de MgCl2 , o el peso equivalente de una sal hidratada, en un frasco volumtrico de 100 mL y disuelva en 25 mL de agua. Diluya hasta la marca con mezcla alcohlica solvente.

7.7 Solucin de Cloruro de Sodio (NaCl) 10g/L Transfiera 1.00 + 0.01 g de NaCl, en un frasco volumtrico de 100 mL y disuelva en 25 mL de agua. Diluya hasta la marca con mezcla alcohlica solvente.

7.8 Aceite Neutro Refinado Cualquier aceite refinado libre de cloruro de una viscosidad aproximada de 20 mm/s (cSt) a 40C y libre de aditivos.7.9 Solucin Mezcla de Sales (Solucin Concentrada) Combine 10.0 mL de solucin CaCl2, 20.0 mL de solucin MgCl2, y 70.0 mL de solucin NaCl, y mezcle vigorosamente.

NOTA 3 La proporcin 10:20:70 es representativa de los cloruros presentes en un nmero de crudos comunes. Cuando las proporciones relativas de cloruro de calcio, magnesio y sodio son conocidas para un crudo dado, tales proporciones debern ser usadas para resultados ms exactos.7.10 Solucin Mezcla de Sales (Solucin Diluida) Transfiera 10.0 mL de solucin de mezcla de cloruros concentrada a un frasco volumtrico de 1000 mL , y diluya hasta la marca con mezcla alcohlica solvente.

7.11 Xileno, grado reactivo, mnima pureza (Advertencia Inflamable. Vapor nocivo).

8 Muestreo

8.1 Obtenga una muestra y un espcimen de prueba de acuerdo al Mtodo de Prueba D 4298. Asegrese que la muestra esta homogenizada con un mezclador apropiado. Ver Anexo A1 del Mtodo de Prueba D 4298 para equipos apropiados y sus pruebas.

8.2 Las muestras de varios materiales viscosos pude ser calentado hasta que sean lo bastante fluidos antes de ser muestreados; sin embargo, la muestra no deber calentarse ms de lo necesario para bajar su viscosidad a un nivel manejable.

8.3 Las muestras de crudo contienen agua y sedimento y no son homogenizables por naturaleza. La presencia de agua y sedimento influir en la conductividad de la muestra. Se deber tener mucho cuidado al obtener muestras homogenizadas representativas.

9 Preparacin de Equipos

9.1 Apoye el equipo sobre un nivel, superficie firme, tal como una mesa.

9.2 Prepare el equipo para su funcionamiento de acuerdo a instrucciones del fabricante, para su calibracin, verificacin y operacin del equipo. (AdvertenciaEl voltaje aplicado a los electrodos puede ser tan grande como 250 V ac, y peligroso.)

9.3 Limpie y seque completamente todas las partes del beaker de prueba, los electrodos y los accesorios antes de arrancar la prueba, asegurndose de remover cualquier solvente que haya sido usado al limpiar el equipo.

10. Calibracin 10.1 La conductividad de las soluciones est afectada por la temperatura del espcimen cuando se realiza la medicin. La temperatura del espcimen al momento de la medicin deber estar dentro de 3C de la temperatura a la cual la curva de calibracin fue hecha.

10.2 Establezca un blanco de medicin por los siguientes procedimientos 10.3 y 10.4 omitiendo la solucin de mezcla de sales. Cuando la corriente del electrodo indicada es mayor que 0.25 mA a 125 V ac, el agua u otra impureza conductiva est presente y su fuente debe ser encontrada y eliminada antes de que la calibracin pueda completarse. Determine un blanco de medida cada vez que se utilice xileno o mezcla solvente nuevos.

10.3 En un cilindro seco de mezcla graduado de 100 mL, de vidrio y con tapn, adicione 15 mL de xileno. Desde una pipeta (de entrega total), adicione 10 mL de aceite mineral. Enjuague la pipeta con xileno hasta liberar el aceite. Complete hasta 50 mL con xileno. Tape y agite el cilindro vigorosamente por aproximadamente 60 segundos hasta llevar a cabo la solucin. Adicione una cantidad de solucin diluida de mezcla de sales, de acuerdo con la Tabla 1, que es apropiado al rango de contenido de sal a ser medido. Diluya a 100 mL con el solvente de mezcla alcohlica. De nuevo agite el cilindro vigorosamente por aproximadamente 30 segundos para llevar a cabo la solucin, y permita que la solucin repose aproximadamente 5 min. Vierta la solucin en un beaker de prueba seco.

