CAPITULO III
Captulo III MEDICIN MANUAL Y PRUEBAS EN EL LABORATORIO
CAPITULO III
MEDICIN MANUAL Y PRUEBAS EN EL LABORATORIOLa medicin manual se
efecta en nuestras operaciones en el Patio de Tanques, estando los
tanques calibrados y las tablas de calibracin de cada uno de ellos
aprobados por la DGH, cuando estos tanques sean reparados y sus
dimensiones afectadas, se requerir necesariamente de una nueva
calibracin debiendo ser nuevamente aprobadas, las tablas por la
DGH. Las medidas a efectuarse se harn siguiendo el estndar API y
ASTM, estando los tanques en reposo para qu los resultados sean los
ms correctos. 3.1 MEDIDA DE LA TEMPERATURA. TERMMETRO
CONVENCIONALEl volumen del petrleo vara con respecto a la
temperatura como tal es necesario determinar sta, a fin de referir
el volumen a una base estndar de 60 F (o 15 C) adoptada por la
industria del petrleo. Para efectuar la medicin se hace uso de un
termmetro ASTM del tipo de inmersin total graduado de O- 180 F
(exactitud 0,50 F) que es el ms usual en las operaciones. El
termmetro se acopla a un soporte de madera que lleva en su
extremidad inferior una copa metlica de 6.1 pulgadas cbicas o (100
mililitros) que en su interior est e! bulbo del termmetro. E!
motivo de la copa es mantener la temperatura del producto, cuando
sta se lea en superficie. La madera tiene en su parte superior un
ojal para acoplarla a un cordel anudado con e! objeto de introducir
este equipo dentro del tanque.
3.1.1 Procedimiento.
El procedimiento est de acuerdo con las normas API Captulo 7 Sec
1.
1. Acople el equipo descrito en el acpite anterior, a la parte
extrema de la cinta de medir o a un cordel anudado de longitudes
conocidas e introdzcalo por la boca de la escotilla de medir.
2. Estando el termmetro dentro del producto a medir y a la
profundidad deseada djelo por el tiempo recomendado de acuerdo a la
gravedad API a 60F. Para crudos entre 30 a 89 API, 10 minutos y 20
minutos para 20 a 29 API. Para mayor informacin ver tabla que se
adjunta.3.Saque el termmetro rpidamente despus que haya estado
dentro del producto por el tiempo necesario. Asegrese que la copa
que rodea el bulbo del termmetro est llena y no se derrame. Evite
comentes de viento que puedan alterar la temperatura.
4.Lea la temperatura inmediatamente, hasta el ms prximo 1 F y
siempre muy prximo a la boca de la escotilla.
5. Anote en el libro de medidas la temperatura obtenida. 3.1.2
Precauciones
Los termmetros son instrumentos de precisin, como tal debemos
estar seguros que proporciones medidas exactas. Antes de usar un
termmetro nuevo, verificar la lectura comparando con un termmetro
patrn certificado por el Nacional Institute of Standard and
Technology ( NIST), de preferencia o uno de muy buena calidad
aceptado por ambas partes, diferencia .5F deben descartarse. La
manera ms conveniente de mantener los termmetros es colocndolos en
una plataforma convenientemente provista para este propsito dentro
del laboratorio o la Caseta de medicin. Limpie el termmetro y todas
sus partes despus de haberse usado, luego colquelo en el estuche
respectivo.Un termmetro cuya columna de mercurio no guarde
continuidad debe descartarse. 3.1.3 Observaciones. En tanques
menores de 5,000 bls. de capacidad, una sola medida de temperatura
se requiere, sumergiendo el termmetro hasta el punto medio de la
columna de fluido.
En tanques de capacidades mayores de 5,000 bis, el siguiente
procedimiento se seguir: cuando el contenido del fluido es 10 ft o
ms, se tomarn 3; una temperatura en la mitad del tercio superior,
en el centro y en la parte ms baja del tercio inferior. La
temperatura representativa ser el promedio aritmtico de estas 3
temperaturas. Si el contenido del fluido es menor de 10 ft, slo ser
necesario tomar una temperatura en el punto medio.
TABLA
Gravedad
API a 60 FTiempo Inmersin
en movimiento(Minu)
Estacionario
> 50
40 a 49
30 a 39
20 a 29
< 205
5
12
20
4510
15
25
35
80
Nota.-El trmino en movimiento se define como la accin de
levantar y bajar el instrumento un pie arriba y abajo de la
profundidad deseada. Informacin sacada del API Captulo 7, seccin 1
(Tabla 4A).
3.1.a MEDIDA DE LA TEMPERATURA TERMMETRO PORTTIL DIGITAL El
termmetro digital es un instrumento utilizado para determinar la
temperatura en reposo de los fluidos almacenados en un tanque que
est listo para su fiscalizacin.
El instrumento (Fig.3-1 a) consta de una sonda que es un
elemento sensitivo que se baja mediante un carrete con manivela, un
cable elctrico aislado a la profundidad deseada. La sonda registra
los valores de temperatura en F o C y los transmite a un circuito
electrnico en superficie que muestra los valores en pantalla.
Adems el instrumento puede ser ajustado, para que est dentro del
rango de precisin de 0.5 F y un indicador que se activa cuando el
voltaje de las pilas es bajo.
Toda la unidad incluyendo la sonda y cable debe ser certificado
por una unidad de seguridad, para equipos elctricos que usan
productos inflamables, que pueden acumular electricidad
esttica.
3.1.a.1 Procedimiento.
