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• Israel Pocori Rios

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GRAVEDAD ESPECIFICA GRAVEDAD ºAPI (INDUSTRIA PETROLERA) La gravedad API, o grados API, de sus siglas en inglés American Petroleum Institute, es una medida de densidad que, en comparación con el agua a temperaturas iguales, precisa cuán pesado o liviano es el petróleo. Índices superiores a 10 implican que son más livianos que el agua y, por lo tanto, flotarían en ésta. La gravedad API se usa también para comparar densidades de fracciones extraídas del petróleo. Una fracción de este aceite flota en otra, denota que es más liviana, y por lo tanto su grado API es mayor. Matemáticamente la gravedad API carece de unidades (véase la fórmula abajo). Sin embargo, siempre al número se le aplica la denominación grados API. La gravedad API se mide con un instrumento denominado hidrómetro. Existe gran variedad de estos dispositivos.

FORMULA DE LA GRAVEDAD ºAPI La fórmula inferida y usada para determinar esta propiedad es la siguiente: 141,5 −131,5 a 60 ºF ¿ La fórmula usada para obtener el dato de la gravedad específica del líquido derivada de los grados API es:

ºAPI =

¿=

141,5 a 60 ºF ºAPI +131,5

La cifra 60 °F (ó 15 5/9 °C) se usa como valor estándar para medición y reportes de mediciones. Al instrumento para medir el grado API se le denomina hidrómetro, que complementado con una probeta y un termómetro permite determinar los grados APIobservados. Luego, de tablas ad hoc se obtiene el valor respectivo a 60 °F.

GRADOS API Y EL PESO ESPECÍFICO La medida de Grados API es una medida de cuanta pesa un producto de petróleo en relación al agua. Si el producto de petróleo es más liviano que el agua y flota sobre el agua, su grado API es mayor de 10. Los productos de petróleo que tienen un grado API menor que 10 son más pesados que el agua y se asientan en el fondo. Todos los valores son medidos a 60 °F (15.6 °C)

DENSIDAD RELATIVA La densidad relativa es una comparación de la densidad de una sustancia con la densidad de otra que se toma como referencia. Ambas densidades se expresan en las mismas unidades y en iguales condiciones de temperatura y presión. La densidad relativa es adimensional (sin unidades), ya que queda definida como el cociente de dos densidades. A veces se le llama densidad especialmente en los países con fuerte influencia anglosajona. Tal denominación es incorrecta, por cuanto que en ciencia el término "específico" significa por unidad de masa.

Donde  es la densidad relativa,  es la densidad absoluta y  es la densidad de referencia. 

Para los líquidos y los sólidos, la densidad de referencia habitual es la del agua líquida a la presión de 1 atm y la temperatura de 4 °C. En esas condiciones, la densidad absoluta del agua es de 1000 kg/m3



Para los gases, la densidad de referencia habitual es la del aire a la presión de 1 atm y la temperatura de 0 °C.

También se puede calcular o medir la densidad relativa como el cociente entre los pesos o masas de idénticos volúmenes de la sustancia problema y de la sustancia de referencia:

ºAPI EN LA INDUSTRIA DEL CRUDO PETROLEO

PETROLEO

El petróleo (del griego: πετρέλαιον, lit. «aceite de roca»), es una mezcla de compuestos orgánicos, principalmente hidrocarburos insolubles en agua. También es conocido como petróleo crudo o simplemente crudo. Se produce en el interior de la Tierra, por transformación de la materia orgánica acumulada en sedimentos del pasado geológico y puede acumularse en trampas geológicas naturales, de donde se extrae mediante la perforación de pozos. En condiciones normales de presión y temperatura es un líquido bituminoso que puede presentar gran variación en diversos parámetros como color y viscosidad (desde amarillentos y poco viscosos como la gasolina hasta líquidos negros tan viscosos que apenas fluyen), densidad (entre 0,66 g/ml y 0,9785 g/ml), capacidad calorífica, etc. Estas variaciones se deben a la diversidad

de concentraciones de los hidrocarburos que componen la mezcla. Es un recurso 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 enterrados durante millones de años, cubiertos por los estratos superiores de la corteza terrestre. Debido a la importancia fundamental para la industria manufacturera y el transporte, las fuertes variaciones del precio del petróleo pueden ser responsables de grandes variaciones en las economías locales y provocan fuertes impactos en la economía global. En los Estados Unidos, es común medir los volúmenes de petróleo líquido en barriles (de 42 galones estadounidenses, equivalente a 158,987 litros), y los volúmenes de gas en pies cúbicos (equivalente a 28,317 litros); en otras regiones ambos volúmenes se miden en metros cúbicos.