TABLA 1 PATRONES ESTANDAR

Sal Sal Solucin Diluida

g/m lbs/1000 bbl Mezcla de Sales

de crudo de crudo mL

3 1.0 0.3

9 3.0 1.0

15 5.0 1.5

30 10.0 3.0

45 16.0 4.5

60 21.0 6.0

75 26.0 8.0

90 31.0 9.5

115 40.0 12.0

145 51.0 15.0

190 66.0 20.0

215 75.0 22.5

245 86.0 25.5

290 101.0 30.5

430 151.0 45.0

10.4 Seguidamente coloque los electrodos en la solucin del beaker asegurndose que el borde superior de los platos del electrodo est debajo de la superficie de la solucin. Ajuste el voltaje del electrodo indicado a una serie de valores, por ejemplo, 50, 125, 200, 250 V en ac. Para cada voltaje note la lectura de corriente y registre el voltaje mostrados y la corriente lo ms cercano a 0.01 mA. Retire los electrodos de la solucin, enjuague con xileno seguidamente con nafta y djelos que sequen.

NOTA 4 Con algunos equipos, la situacin detallada no ser requerida desde que la electrnica est construida para auto escala. La determinacin del blanco y los patrones de calibracin respondern iguales.

10.5 Repita el procedimiento 10.3 utilizando otros volmenes de la solucin diluida de sales segn la necesidad de cubrir los rangos de contenidos de cloruros de inters.

10.6 Reste el valor obtenido del blanco de las lecturas de corrientes indicadas para cada muestra patrn, y trace el contenido de cloruro (ordenada) contra las lecturas de corriente neta (abscisa) para cada voltaje en un ciclo de3 por 3 en papel log log u otro formato apropiado.

NOTA 5 Algunos equipos son capaz de registrar internamente las lecturas de corriente, los patrones de concentracin y el blanco, y ellos proporcionan unos resultados en unidades directas de concentracin. NOTA 6 Los equipos son calibrados contra soluciones estndar de aceite neutro y soluciones de mezcla de cloruros en xileno debido a las dificultades extremas en mantener muestras de crudo y salmuera homogneas. La calibracin puede confirmarse, si se desea, por repeticin cuidadosa del anlisis de muestras de crudo por extraccin exhaustiva de sales con agua caliente, seguidos por la titulacin de los cloruros en el extracto.

NOTA 7 En calibraciones por encima de un rango amplio de concentraciones de cloruro, puede ser necesario la aplicacin de varios voltajes para obtener lecturas de corriente dentro de los lmites de niveles de corriente mostrados por el equipo (de 0 a 10 mA). Los voltajes ms altos son aplicados para las concentraciones bajas y los ms bajo voltajes son aplicado para las concentraciones altas.

11 Procedimientos

11.1 En un cilindro seco graduado de 100 mL, de vidrio y con tapn, adicione 15 mL de xileno y en una pipeta (de entrega total) tome 10 mL de muestra de crudo. Enjuague la pipeta con xileno hasta liberar el crudo. Lleve hasta 50 mL con xileno. Tape el cilindro y agite vigorosamente por aproximadamente 60 segundos. Diluya hasta 100 mL con mezcla alcohlica solvente y de nuevo agite vigorosamente por aproximadamente 30 segundos. Luego permita que la solucin repose por aproximadamente 5 minutos. Vierta en un beaker de prueba seco.

11.2 Siga el procedimiento 10.4 para obtener las lecturas de voltaje y corriente. Registre la corriente del electrodo indicada y el voltaje lo ms cercano a 0.01 mA.

11.3 Retire los electrodos de la solucin de muestra y limpie el equipo.

12 Clculos

12.1 Reste el valor obtenido del blanco de medida del valor obtenido del espcimen medido para obtener la lectura neta de corriente. De la grfica de calibracin, lea la concentracin de sal indicada correspondiente a la lectura de corriente neta (mA) de la muestra.