El procedimiento est de acuerdo con la norma API, Captulo 7,
seccin 3.
1. Conectar a tierra el instrumento antes de abrir la escotilla
del tanque. Verificar que el punto a tierra est bien hecho.
2. Verificar el estado de la batera antes y despus de la
prueba
3. Seleccionar el rango de temperatura de acuerdo a los
registros anteriores
4. Bajar la sonda a la profundidad determinada.
5. Levantar y bajar un pie de la profundidad determinada las
veces necesarias para obtener una lectura estable. De acuerdo a la
gravedad API observada el tiempo de permanencia recomendado es de
45 segundos para crudos entre 20 a 40 API y 75 segundos para crudos
menores de 20 API. Para mayor informacin ver tabla al final del
prrafo.
6. Despus que la temperatura se ha estabilizado y no varia mas
de 0.2 F o (0.1 C) leer y apuntar el valor obtenido.
7. Repetir los pasos 4,5 y 6 si se tienen que tomar temperaturas
en otros niveles.
8. Determinar la temperatura promedio.
9. Aproximar la temperatura promedio hasta el ms prximo 1F.
10. Limpiar la sonda y el ensamblaje de ste con un solvente
adecuado y secarlo, teniendo ms cuidado cuando se ha medido crudos
pesados.
3.1 a.2 Observaciones
En tanque menores de 5000 Bbls. De capacidad, una sola medida de
temperatura se requiere, sumergiendo el termmetro hasta el punto
medio de la columna de fluido.
En tanques de capacidades mayores de 5000 Bbls, el siguiente
procedimiento se seguir: cuando el contenido de fluido es de 10 ft
o ms se tomarn 3; una temperatura en la mitad del tercio superior,
en el centro y en la parte ms baja del tercio inferior. La
temperatura representativa ser el promedio aritmtico de estas tres
temperaturas. Si el contenido del fluido es menor de 10 ft, slo ser
necesario tomar una temperatura en el punto medio.
3.1 a.3 Notas
a) Algunos termmetros digitales llevan una plomada de alta
capacidad trmica localizada encima de la sonda, con la finalidad
que sta se mantenga vertical.
b) Los termmetros nuevos deben ser estandarizados en el
laboratorio comparndolo con un termmetro patrn certificado por el
Nacional Bureau oF Standards (NBS); la precisin como resultado d la
comparacin debe ser .5F.
c) Una vez por mes se verificar el correcto funcionamiento del
medidor digital, comparndolo con el termmetro con el termmetro
patrn midiendo dos o ms temperaturas diferentes. Si no se logra la
precisin indicada podra deberse a:
La unin del cable con la sonda podra estar mecnicamente daada.
El cable aislado podra tener cortes, roturas o desgastes.
TABLA
Gravedad
API Tiempo Inmersin
en movimiento(Min)
Estacionario
4075 seg.
45seg.
30 seg.
30 min.
30 min.
5 min.
3.2 MEDIDA DEL AGUA LIBRE.
3.2.1 Procedimiento
1. La medicin del agua libre se obtiene introduciendo por la
boca del tanque hasta tocar el fondo del mismo, una regla de bronce
de 3'-6" de largo por lo menos, suspendido por medio de un cordel,
cubierta de una pasta sensible al agua, en contacto con sta. El uso
de tiza en vez de pasta est prohibido.2. Deje la regla en el fondo
por lo menos 2 minutos.
3. Saque la regla y observe el cambio de coloracin, considere
como contacto agua-petrleo la marca ntida superior.
4. Apunte la profundidad del contacto agua petrleo, que servir
para estimar el volumen de petrleo por fiscalizar y colocar la boca
del sifn a ms o menos 3 pies sobre el contacto.
A veces la marca agua petrleo no es ntida y es difcil leer. Ello
se debe a que en el fondo, e! petrleo esta emulsionado, entonces se
repetir el procedimiento colocando la regla ms arriba hasta
determinar un contacto claro.
Si el tanque no tiene sifn, y la vlvula de descarga se encuentra
dentro de la porcin emulsionada, entonces se deber bombear la
porcin emulsionada a otro tanque, o se esperar hasta que las
condiciones de calidad mejoren.
3.2.2 Observaciones.Una medida correcta del agua libre se
obtiene cuando el tanque est en reposo. En caso contrario, si est
en movimiento, es decir recibiendo petrleo, los mencionados niveles
de separacin se pierden por completo y como consecuencia, el corte
de agua libre obtenido es una cifra estimada que puede conducirnos
a errores. Como tal, en condiciones normales y con fines de
fiscalizacin es recomendable tomar la medida cuando el tanque est
en reposo, por lo menos 36 horas y media hora despus de una
descarga.
3.3 MEDIDA DEL LIQUIDO.Los procedimientos para la medicin manual
de los tanques, se realizan conforme el API standard 2545 y
ratificado por el ASTM. D 1085-65, el cual se muestra en el API
Captulo 3 seccin 1.
La medicin se efecta con una cinta metlica flexible de acero
inoxidable de o 3/8" de ancho, graduada en 1/8"o 1/10", siendo las
longitudes variables 18', 48' 60'y 100'. En el extremo lleva una
plomada de acero resistente a la corrosin, conectada mediante un
swivel, la plomada debe tener suficiente peso, por lo menos 20
onzas como para mantener la cinta en posicin vertical, su longitud
vara de 6"a 12" (6" es preferible).
