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%