12.2 Calcule la concentracin en mg/Kg utilizando apropiadamente la ecuacin dada a continuacin:

Sal, mg/Kg = X/d (1)

Sal, mg/Kg = 2.853 Y/d (2)

Donde:

X = Concentracin de sal medida en mg/m

Y = Concentracin de sal medida en PTB

d = Densidad del espcimen a 15 C en Kg/m

NOTA 8 La densidad del espcimen puede ser determinada por varios mtodos, tal como el Mtodo de Prueba D 5002 u otro mtodo de medicin de densidad.

13 Reporte

13.1 Reporte la siguiente informacin: la concentracin en mg/Kg como cloruro en crudo por el Mtodo de Prueba D3230 Electromtrico. Alternativamente, reporte la concentracin directamente en mg/m( o lbs/1000 bbl, si as se requiere.

NOTA 9 Para propsitos de reporte, los valores declarados en PTB son unidades preferidas en Estados Unidos. En otros pases sus unidades pueden ser usadas.

14 Precisin y Bias

14.1 Precisin La precisin de este mtodo de prueba, tal como se determin por el examen estadstico de la prueba de interlaboratorio de 1997, result como sigue:

14.1.1 Repetibilidad La diferencia entre resultados sucesivos, obtenidos por el mismo operador con los mismos equipos bajo condiciones de operacin constantes sobre un material de prueba idntico, a lo largo de la corrida, en la normal y correcta operacin del mtodo de prueba, excede los siguientes valores en un caso entre veinte:

r (mg/kg) = 0.3401 X 0.75 (3)

r (lbs/1000 bbl) = 0.2531 Y 0.75 (4)

Donde:

X = El promedio de dos resultados de prueba en mg/kg

Y = El promedio de dos resultados de prueba en lbs/1000 bbl (PTB)

14.1.2 Reproducibilidad La diferencia entre resultados particulares e independientes obtenidos por diferentes operadores laborando diferentes laboratorios sobre material de prueba idntico, a lo largo de la corrida, excede los siguientes valores slo un caso en veinte.

R (mg/kg) = 2.7803 X 0.75 (5)

R (lbs/1000 bbl) = 2.069 Y 0.75 (6)

Donde:

X = El promedio de dos resultados de prueba en mg/kg

Y = El promedio de dos resultados de prueba en lbs/1000 bbl (PTB)

NOTA 10 Ya que todos los instrumentos en el programa cooperativo de prueba interlaboratorio de 1997 fueron calibrados en PTB y los resultados reportados en PTB, la declaracin de precisin se obtuvo directamente en PTB. Los datos de precisin resultantes se han convertido matemticamente en la precisin en mg/kg, asumiendo una densidad promedio de las muestras de crudo de 0.875 Kg/L.

14.2 Bias El procedimiento en el Mtodo de Prueba D 3230 no tiene Bias ya que el contenido de sal est definido slo en trminos de este mtodo de prueba y los materiales de referencia certificados no estn disponibles. Sin embargo, ya que las muestras del estudio de interlaboratorio fueron decrudos limpios desalados, a los que se aadi cantidades de sales conocidas (como agua de mar y aguas de formacin) el Bias podra definirse como el porcentaje de recuperacin de sal agregada. Por encima de un rango de 5 a 500 g/m (1.5 a 150 PTB) de sal adicionada, la recuperacin probada es de aproximadamente constante y en promedio de 93%.

14.3 La declaracin de precisin fue derivada del programa cooperativo de prueba interlaboratorio de 1997. Los participantes analizaron ocho juego de muestras que incluan crudos con varias concentraciones de cloruros. Trece laboratorios participaron con el equipo comercial disponible.

Los datos de soporte acerca del equipo usado y el tipo de muestras junto con la precisin de este mtodo de prueba se han archivado en la Oficina principal de ASTM. Pdala a RR:D02-1470.

ANEXO

(Informacin Obligatoria)

A1. EQUIPOS

A1.1 Equipo de Cloruro Electromtrico (Fabricacin Personal) (Ver Fig. A1.1 y Nota A1.1)

A1.1.1 Ampermetro, con escala de 0 a 1 mA dc, 0 a 1 mA ac, resistencia interna de 88 ohm.

A1.1.2 Puente Rectificador, de onda completa, capacidad de 0.75 A a 60 Hz, temperatura ambiente; mnimo de 400 PRV (Peak Reverse Voltaje - Voltaje Pico Inverso).

A1.1.3 Voltmetro AC, tipo rectificador, 2000 ohm/V, rango de 0 a 300 V.