Hay dos mtodos de medicin: el directo e indirecto. El mtodo
directo es el ms comnmente usado; en cambio el indirecto es
empleado en aquellos tanques donde la medicin directa no tiene el
grado de confianza, debido a la forma y constitucin de estos, que
impide mantener la verticalidad de la cinta.
En el procedimiento de medicin para ambos mtodos se toma en
consideracin las recomendaciones del API ya indicadas; la medicin
debe efectuarse antes y despus de haberse entregado el producto
para determinar el volumen transferido, el cual despus se corregir
a las condiciones estndar de temperatura a 60 F.3.3.1 Medida
directa.Es la distancia medida desde l plato de referencia ubicado
en el fondo del tanque a la superficie del petrleo, se obtiene
bajando una cinta con la plomada adherida (Fig. 3-2) hasta que la
punta de sta toque sensiblemente al plato. Lea como medida el punto
de coincidencia de la marca de referencia que tiene el tubo de
medicin en el tanque, con la cinta, si se trata de tanques de techo
flotante. En caso de tanques de techo fjo, envuelva la cinta hasta
encontrar la marca ms superior de la porcin mojada por el petrleo,
sta se registrar como nivel o altura del lquido, comprobar que la
profundidad de la cinta coincida con la altura de calibracin del
tanque. '
Procedimiento.
1. Antes de tomar la medida, estar seguro que la superficie o
nivel de petrleo est en reposo o libre de espuma.
2. Tome un tiempo prudencial para que el gas se libere antes de
efectuar la medida.
3. Usar el mismo punto de referencia en la escotilla del tanque
para comprobar el fondo y la verticalidad de la cinta.
4. Tome 2 o ms medidas por cada medicin hasta obtener 2 que sean
iguales. Asegrese que la cinta est en buen estado sin torceduras o
abolladuras, los nmeros y graduaciones legibles; nunca use cintas
acopladas o plomadas gastadas con ms de 1/16' en la punta.
En el caso de techos flotantes, evitar pesos adicionales, como
un grupo de personas paradas alrededor del tubo de medicin o agua
estancada sobre el techo capaz de producir una depresin que haga
variar la marca de referencia existente en la boca de medicin.
Apuntar en una libreta las medidas obtenidas inmediatamente
despus de efectuada la medicin.
.3.3.2 Medida IndirectaLlamada tambin "ullage", es la distancia
medida desde la superficie del petrleo hasta un punto fijado como
marca de referencia en la boca de medicin. La medida se obtiene
bajando la cinta metlica con una plomada rectangular de seccin
transversal (Fig. 3-3), el cero de la cinta coincide con el punto
de unin de la plomada. Cuando se efectu este tipo de medicin, la
plomada debe salir parcialmente mojada, manteniendo la verticalidad
de la cinta, al tacto se percibe cuando la plomada toca el nivel
del fluido. Para conocer el espacio libre real habr que agregarle a
la longitud de la cinta la parte no mojada de la plomada. El
volumen del lquido contenido se obtiene indirectamente por
diferencia.
3.3.3 Observaciones
Antes de efectuar las mediciones, es necesario verificar que la
lnea de desplazamiento o entrega, est completamente llena con
producto similar al que se va a fiscalizar, en caso contrario,
tendr que circularse con el producto de otro tanque que tenga las
mismas propiedades del tanque a fiscalizar de preferencia.
Con el uso en las paredes interiores de los tanques se puede
depositar incrustaciones tales como : brea, parafina, moho,
compuestos qumicos, que afecten la calibracin del tanque, dando
resultados inexactos. Por ello debe exigirse a los operadores el
cumplimiento del Programa de mantenimiento de tanques. 3.4
MUESTREO. El mtodo de muestreo se ha tomado como base la norma API
captulo 8 seccin 1, y el estndar API 2500.
Las muestras obtenidas de los tanques normalmente son utilizadas
para determinar la gravedad especfica (API) y el agua emulsionada
con sedimento (BS&W). Pero en casos especiales tambin se emplea
para determinar propiedades fsicas y qumicas del petrleo en el
laboratorio, como tal es conveniente que las muestras a tomarse
sean homogneas del tope al fondo, pero en la prctica a veces no
ocurre as, por estar el fondo del tanque sucio. Sin embargo la
muestra es aceptable si se cumplen con las siguientes
condiciones:
El contenido del fondo tales como lodo, agua emulsionada, estn
ntidamente separadas del petrleo por fiscalizar.
Que el tanque disponga ce un sifn o tenga ms de una vlvula de
descarga.
Que la muestra tomada no contenga estos productos contaminantes.
Equipo.Se utiliza un muestreador llamado "ladrn" construido de un
metal resistente cuya capacidad es 1/4 de galn. El fondo est
revestido de plomo para facilitar la inmersin, en la parte superior
lleva un corcho como tapn y una agarradera metlica. Un cordel es
utilizado para sumergir el muestreador, previamente anudado al
corcho como a la agarradera.
La boca del muestreador es de 2 tamaos: la de 1 de dimetro de
abertura es usada para crudos pesados, petrleos combustibles y en
general para productos pesados; la de de dimetro se usa para crudo
liviano, combustible diesel, destilado, petrleo lubricante liviano,
gasolina y productos similares. Mtodos de muestreo. En nuestras
operaciones se hace uso de dos mtodos, ellos son: Muestra
corrida
Muestra fija
Muestra corrida.Es la muestra representativa del fluido
contenido en un tanque, desde la brida de salida hasta el nivel del
lquido.
