propiedad físicas hidrocarburos

Lima, 7 – 11 de Agosto de 2006Ezequiel Acosta, Ing. Químico M. Sc.

PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS HIDROCARBUROSHIDROCARBUROS


Series homologas:ParafinasOlefinasNaftenosAromáticos

Gravedad API

°API = 141.5 -131.5 S.G

Factor de caracterización “ K “ de UOP

K = ( BP )1/3

S. GBP = Punto de ebullición, °RS.G. = Gravedad Especifica @ 60°F

Propiedades que correlaciona:PMPropiedades criticasCalor de combustiónCalor de vaporizaciónEntalpíaViscosidadEtc.

SerieSerie Número de CarbonosNúmero de Carbonos

4 6 9

Parafinas 13.5 12.81 12.66

Olefinas 13.03 12.48 --------

Diolefinas 12.15 -------- --------

Naftenos --------- 10.98 11.33

Aromáticos

--------- 9.73 10.61

Hidrocarburos puros


Factor K


Si se conoce la composición se puede calcular sus propiedades usando las reglas de mezclas

Valor K de diferentes crudos:Crudo pensilvania : 12.0 – 12.4 ( Base Parafínica )Crudo midcontinent: 11.8 – 11.9 ( Base mezcla)Crudo del golfo: 11.0 – 11.5 ( Base Asfalteno)Platformado: 10.0 – 11.0 ( Aromático )

Volumetric Average Boiling Point: ( 10%+30%+50%+70%+90%) / 5

Pendiente de la curva ASTM del 10%-90% ( 90%-10%) / 80

Cubic Average Boiling Point CABP = [VF1 ( BP1)1/3+ VF2 ( BP2)1/3 +…. VFn ( BPn)1/3 ]3

Molar Average Boiling Point MABP = MF1 x BP1 + MF2 x BP2 + MF3 x BP3 + ….

Weigth Average Boiling Point WABP = WF1 x BP1 + WF2 x BP2 + WF3 x BP3 + ….

Mean Average Boiling Point Mean ABP = (MABP + CABP)/2

Mezclas de hidrocarburos


Encuentre el peso molecular y el factor K de la siguiente sustancia:

°API 22.2

VABP = (492+575+705+796+925)/5 = 698 °F10%-90% Slope = (925-492)/80 = 5.4°FMABP = 698 – 65 = 633 °F ( B1)CABP = 698 – 13 = 685°F ( B1)Mean ABP = ( 633+685)/2 = 659WABP = 698+11 = 709°FMW ( con MABP & °API & B-3) = 270K ( de CABP & °API & B-3 ) = 11.35

IBP 358 °F

5 % 458

10 492

20 540

30 575

40 652

50 705

60 745

70 795

80 850

90 925

Puntos de ebullición, ejemplo 1


Corrección de los puntos de ebullición, B1


Peso Molecular y Factor K bajo rango, B2


Peso Molecular y Factor K alto rango, B3


PROPIEDAD Mezcla porCorrelacion

aCarta

Peso Molecular Fracción molar ( Preciso) Mean ABP B2, B3

K, UOP Fracción peso (Mezcla Ideal) CABP B2, B3

Temp. Seudocrítica, TpcFracción Molar ( Por definición)

MABPD1, D2, D3

Temp. Crítica, Tc No mezcla WABPD1, D2, D3

Presión Seudocrítica, PpcFracción Molar ( Por definición)

MABP D2, D3

Presión Crítica, Pc No mezclaMABP, WABP,MABP

D5

Viscosidad, Fracción peso ( aproximadamente)

°API y KPD 431, 432

Contenido de calor Fracción peso ( preciso) CABP PD 870

Gravedad °API Fracción peso( Mezcla ideal) ------------------------------------

Propiedades de las sustancias


Propiedades de las sustancias

Rango de ebullición de mezclasDestilación ASTM

Atmosférica : ASTM D 86 hasta el DieselVacío : ASTM D 1160

Destilación TBP : ASTM D 2892Destilación simulada por cromatografía gaseosa GCD: ASTM D 2887

Presión de vapor: Ln P = A + ( B / (T+372 ) ), P en Psia, T en °F. Punto de convergencia del diagrama de Cox ( 2264°F, 25138 psia) para parafinas

Viscosidad absoluta :Dina-segundos / cm2 , Poises = g / ( s cm)Viscosidad cinemática : Poises / Densidad = stokes = cm2 /sEscalas de viscosidad empíricas

Segundos Saybolt : ASTM D88 Carta A-4Universal @ 70°F, 100°F, 130°F, 210°FFurol @ 70°F, 100°F, 122°F, 210°F

Segundos Redwood ( Ingles) Carta PD-15Grados Engler ( Europeo) Carta PD-39


Conversión D86 a TBP: TBP = A x D86B

50%TBP = 0.87180 X D861.0258 Para los demás puntos usar la tabla

Conversión GCD a TBP: TBP = A x GCDB

50%TBP ( volumen) = 50% GCD ( Peso)Para los demás puntos usar la tabla

RANGO A B

100 - 90 0.11798 1.6606

90 – 70 3.0149 0.75497

70 – 50 2.5282 0.82002

50 – 30 3.0305 0.80076

30 – 10 4.9004 0.71644

10 – 0 7.4012 0.60244

RANGO A B

100 - 95 0.02172 1.9733

95 – 90 0.97476 0.8723

90 – 70 0.31531 1.2938

70 – 50 0.19861 1.3975

50 – 30 0.05342 1.6988

30 – 10 0.011903 2.0253

30 – 10 0.15799 1.4296

Interconversión de destilaciones


Conversión GCD a D86: D86 = A x GCDB

50% D86 = 0.77601 X GCD1.0395 Para los demás puntos usar la tabla

RANGO A B

100 – 90 2.6029 0.65962

90 – 70 0.30785 1.2341

70 – 50 0.14662 1.4287

50 – 30 0.07978 1.5386

30 – 10 0.06069 1.5176

10 – 0 0.30470 1.1259

Interconversión de destilaciones


% Temp, D86 Diferencia TBP, diferencia TBP

0 399 338

10 444 45 73 411

30 479 35 63 474

50 515 36 53 527

70 560 45 57 584

90 634 74 77 661

100 677 43 62 723

Interconversión de destilaciones, ejemplo

El ALC de la FCC tiene la siguiente destilación ASTM D86, estime la TBP.

PROCEDIMIENTOSe calcula las diferencias de la D86Se calcula la diferencias de la TBP con la ecuación y la tabla correspondienteSe calcula el 50% de la TBP con la ecuación correspondienteSe calcula la TBP restando y sumando las diferencias al 50% de la TBP


Distribución de las fracciones del petróleo


Análisis típico del crudo y sus fracciones


° A

PI

Viscosidad cinemática a 100°F, Cst

PD

- 4

31

A



° A

PI

PD

- 4

31

B



° A

PI

PD

- 4

32

A



° A

PI

PD

- 4

32

B

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