A1.1.4 Autotransformador de Voltaje Variable, entrada de 105 a 117 V. 50/60 Hz, salida de 0 a 132 V , 1.75 A de capacidad.

A1.1.5 Transformador, fuente de 240 V, tap central, 50/60 Hz, 250 mA dc de capacidad.

A1.1.6 Potencimetro, 25 ohm, diez vueltas.

A1.1.7 Potencimetro, 50 ohm, diez vueltas

Nota A1.1 Una parte equivalente puede ser sustituida en cada caso, siempre y cuando las caractersticas elctricas del circuito entero permanezcan inalteradas y se evitan los efectos inductivos y las perdidas de corriente.

A1.2 Componentes de la Celda de Prueba (Ver Fig. A1.2)

A1.2.1 Beaker, de 100 mL, forma alta sin labio, como est descrito para uso en el Mtodo de Prueba D 381.

A1.2.2 Arreglo de los Electrodos, como se muestra en la figura A.1.2. El montaje de los electrodos en posicin paralela, exactamente opuestos y 6.4 + 0.1 mm de separacin, y elctricamente separados por un aislante de nylon o TFE-fluorocarbn.

A1.3 Equipo de Cloruro Electromtrico (Fabricacin Comercial)

A1.3.1 El equipo deber consistir de una unidad de control capaz de producir y mostrar varios niveles de voltaje por tensiones aplicadas a un juego de electrodos suspendidos en un beaker de prueba que contiene una solucin de prueba. El equipo deber ser capaz de medir y mostrar la corriente (mA) conducida a travs de la solucin de prueba entre los electrodos a cada nivel de voltaje.

NOTA A1.2 Algunos equipos son capaz de medir voltaje y corriente internamente, y despus comparar con la curva de calibracin interna, mostrando la concentracin resultante.

A1.3.2 Las especificaciones de la construccin actual del equipo, tales como voltajes utilizados y medios de mostrar o registrar el voltaje, mostrando o registrando la conduccin de corriente, o calculando y mostrando las curvas de calibracin, espcimen medidos, o combinacin de stos, no es crtico a la aplicacin, siempre y cuando cada componente individual quede especificado en el equipo fabricado.

A1.4 Componentes de la Celda de prueba (Fabricacin Comercial)

A1.4.1 Beaker, de 100 mL, forma alta sin labio, como est descrito para uso en el Mtodo de Prueba D 381, es el comnmente usado; sin embargo, variaciones menores en las dimensiones son aceptables para ajustar diferentes especificaciones de fabricado. El propsito del beaker es mantener represado el espcimen.

A1.4.2 Arreglo de los Electrodos, mostrado por el ejemplo en el Fig. A1.2 y Fig. A1.3. Los requerimientos dimensionales del arreglo de los electrodos y medios de soporte en el beaker no son crticos a la aplicacin siempre y cuando cada componente individual quede especificado en el equipo fabricado.

La Sociedad Americana para Pruebas y Materiales no toma posicin respecto a la validez de algn derecho patentado asegurado en conexin con

algn tem mencionado en esta norma. Los usuarios de esta norma estn expresamente advertidos que determinacin de la validez de tales

derechos patentados, y el riesgo de infraccin de tales derechos, son enteramente su propia responsabilidad.

Esta norma est sujeta a revisin en algn momento por el comit tcnico responsable y debe ser revisada cada cinco aos y si no es revisada,

Reaprobada o retirada. Sus comentarios son recibidos ya sea para revisin de esta norma o para normas adicionales y debern dirigirse a la

Sede Central de ASTM. Sus comentarios recibirn cuidadosa consideracin en una asamblea del comit tcnico responsable, el cual lo puede

Atender. Si usted siente que sus comentarios no han recibido una justa atencin usted har conocer sus opiniones al Comit de Estndares ASTM,

A la direccin que se muestra abajo.

Esta norma es derecho de autor de ASTM, 100 Barr Harbor Drive, PO Box C700, West Conshohocken, PA 19428-2959, United State.

La impresin individual ( copias sencillas o mltiples ) puede se r obtenida por contacto con ASTM a la direccin de arriba o al telfono

610-832-9585, fax 610-832-9555, o al e-mail service@astm.org o a travs de la pgina web ASTM (www.astm.org

Designacin: 3230 05

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