Procedimiento.
a. Seleccione el muestreador, eligiendo el tamao correcto, de
acuerdo a las propiedades de la muestra. El muestreador debe estar,
limpio, seco y libre de cualquier sustancia contaminante.
b. Introduzca el muestreador atado y tapado hasta el centro de
la brida de descarga. Si el nivel de agua se encuentra encima de la
brida de descarga, es necesario desaguar el tanque antes de
muestrear, de todas maneras la profundidad mxima a bajar la botella
es un pie arriba del nivel de agua. Asegrese que el muestreador y
tapn estn completamente limpios antes de tomar muestra, de lo
contrario estamos en riesgo de obtener resultados incorrectos.
c. Quite el tapn o corcho, dando un impulso al cordel, cuando la
botella est en la profundidad deseada.
d. Inmediatamente despus de sacar el corcho, proceda a subir el
muestreador hacia la superficie a una velocidad uniforme, con el
fin de llenar e! recipiente hasta el 75% de su capacidad (3/4
partes) o un mximo de 85%. Si la botella sale llena, repetir el
procedimiento.
e. Tape con el corcho, el muestreador una vez tomada la muestra
o vace el contenido en otros recipientes adecuados como botellas
previamente limpios y secos, proceda a taparlos tambin.
3.4.2.2 Muestra fija.Es una muestra representativa del fluido a
una profundidad determinada. De acuerdo al lugar donde se ha
tomado, se denominan as:
Muestra Superior.
Es la obtenida en la mitad del tercio superior del fluido
contenido en el tanque.
Muestra de centro.Es la obtenida en el punto medio del
fluido.
Muestra inferior
Es la obtenida en la mitad del tercio inferior del fluido.
Muestra de tope.
Es la tomada a 6" debajo del nivel del fluido.
Muestra de descarga.
Es la tomada en el centro de la brida de descarga.
Muestra de piso.Es la obtenida en el fondo del tanque, se toma
generalmente para chequear el agua, barro, sedimento.
Muestra compuesta de un tanque.
Es la mezcla proporcional de las muestras superior, centro e
inferior. En tanques de seccin transversal uniforme, la mezcla se
har en partes iguales, siempre y cuando no haya variaciones
saltantes en las propiedades del crudo de cada uno de los
tercios.
Muestra compuesta de varios tanques.Es la resultante de mezclar
las muestras compuestas de cada tanque en forma proporcional al
volumen del lquido contenido en cada uno de ellos.
3.4.3 Procedimiento.a. Seleccione el muestreador con el tamao de
abertura correcto. El muestreador debe estar limpio, seco y libre
de cualquier sustancia contaminante.
b. Introduzca el muestreador atado y tapado a la profundidad
deseada. Asegrese que el muestreador y corcho estn completamente
limpios antes de tomar la muestra.c. Quite el tapn dando un impulso
al cordel, para tomar la muestra a la profundidad ya designada.;d.
Deje el muestreador suspendido hasta que llene, se conoce porque a
sacar el muestreador. cesa el burbujeo, luego proceda
e. Vace una porcin del producto en una botella y tpela con un
corcho o vierta el contenido en otros recipientes adecuados.
Posteriormente se tomar en cuenta la forma como deben ser limpiados
estos.
3.4.4 Recipientes de Recoleccin.
Los recipientes recolectores de las muestras tomadas de los
tanques, son botellas de vidrio o latn. Las botellas de vidrio
pueden ser de color blanco o marrn. Las de color blanco tienen la
ventaja que visualmente se examinan que estn limpias, libres de
agua e impurezas. Las botellas de color marrn ofrecen proteccin
contra la luz; pero deben tomarse mayores precauciones con la
limpieza. Las botellas de latn son empleadas siempre y cuando las
soldaduras estn por la parte externa y convenientemente limpias con
un adecuado solvente. Botellas de material plstico deben ser
descartadas, para contener productos como: gasolina, diesel
kerosene y petrleo crudo.
3.4 4.1 Tapas de los recipientes.
Corchos o tapas de vidrio, plstico o metal enroscable. pueden
ser utilizados para botellas de vidrio. Los corchos deben ser de
buena calidad, limpios, libres de huecos y que ajusten bien.
Para evitar el contacto de la muestra con el corcho, si se
sospecha que ste es usado, pueden ser envueltos con papel de
aluminio, antes de ajustarlo a la botella. Tapas de vidrio se usan
siempre y cuando se ajusten bien a la botella. Las tapas
enroscables deben tener interiormente un disco pegado interiormente
revestido con estao o papel de aluminio o cualquier otro materia!
que no contamine al petrleo.
3.4.4.2 Limpieza.El uso de solventes removedores de sedimentos o
suciedad provenientes de anteriores muestras, deben ser utilizados.
Los recipientes se lavan con jabn enjuagados con agua del cao y
finalmente con agua destilada, luego se secarn pasndolos por una
corriente de aire tibio, o colocndolos en una fuente de calor a una
temperatura de 40C (140F) o mayor, cuando estn secos se guardaran
inmediatamente para ser usados en otras pruebas. La forma corriente
como se hace en el campo de lavarlos con jabn y enjuagarlos con
agua limpia, deben ser eliminados.
3.4.5 Observaciones.
Toda muestra ser rotulada inmediatamente de ser tomada usando
etiquetas especiales, para tal fin en stas se colocarn los
siguientes datos;
Fecha y hora
Lugar
Nmero o nombre del tanque
Clase de producto
Descripcin (para que se toma; gravedad, BS&W, clasificacin
etc.)
Lugar de envo
Nombre del operador
Nombre de los Supervisores de la operacin.