COMPOSICION

Petróleo.

Esquema de una bomba para extracción de petróleo.

CLASIFICACION DEL PETROLEO La industria petrolera clasifica el petróleo crudo según su lugar de origen (p.e. "West Texas Intermédiate" o "Brent") y también con base a su densidad o gravedad API (ligero, medio, pesado, extra pesado); los refinadores también lo clasifican como "crudo dulce", que significa que contiene relativamente poco azufre, o "ácido", que contiene mayores cantidades de azufre y, por lo tanto, se necesitarán más operaciones de refinamiento para cumplir las especificaciones actuales de los productos refinados.

CRUDOS DE REFERENCIA 

Brent Blend, compuesto de quince crudos procedentes de campos de extracción en los sistemas Brent y Ninian de los campos del mar del Norte, este crudo se almacena y carga en la terminal de las islas Shetland.

La producción de crudo de Europa, África y Medio Oriente sigue la tendencia marcada por los precios de este crudo.   

West Texas Intermédiate (WTI) para el crudo estadounidense. Dubái se usa como referencia para la producción del crudo de la región Asia-Pacífico. Tapis (de Malasia), usado como referencia para el crudo ligero del Lejano Oriente.



Minas (de Indonesia), usado como referencia para el crudo pesado del Lejano Oriente.

Países productores.

       

Arabia Ligero de Arabia Saudita Bonny Ligero de Nigeria Fateh de Dubái Golfo de México (no-OPEP) Minas de Indonesia Saharan Blend de Argelia Merey de Venezuela Tía Juana Light de Venezuela

La OPEP intenta mantener los precios de su Cesta entre unos límites superior e inferior, subiendo o bajando su producción. Esto crea una importante base de trabajo para los analistas de mercados. La Cesta OPEP, es más pesada que los crudo Brent y WTI.

CLASIFICACIÓN DEL PETRÓLEO SEGÚN SU GRAVEDAD API Relacionándolo con su gravedad API el American Petroleum Institute clasifica el petróleo en "liviano", "mediano", "pesado" y "extrapesado": 2    

Crudo liviano o ligero: tiene gravedades API mayores a 31,1 °API Crudo medio o mediano: tiene gravedades API entre 22,3 y 31,1 °API. Crudo pesado: tiene gravedades API entre 10 y 22,3 °API. Crudo extra pesado: gravedades API menores a 10 °API.

El proceso de perforación

DESTILACIÓN FRACCIONADA DEL PETRÓLEO

EL OBJETIVO DE ESA GUÍA ES (1) brindar un contexto y marco de organización a los fines de un análisis general, (2) identificar los factores técnicos que determinan el costo de refinación para la producción de ULSG y ULSD, y (3) facilitar la interpretación de los resultados del análisis. En esta guía se tratan los siguientes temas:

♦ Los aspectos fundamentales de la industria de refinación del petróleo ♦ El petróleo crudo y sus propiedades ♦ Las clases de procesos y configuraciones de refinación ♦ Las propiedades de los flujos producidos por refinación (“componentes de mezcla”) que forman la gasolina y el combustible diésel ♦ Las opciones de procesos de refinación para la producción de ULSG y ULSD Esta guía está dirigida a los lectores interesados en la producción de ULSG y ULSD, pero que desconocen las operaciones de refinación en general y el control del azufre en particular.

