Propiedades Del Petroleo Crudo e1o5v

PROPIEDADES DEL PETROLEO CONTENIDO: 1. Que es el petróleo crudo? 2. Que son los hidrocarburos? Hidrocarburos en estado sólido, líquido y gaseoso? 3. PROPIEDADES DE LOS HIDROCARBUROS 3.1 PROPIEDADES FISICAS:  Condiciones en el yacimiento  Diagrama de fase  GORi  Rs  Bo  Gravedad API  Coeficiente de viscosidad 3.2 PROPIEDADES QUIMICAS:  Composición  Tipos de hidrocarburos  Parafinicos  Naftenicos  Aromáticos  Petróleo de base Mixta  Factor Koup 3.3 OTRAS PROPIEDADES:  Punto de inflamación  Acidez  Solubilidad  Poder calorífico  Calor especifico  Color  Fluorescencia  Índice de refracción  Tensión de vapor

1. PETRÓLEO CRUDO

Es un recurso natural no renovable y actualmente también es la principal fuente de energía en los países desarrollados. El petróleo líquido puede presentarse asociado a capas de gas natural, en yacimientos que han estado enterados durante millones de años, cubiertos por los estratos superiores de la corteza terrestre. El petróleo crudo es una mezcla compleja de químicos orgánicos, hidrocarburos en su mayoría. 2. QUE SON LOS HIDROCARBUROS? HIDROCARBUROS EN ESTADO SÓLIDO, LÍQUIDO Y GASEOSO? Los Hidrocarburos (HC) son unos compuestos orgánicos que se encuentran en la naturaleza y están constituidos de Hidrogeno y Carbono. Estos pueden ser livianos o pesados (según la cantidad de átomos de carbón que contengan) y se pueden encontrar en estado gaseoso, líquido o sólido. NOMBRE

FORMULA

Metano Etano Propano Butano Pentano Hexano Heptano plus

CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 C6H14 Desde el C7H16

NOMENCLATURA PETROLERA C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7+

LOS HIDROCARBUROS PUEDEN SER: 

LIVIANOS: Son Hidrocarburos compuestos principalmente de Metano (C 1). Se les conoce como gases pobres porque no contienen hidrocarburos pesados y por lo tanto no tienen un buen valor económico.



INTERMEDIOS: Se componen principalmente de los hidrocarburos entre Etano (C 2) y hexano (C6). Dentro de este rango están las gasolinas, el gas propano y el gas butano.



PESADOS: Se les llama aso a los hidrocarburos compuestos a partir del Heptano (C7) y tiene un gran valor económico comparado con los HC

livianos. Por facilidad en la caracterización se definió el Heptano plus (C7+) para agrupar todos los compuestos que siguen al C 7. 3. PROPIEDADES DE LOS HIDROCARBUROS 3.1 PROPIEDADES FISICAS: 

CONDICIONES EN EL YACIMIENTO: En un yacimiento de petróleo se encuentro gas, crudo y agua. Debido a que el yacimiento se encuentra a miles de pies de profundidad del suelo, la cantidad de tierra y rocas que ha encima de este ejerce grandes presiones (miles de libras por pulgada cuadradas o PSI) sobre el gas y crudo contenidos en él. El volumen del crudo y el gas varían con la presión. Los tipos de crudo se diferencian principalmente por las siguientes propiedades:  Bo  GORi  Gravedad API  Color



DIAGRAMA DE FASE: Los diagramas de fase determinan el comportamiento del fluido respecto a la presión y temperatura en el yacimiento. Cada tipo de crudo tiene su propio diagrama de fase. En los diagramas de fase es muy importante conocer detalladamente que compone y el significado de las curvas y puntos que forman parte de este diagrama.



PRESION CRITICA: Es el punto donde convergen la fase liquida y la fase gaseosa. En este punto no se puede diferenciar el líquido del gas.



PRESION DE BURBUJA: Es la presión donde aparece la primera burbuja de gas en el petróleo que esta líquido en el yacimiento. A esta presión se le dice que el líquido está saturado.



PRESION DE ROCIO: A diferencia de la presión de burbuja, la presión de roció es la presión donde parece la primera gota de líquido a una temperatura dada. El petróleo esta como gas en el yacimiento y en este punto comienza a condensarse.