3.4.6 Muestreador Automtico de Fluidos en Movimiento.
El muestreador (fg.3-6) es un equipo automtico que toma muestras
de un fluido que esta fluyendo por una tubera, durante el tiempo
que dura la transferencia, que puede ser menor o igual a las 24
horas. La toma de muestras es intermitente y el nmero de ciclos
depende del caudal, de tal manera que el volumen recolectado sea
menor al volumen del muestreador, para tener la seguridad que es
una muestra representativa. 3.4.6.1.-partes componentes del
muestreador
El probador.-es un elemento que se instala en un loop en U
invertida que sale de la lnea de transferencia antes o despus del
medidor de flujo en posicin vertical ubicado de preferencia en la
porcin descendente de esta conexin, para aprovechar la agitacin de
el fluido al pasar por los dos codos.
Controlador de muestra.- es el gobierna por medo mecnicos la
extraccin de las muestra en proporcin al tiempo o al rgimen de
flujo.
Extractor de la muestra .-es el que extrae la muestra de la
tubera o el loop, en una porcin determinada por accin del
controlador. La suma de todas estas proporciones da como resultado
el volumen muestreado.
Recipiente.-Es el receptculo donde se acumula todas las
porciones de muestras tomadas en un tiempo determinado .
Agitador .- es un dispositivo mecnico que genera un movimiento
rotativo, que agita la muestra contenida en el recipiente antes que
se proceda a la toma de muestras.
Toma muestra.-es un recipiente porttil que contiene una porcin
representativa dl volumen almacenado en el receptculo.
3.4.7.- unidad de rechazo.
La unidad de rechazo ,es un medir de BS&W instalado en la
lnea de flujo, cerca al tanque de almacenaje del crudo por
fiscalizar. Aunque el tanque de almacenaje, almacena petrleo
preparado , que cumple con las especificaciones de BS&W
acordadas por ambas partes , algunas contratistas instalan este
medidor por razones de seguridad
Este dispositivo (fig 3-7) consta de un analizador y un
capacitador cilndrico dispuesto siempre verticalmente . El
principio de la analizacion simultanea de dos fluidos , se basa en
la constante dielctrica y densidad ;la principal fuente de error
que da mala informacin es el gas contenido , que tiene propiedades
diferentes a la de los de los fluidos por medirse, aun en pequeas
cantidades.
Si el espacio entre las dos placas metlicas es ocupado por un
material dielctrico , de tal manera que la capa exterior reciba una
carga elctrica , la placa interior actuara como un acumulador de
corriente inducida cuya capacidad esta en relacin directa al a
constante elctrica que en adelante se le dominara por K . Para
nuestro caso ,K es un petrleo neto o emulsionado, el petrleo sin
agua tiene un valor k que varia de 2 a 2.7 ,mientras que el valor
de k para el agua es 80.en consecuencia ,la presencia de una pequea
cantidad de agua en el petrleo fluente tiene un efecto mensurable
en la constante dialctica de la mezcla .
En la practica, este principio esta implementado por el uso de
un capacitador cilndrico o acumulador de corriente, compuesto por
un tubo dentro del cual esta un electrodo cilndrico aislado con un
compensador por temperatura. Para que el capacitador suministre
informacin confiable al analizador, se requiere que el fluido que
pasa entre el tubo y el electrodo sea petrleo neto o emulsionado,
experimentos llevados a cabo han demostrado que cortes de agua
mayores al 60% distorsionan la informacin, porque k toma el valor
del agua aun permanezca la mezcla .
Por ello , no es recomendable que este dispositivo de medicin
adems de lo dicho anteriormente sea colocado en los puntos
terminales de bombeo porque durante el trayecto , parte del agua
emulsionada puede haberse separado como agua libre que al pasar por
el capacitador alterara la informacin y en consecuencia la medida
seria errtica .
La corriente generada por el capacitador pasa por un juego de
resistencia llamado puente de wheatstone donde tres resistencias
son conocidas y una cuarta es variable para que la diferencia de
potencia entre los puntos A Y B sea cero ,cuando por el capacitador
fluya solamente petrleo neto, de esta manera no hay envi de
corriente al analizador ahora bien si pasa petrleo emulsionado se
registrara una diferencia de potencial y la corriente pasara al
analizador .
El analizador es un instrumento elctrico que por proporcin
determina el agua y sedimento, la aguja que marca el BS&W tiene
una seal que fija el mximo BS&W permitido, cuando alcanza este
valor un a seal actual en una vlvula de diafragma abriendo el
by-pass, par que el fluido regrese al tanque a la vez que un alarma
que avisa al operador que el producto ya no este pasando por el
medidor.
3.5.-DETERMINACION DE LA GRAVEDAD APILa gravedad es un propiedad
determinante de la calidad de crudo; gravedad especifica o API
significa lo mismo ,pero con diferentes unidades de medicin .La
gravedad especifica del petrleo es la relacin del peso de un
volumen dado de petrleo a 60F al peso de igual volumen de agua
destilada a 60F.
La gravedad API es la inversa de la gravedad especifica, es una
escala arbitraria hecha as , para darnos un margen amplio en la
determinacin de la gravedad de u crudo o derivados del petrleo y as
obtener resultados los mas exactos posibles. la relacin matemtica
es la sgte:
API=(141.5/grv.esp)_131.5
donde :
grv esp. = gravedad especifica
El API usa como referencia la gravedad especifica del agua pura
cuyo valor es expresado en API es 10.