PANORAMA GENERAL DE LA REFINACIÓN DEL PETRÓLEO La refinación de petróleo es un eslabón único y fundamental de la cadena de suministro de petróleo, del pozo a la bomba. Los demás eslabones de este proceso agregan valor al petróleo, principalmente mediante su traslado y almacenamiento (por ejemplo, extracción del petróleo crudo a la superficie, traslado desde el yacimiento petrolífero a los depósitos y luego a las refinerías, traslado de los productos refinados desde las refinerías a las terminales de despacho e instalaciones de productos de consumo final, etc.). La refinación agrega valor mediante la conversión del petróleo crudo (que, en sí mismo, tiene escaso valor como producto de consumo final) en una variedad de productos refinados, incluidos los combustibles para transporte. El principal objetivo económico de la refinación consiste en maximizar el valor agregado en la conversión del petróleo crudo en productos terminados. Las refinerías son grandes plantas de producción de gran densidad de capital, con sistemas de procesamiento extremadamente complejos. En ellas se convierte el petróleo crudo y otros flujos de entrada en docenas de (sub)productos refinados, por ejemplo: ♦ Gas licuado de petróleo (GLP) ♦ Gasolina ♦ Combustible pesado ♦ Queroseno (para iluminación y calefacción)

♦ Combustible diésel ♦ Materias primas de petroquímicos ♦ Aceites lubricantes y ceras ♦ Gasóleo de calefacción ♦ Aceite combustible (para generación de energía eléctrica, combustible marino, calefacción industrial y urbana) ♦ Asfalto (para pavimentación y techado)

CARACTERISTICAS DEL PETROLEO CRUDO Características del petróleo crudo La valoración de los costos de refinación del petróleo crudo requiere una descripción completa del crudo y sus componentes, incluida la calificación de sus propiedades. Sin embargo, existen dos propiedades que son especialmente útiles para clasificar y comparar rápidamente los petróleos crudos: la gravedad API (medida de densidad) y el contenido de azufre. Gravedad API (densidad) La densidad de un crudo indica qué tan liviano o pesado es en su totalidad. Los crudos más livianos tienen una mayor proporción de pequeñas moléculas, que las refinerías pueden convertir en gasolina, combustible pesado y diésel (cuya demanda está en aumento). Los crudos más pesados tienen proporciones más altas de moléculas grandes, que las refinerías pueden (1) utilizar en combustibles industriales pesados, asfalto y otros productos pesados (cuyos mercados son menos dinámicos y, en algunos casos, se están reduciendo), o (2) procesarlas en moléculas más pequeñas que se pueden utilizar en combustibles para transporte. En la industria de refinación, la densidad de un crudo se expresa generalmente en términos de gravedad API, un parámetro de medición de unidades en grados (o API), por ejemplo, 35o API. La gravedad API varía en forma inversa a la densidad (es decir, cuánto más liviano es el material, más alta es la gravedad API). Por definición, el agua tiene una gravedad API de 10o. La Figura 2 muestra la calidad de un típico crudo liviano (35° API) y un típico crudo pesado (25° API), en función de su producción natural de gases livianos, componentes de la gasolina y destilados (principalmente combustible pesado y diésel), y aceites pesados. La figura también muestra el perfil promedio de demanda de estas categorías de productos en los países desarrollados.

NORMAS ASTM

D287     Prueba Estándar para la Gravedad API del Petróleo Crudo y Productos del Petróleo (Método del Hidrómetro)  El principio del hidrómetro es el de Arquímedes, el cual establece "todo cuerpo sumergido total o parcialmente en un líquido, recibe un empuje de abajo hacia arriba, igual al peso del líquido que desaloja". Esto significa que cualquier cuerpo se hundirá más en un líquido de menor densidad y desalojara más líquido. El peso "P" del líquido desalojado por el cuerpo deberá ser igual al peso de lcuerpo "w". Se tiene entonces: P= ρ× g × V Donde: P = peso del líquido desalojado por el cuerpo. r = densidad del líquido. V = Volumen del líquido desalojado. P =W (condición de equilibrio)"m" es la masa del cuerpo y "V" el volumen desalojado ρ=

W m = gV V

  ASTM D6822 Método de prueba estándar para la densidad, densidad relativa, y la gravedad API de Petróleo Crudo y licuado de petróleo los productos por métodos THERMOHYDROMETER

Este método de ensayo cubre la determinación, utilizando un thermohydrometer vidrio en conjunción con una serie de cálculos, de la densidad, densidad relativa, o la gravedad API de crudo de petróleo, productos derivados del petróleo, o mezclas de productos derivados del petróleo y no petroleras normalmente manejados como líquidos y que tienen una presiones de vapor Reid de 101.325 kPa (14.696 psi) o menos.  Los valores se determinan a temperaturas existentes y corregidos a 15 ° C o 60 ° F por medio una serie de cálculos y tablas estándar internacionales.

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