Comparación diagrama de fase: Hacia la derecha aumenta la cantidad de hidrocarburos pesados, mientras que hacia la izquierda lo hacen lo hidrocarburos livianos.



GORi: La relación Gas – Aceite indica que tanto gas hay por cada barril de crudo, todo en condiciones estándar (60°F – 14,7psia). El volumen de gas se mide en pies cúbicos estándar (SCF). El volumen se mide en barriles en tanque de almacenamiento (STB). GORi=

Vol . gas a condicones estandar SCF = Vol . petroleo a condiciones estandar STB

Esta relación es clave para determinar el tipo de crudo en un yacimiento. 

Rs: Es la cantidad de gas en solución que tiene el crudo (disuelto dentro de él). 

PETROLEO SOBRECALENTADO: Por encima de la presión de burbuja. No puede disolver más petróleo.



PETROLEO SATURADO: A la presión de burbuja, en equilibrio.



PETROLEO SUBSATURADO: Por debajo de la presión de burbuja.

Rs=

Vol. gas disuelto a condiciones estandar SCF = Vol . petroleo a condicones estandar STB

Cuando la presión es inferior a la presión de burbuja, el crudo comienza a liberar gas por lo tanto el gas en solución (Rs) disminuye. 

Bo: El factor volumétrico de formación del aceite (Bo) compara los volúmenes del crudo y gas disuelto en el yacimiento contra el volumen de ese crudo en superficie (a condiciones estándar). 

Res Bl: Es el volumen del crudo y del gas disuelto dentro del crudo, en el yacimiento. Debido a las saltas presiones, el volumen del gas es reducido dramáticamente en comparación a su volumen arriba en la superficie.



STB: Es el volumen que ocupa el solo crudo (sin ga) a condiciones estándar (60°F – 14,7pasi). Bo=

Vol . petroleo+ gas disuelto en yacimiento res Bl = Bo>1 Vol . petroleo a condicones estandar STB

El Bo es afectado por la liberación de gas, cuando la presión del crudo cae por debajo de la presión de burbuja. La expansión dl crudo por disminución en la presión es compensada por la temperatura, se está llegase también a reducirse



GRAVEDAD API: Escala utilizada para determinar la gravedad específica o densidad de un hidrocarburo. Entre más grados API se obtiene un hidrocarburo de más baja densidad. >°API>Precio. Gravedad API=

141,5 −131,5 Gravedad especifica a 60 ° F

Los crudos, según su gravedad se clasifican en: CRUDOS Super pesados Pesados Medianos Livianos Condensados 

Menos de 10 °API 10 – 22 °API 22 – 32°API 32 – 42 °API Mayor de 42 °API

COEFICIENTE DE VISCOSIDAD (µ): La viscosidad en los fluidos influye en la facilidad de estos para fluir. Cuando se tiene un valor alto de viscosidad, el fluido tiene mucha resistencia al flujo. Para los hidrocarburos, la viscosidad varia por la presión y la temperatura. En el caso de la presión, cuando el crudo baja de la presión de burbuja y comienza la liberación de gas, la viscosidad aumenta notablemente.

La viscosidad disminuye a temperaturas mayores. Es importante tener en cuenta que la temperatura de agua de mar y el grado en el cual el hidrocarburo puede absorber calor del sol son condiciones importantes.

V=

μ ρ

Dónde:

μ =Viscosidad y

ρ =Densidad.

TIPOS DE CRUDOS CON LAS DIFERENTES PROPIEDADES

3.2 PROPIEDADES QUIMICAS: 

COMPOSICION: Todos los tipos de petróleo se componen de hidrocarburos, aunque también suelen contener unos pocos compuestos de azufre y de oxígeno. La composición elemental del petróleo está comprendida entre los siguientes porcentajes: ELEMENTOS Carbono

PORCENTAJES 84 – 87

Hidrogeno Azufre Nitrógeno 

11 – 14 0–2 0,2

TIPOS DE HIDROCARBUROS: 

PARAFINICOS (CnH2n+2): Se caracteriza porque su composición es de un 70% - 80% de hidrocarburos parafinicos saturados de cadena lineal o ramificada pero nunca cíclica. Características:  Baja densidad.  Elevación índice de viscosidad (80 – 90).  Baja volatilidad (alto punto de inflamación).  Bajo poder disolvente (elevado punto de anilina, 90°C – 100°C).