3.5.1.EQUIPO
La medicin de la gravedad especifica es tomada con un
instrumento llamado hidrmetro (fig 3-8) de acuerdo con las
especificaciones ASTM-E100.
Estos son de dos tipos: el combinado gravedad temperatura y el
simple de una sola escala gravedad. El primero es utilizado para
obtener resultados rpidos el segundo cuando se desea determinar
gravedades API con bastante exactitud, en este caso se tendr que
hacer uso de un termmetro par conocer la temperatura de la muestra.
Ambos tipos de hidrmetros estn graduados en grados API.
Los hidrmetros son de vidrio, en la parte inferior llevan un
peso de plomo o mercurio , con el objeto de darle al instrumento la
verticalidad necesaria.
El cuerpo central es utilizado algunas veces para insertar un
termmetro de rango 20-30F, con divisiones de 2F.
El vstago o porcin superior debe estar sumergido parcialmente en
el liquido a medirse ,este lleva la escala API con graduaciones que
estn fijadas dentro los intervalos 0-100, para facilitar la lectura
se dispone de rangos parciales cuyas divisiones son 1/10 . Los
hidrmetros mas comnmente usados varan entre los sgtes rangos De 9 a
21API
De 10 a21API
De 19 a 31API
De 29 a 41API
De 39 a 51API
De 49 a 61API
3.5.2PROCEDIMIENTO: (SEGN NORMAS API)
La muestra utilizada para determinar el API, debe ser una
muestra representativa del contenido de petrleo (o derivados)
presente en el tanque designado en conocer sus propiedades tales
como API.
1. Vierta lentamente la muestra en un recipiente cilndrico (fig
3-9) preferible de vidrio, el dimetro interior debe ser por lo
menos 25mm mayor que el dimetro exterior del hidrmetro. El
recipiente tiene que estar colocado en posicin vertical, libre de
corrientes de aire, asegrese que la temperatura de la muestra no
cambie apreciablemente ,durante el tiempo que dura la prueba, si
esta cambia en mas de 2C(5F) se requerir mantener las condiciones
ambientales (caseta o laboratorio) a una temperatura constante.
Evitar la formacin de burbujas y as reducir al mnimo la evaporacin
de los componentes livianos .Si se ha producido el burbujeo, la
espuma debe ser retirada previamente , con un pedazo de papel de
filtro.
DETERMINACIN DE LA GRAVEDAD API EN EL LABORATORIO
1.- Probeta graduada 2.- Hidrmetro
3.- Termmetro
2. sumerja el hidrmetro dejndole que flote libremente sin rozar
las paredes del receptculo, el espacio libre entre el extremo del
hidrmetro y el fondo del recipiente debe estar por lo menos a 25mm.
Evitar que el vstago se moje encima del nivel del liquido.
3. Estando en reposo el hidrmetro, procdase a leer el API en
escala graduada ene le punto en que la superficie de la muestra
corta aparentemente el vstago(fig 3-10). En el caso de muestras
transparentes , el punto de medida se determinara colocando la
visual debajo del nivel del liquido. Luego, levante lentamente la
vista hasta alcanzar por primera vez la superficie, el punto de
interseccin encontrado marcara el API correspondiente en la escala
. En caso de muestras no transparentes, procede de igual manera
pero a la inversa, es decir colocando la visual sobre el nivel del
liquido. Lea el API en la escala, hasta el punto mas cercano al
0.05 API.
4. Tome la temperatura de la muestra inmediatamente despus de
determinar el API, leyendo en la escala del termmetro inserto en el
hidrmetro o utilizando un termmetro al mas aproximo 2C(5F). El
bulbo del termmetro deber estar sumergido en la muestra por lo
menos 3 minutos antes de proceder a leer la temperatura . Es
preferible que la temperatura tomada este dentro de los rangos de
(+-3C (+-5F), con respecto a la temperatura que se tomo la muestra
en el tanque ,a fin de minimizar errores por correccin del volumen
y gravedad
5. Anote los resultados API temperatura, en el libro de control
abierto para tal fin.
6. Convertir la gravedad API observada a la temperatura estndar
de 60 F , haciendo uso de la tabla 5-A del API Manual Of. Petroleum
Measqrements standars , disponible en el laboratorio.
7. Limpie los instrumentos utilizados para esta operacin, con
agua, jabn o solventes depende del producto que se halla medido,
luego colquelos en sus estuches y/o estantes respectivos.
3.6 DETERMINACION DEL AGUA Y SEDIMENTOS (EMULSION)
De la misma muestra que sirvi para encontrar la gravedad API, se
usara para determinar el agua y sedimento.
El mtodo general es por centrifugacin , cuyo resultados son
aceptables para operaciones de rutina, sin embargo este mtodo no da
resultados exactos por que la cantidad es siempre menor que la
encontrada por destilacin . La diferencias se acentan a medida que
aumenta la emulsin contenida en el petrleo. Este mtodo cumple con
las especificaciones API capitulo 10 seccin 3 y el ASTM D 473.
3.6.1 SUMINISTROS
TOLUENO : es un solvente inflamable, toxico, debe evitarse
respirar el vapor y proteger los ojos, mantnganse el recipiente
Siempre cerrado, cuando no se usa. Para fines de esta prueba
debe cumplir con las regulaciones del ASTM D362 o el IP
SPECIFICATION OF TOLUE las caractersticas mas saltantes son:
Color(APHA) 10
Punto de ebullicin 110.6 C
Residuo despus evapora 0.001%
Compuestos de sulfuro 0.003%
El tolueno que se expende , es generalmente seco (exento de
agua), pero el agua es soluble en estas sustancias en un
significante rango que se incrementa con la temperatura. El
porcentaje se disolucin es de +-0.03% a 21C (70F) a 0.17% a 70C
(158F) . (fig 3-11). Esto podra afectar la determinacin exacta del
agua y sedimentos, por ello es recomendable saturar el tolueno a
usarse previamente de acuerdo al procedimiento expuesto en el
apndice A del API Capitulo 10 seccin 3 en el rango de temperatura
que se determine en la prueba.
DESEMULSIFICADOR : debe usarse un desemulsificador , para
mejorar la separacin del agua contenida en la muestra y prevenir la
adherencia a las paredes del tubo de prueba.
3.6.2 EQUIPO: Esta constituido de las siguientes partes:
3.6.2.1CENTRIFUGADORA(fig.3-12)
Es un aparato diseado para producir movimiento giratorio de dos
o mas pares de tubos de prueba colocados convenientemente en
alojamientos especiales ubicados en su interior . La velocidad de
giro es controlada mediante un restato, para obtener una fuerza
relativa de centrifugacin (frc) variable entre 600-800 frc.
Todas las piezas mviles son construidas de material resistente y
probado para soportar la mxima fuerza de centrifugacin.
Este aparato lleva exteriormente una cubierta metlica protectora
para prevenir accidentes que pudieran producirse al romperse
cualquier parte mvil cuando estas estn en movimiento.
La centrifugadora debe contar con un termostato durante la
prueba a 60C o (140F) .
TOLUENO SATURADO
1 Botella que contiene el Tolueno Saturado en Bao Maria
Para determinar los RPM (revoluciones por minuto de giro) de la
centrifugadora, ser necesario primero conocer el dimetro de giro,
el cual se obtiene midiendo en pulgadas los extremos de dos tubos
opuestos, como que estuvieran en movimiento.
Los RPM estn en razn directa a la fuerza relativa de
centrifugacin (fcr) y en razn inversa al dimetro de giro. En
general, los fcr varan entre 600-800.
Para calcular la velocidad de rotacin por minuto (RPM), se
aplica la sgte formula : RPM=Vrcf/d
Donde:
Rcf= fuerza relativa de centrifugacin
D=dimetro de giro en pulgadas
3.6.2.3 TUBOS DE PRUEBA
Estos tubos son de 2 formas: de pera o cnica, construidas con
vidrio resistente al movimiento y temperatura, las dimensiones y
graduaciones son mostradas en la fig 3-13y 3-14 .En su extremo
superior lleva un corcho para tapar el tubo una vez que el fluido
ha sido vertido y antes de colocarla a ala centrifugadora .
3.6.2.3 BAO:
El bao es un recipiente metlico de forma rectangular provisto de
un termostato, para mantener el agua a un a temperatura constante,
en una de sus esquinas lleva una ranura para colocar el termmetro.
La profundidad sera suficiente para sumergir los tubos de
prueba.
3.6.3PROCEDIMIENTO:
1. Seleccione el tipo de tubos centrfugos, de forma cnica o pera
de acuerdo al receptculo de la centrifugadora, preferible que estn
graduados de 0 a10cc
2. Vierta 50cc de la muestra (previamente agitada) en cada una
de los dos tubos de prueba, luego aade 50cc de solvente tolueno ,
con agua saturada a60C(140F) o 49C(120F), seguidamente agregue
0.2mililitros de desemulsificante en cada uno de los tubos .
3. tape los tubos con un corcho y agite vigorosamente la mezcla
,para diluir bien la muestra del solvente ,invirtiendo la posicin
de los tubos por 10 veces.
CENTRIFUGA
1 Centrfuga
2 Colocando los tubos de prueba
3 Tapa (abierta para colocar. Cerrada funcionando)
SALINMETRO ELECTROMTRICO
1 Salinmetro
2 Vaso con la muestra
3 Electrdos
4 Reactivos
5 Cable Elctrico
4. Sumerja los tubos por lo menos hasta su marcas
superior(100cc) en un bao de agua calentada a 140F por 15 minutos.
Durante el proceso agitar, para ase3gurarase que la mezcla
petrleo-solvente e uniforme
5. Coloque enseguida los tubos de la centrifugadora en posicin
opuesta entre ellos ,para establecer un balance de fuerzas.
6. dele marcha ala centrifugadora por 10 minutos. Verifique que
los RPM estn dentro de los rangos calculados, segn la formula.
7. Anota los resultados obtenidos de agua y sedimentos asentados
en el fondo de cada tubo, expresndola en una sola cifra.
8. cambio de posicin de tubos (lados opuestos), centrifugue
por10 min., utilizando los mismos RPM, apunte los resultados
obtenidos.
9. Las lecturas BS&W deben ser iguales en cada tubo tanto
como para la primera como para .la segunda prueba. Si las lecturas
no son iguales, repetir el procedimiento hasta obtener dos lecturas
iguales.
10. Como resultado final se reportara la suma de volmenes de
agua d sedimentos(BS&W) de los dos tubos , las lecturas de los
tubos separadamente no deben diferir entre si en mas de
0.025mililitros.
3.6.4 OBSERVACIONES:
Algunas contratista s utilizan el mtodo ASTM D-4007, que es
similar al explicado en el prrafo 3.6.3, con la diferencia que usan
tubos centrfugos de 200ml cada uno. En este caso se utilizan 100ml
de muestra y una cantidad igual de solvente , aadindose 8 gotas de
solvente .Al final la lectura del BS&W ser la que corresponde a
un tubo ya ajustado al procedimiento ya indicado.