NAFTENICOS (CnH2n): Poseen entre 70% - 80% de HC naftenicos, es decir, saturados con cadenas cíclicas o policiclicas muy complejas. Características:  Densidad relativa elevada.  Bajo índice de viscosidad.  Mayor volatilidad que los parafinicos (bajo punto de inflamación).  Poder disolvente elevado (buena miscibilidad con crudos parafinicos).  Bajo punto de congelación natural.



AROMÁTICOS (CnH2n+6): Tienen entre un 70% - 80% de hidrocarburos aromáticos no saturados con una o varias aromáticos no saturados con una o varias cadenas laterales. Los hidrocarburos aromáticos y sus derivados son compuestos cuyas moléculas están formadas por una o más estructuras de anillo estables. Características:  Densidad muy elevada.  Índice de viscosidad muy bajo.  Provocan formación de productos resinosos.  Se emulsionan fácilmente con el agua.



PETRÓLEO DE BASE MIXTA

De composición de base intermedias, formados por toda clase de hidrocarburos: saturados, no saturados (etilenicos y acetilénicos) y cíclicos (ciclanicos o naftenicos y bencénicos o aromáticos). La mayoría de los yacimientos mundiales son de este tipo.



FACTOR KOUP: Es un valor que permite identificar o caracterizar el tipo de crudo en cuanto a su composición. La temperatura volumétrica media, es la temperatura de ebullición de un componente hipotético con características equivalente a la mezcla de hidrocarburos analizada.

Koup=

(Temp . Volumetrica Media) SPGR (60 ° F)

BASE DE HC Parafinia Mixta Naftenicos Aromática

1 3

FACTOR KOUP 13 12 11 10

3.3 OTRAS PROPIEDADES: 

PUNTO DE INFLAMACIÓN: Punto (o temperatura) de inflamación es la temperatura más baja a la cual un líquido volátil desprende vapores que forman en aire una mezcla inflamable. La determinación del punto de inflamación requiere de una fuente de ignición. Si esta fuente desaparece, la mezcla vapor aire o se quema. COMBUSTIBLE

FLASH POINT

Etanol (70%) Nafta Diesel Kerosene Biodiesel

16,6°C -43°C >62°C >38 - 72°C >130°C

TEMP. AUTOIGNICION 363°C 346°C 210°C 220°C



ACIDEZ:  PETROLEO DULCE: Contiene <0,5% de azufre. Es un petróleo de alta calidad usado para ser procesado como gasolina.  PETROLEO MEDIO: Contiene 0,5% <1%  PETROLEO AGRIO: Contiene rel="nofollow">1% de azufre. Su costo de refinamiento es mayor, es usado mayormente en productos destilados.



SOLUBILIDAD: Los hidrocarburos son solubles entre sí en todas las proporciones. En estos, los aromáticos se disuelven de manera más fácil que los parafinicos y naftenicos. Por otro lado, los hidrocarburos de elevado peso molecular con los de inferior peso molecular son miscibles en cierto grado; determinando que la solución se sature provocando la precipitación del componente de mayor peso.



PODER CALORÍFICO:

DE

La cantidad de calor liberado por la combustión de la unidad de volumen o de peso de un combustible, esto se denomina poder calorífico o potencial calorífico. 

CALOR ESPECIFICO: Es la cantidad de calor que se requiere aplicar a la unidad de peso para aumentar su temperatura en un grado aumente cuando la densidad decrece, y es próximo a 0,5.



COLOR: Varía de amarillo al negro y proviene de los productos oxidados o sulfurados, o aun de ciertos hidrocarburos policiclicos que son coloreados (pireno, naftaceno).



FLUORESCENCIA: Verde para los petróleos americanos, azul para los petróleos rusos, va a menudo acompañada de difracción (fenómeno de Tyndall).



ÍNDICE DE REFRACCIÓN: Variable según el origen, entre 1,35 y 1,50.



TENSIÓN DE VAPOR: La tensión de vapor mide la tendencia de las moléculas a dispersarse de una fase liquida para generar una fase vapor en equilibrio termodinámico.