3.7DETERMINACION DEL CONTENIDO DE LA SAL EN EL CRUDO
(medicin elctrica )
El mtodo a seguir esta de acuerdo al estndar ASTM D 3230-83 y se
basa en la conductividad de una solucin de crudo en un solvente
polar, cuando esta sometido a una accin de una corriente elctrica.
La muestra se disuelve en un solvente y se coloca en un salino
metro que consiste en un vaso de boca ancha ,dos placas en paralelo
de acero inoxidable. Una corriente elctrica alterna fluye por las
placas registrando miliamperios
3.7.1 REACTIVOS
Los reactivos son compuestos conductores de corriente de alta
pureza que permite dar resultados precisos.
El reactivo mas empleado en la industria es el solvente de
alcoholes tambin pueden usarse otros reactivos como nafta, solucin
de cloruro de calcio, solucin de cloruro de magnesio, aceite
refinado neutro, solucin de cloruro de sodio, xileno, etc.
3.7.2 MUESTRA
La muestra de petrleo que se toma es conforme a los prrafos 3.4
y 3.4.6 as como a los procedimientos indicados en el API, capitulo
8 seccin 1 y 2.0.
3.7.3 INSTRUMENTO
En un salino metro electromtrico que registra la intensidad de
la corriente elctrica alterna en miliampers, un voltmetro, un
puente rectificador, un variados de voltaje, dos electrodos
(placas) en paralelo por donde fluye la corriente elctrica. Un vaso
que contiene muestras mas el reactivo.
3.7.4 OBJETIVO DE LA PRUEBA
Obtener la concentracin de sales en libras por cada 1000
barriles de petrleo (PTB), valor que debe ser igual o menor al
fijado por las partes, como una de las condiciones para efectuar la
compra venta de petrleo.
3.7.5 PROCEDIMIENTOS
Desde que la muestra de petrleo es disuelta en un solvente
preparado se tendrn dos procedimientos uno para lo solventes y otro
para la determinacin del contenido de sal en el petrleo crudo
3.7.5.1 PROCEDIMIENTRO PARA OBTENER EL SOLVENTE DE ALCOHOLES
Tener disponibles en recipientes hermticos los siguientes
lquidos:
1. Butano
2. Metanol absoluto
3. Agua destilada
- En un recipiente de 1000ml, se coloca 63 volmenes de 1-butanos
(630ml).
Se aaden 37 vol de metanol absoluto (370ml)
Se agrega 3ml de agua destilada.
Se agita por 10 segundos para uniformizar la solucin
Siguiendo el procedimiento ASTM D 3230, se obtiene la
conductividad de esta solucin.
NOTA: Este solvente es inflamable y causa quemaduras en la piel,
contar con equipos de seguridad personal para proteger ojos, nariz,
cara y manos as como duchas para ojos y cuerpo.
3.7.5.2 PROCEDIMIENTO PARA DETERMINAR EL CONTENIDO DE SALES EN
EL PETROLEO CRUDO
_Tomar la muestra de petrleo crudo en un vaso pirex limpio y
seco aproximadamente 400ml
_En una probeta graduada de100ml con tapa esmerilada, colocar
15ml de xileno
_Agregar a la probeta 10ml de petrleo crudo con una pipeta
_Lavar la pipeta con xileno hasta que quede libre de crudo ,
hasta que caiga dentro de la probeta
_Rellenar la probeta con xileno hasta alcanzar un nivel de50ml
en la probeta .
_tapar la probeta y agitar vigorosamente durante un minuto.
_Llenar la probeta hasta el nivel de 100ml con el solvente de
alcoholes.
_Tapar la probeta y volver a agitarla vigorosamente por 30
segundos.
_Dejar reposar la mezcla por 5 minutos y luego vaciarla en un
vaso pirex seco y limpio de 100ml boca ancha.
_Seguidamente se colocan los electrodos colocados en vaso,
asegurndose que el borde superior de los electrodos este por debajo
de la superficie de la mezcla.
_Se conecta con los electrodos al instrumento.
_Se procede a calibrara salino metro, ajustando la perilla del
voltmetro a 125 voltios, con la palanca presionada en calbrate ,
valor seleccionado de una serie de valores.
_Se coloca seguidamente la calibracin en la posicinhigh y con la
palanca en posicin calibrate,se regula con otra perilla ,hasta
ubicar la aguja del miliampermetro en la posicin 0.1
mili-amperios(lnea de color rojo).
_Seguidamente se coloca la perilla de calibracin en la posicin
low y con la palanca presionada en calibrate, se regula con su
respectiva parrilla, hasta que la aguja del mili-ampermetro quede
ubicada en la posicion1.0 miliamperios se suelta la palanca que
estaba presionada.
_Se presiona la palanca hacia la posicinread, observndose que el
voltaje permanezca en125 voltios y se tome la lectura en
miliamperios .
_Se deja de presionar la palanca , quedando en posicin
neutra.
_a la lectura registrada en miliamperios, se le resta la lectura
delblanco determinada con anterioridad (solvente de alcoholes) y la
diferencia es la LECTURA NETA en mili-amperios .
_En la tabla de calibracin, se busca el contenido de sal
correspondiente a la lectura en mili-amperios, segn ea realizada en
el rango alto (high) o rango bajo(low)
_la escala baja (low)es usada para muestras de bajo contenido de
sal y es mas sensible que la escala alta (high)
TABLAS.