DETERMINACIÒN DEL PUNTO DE CHISPA Y EL PUNTO DE INFLAMACIÒN POR EL MÈTODO DE CÀMARA ABIERTA DE CLEVELAND

SEGÚN NORMA ASTM (D 92 - 90)

SERGIO ALBERTO CUELLAR FERNANDEZCódigo 2010192502

GERARDO ZAMBRANO PERDOMOCódigo 2010191864

KAREN ISABEL GÓMEZ PEÑALOZA Código 2010193023

PRESENTADO EN LA ASIGNATURA:LABORATORIO DE PROPIEDADES DEL PETROLEO

A LA PROFESORA: ING. HAYDEE MORALES

UNIVERSIDAD SURCOLOMBIANAFACULTAD DE INGENIERIA

PROGRAMA DE INGENIERIA DE PETROLEOSNEIVA2012

PRACTICA N°10

DETERMINACIÒN DEL PUNTO DE CHISPA Y EL PUNTO DE INFLAMACIÒN

POR EL MÈTODO DE CÀMARA ABIERTA DE CLEVELAND

SEGÚN NORMA ASTM (D 92 - 90)

SERGIO ALBERTO CUELLAR FERNANDEZ

GERARDO ZAMBRANO PERDOMO

KAREN ISABEL GÓMEZ PEÑALOZA

UNIVERSIDAD SURCOLOMBIANA

FACULTAD DE INGENIERIA

PROGRAMA DE INGENIERIA DE PETROLEOS

NEIVA

2012

TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCIÓN

1. OBJETIVOS.

2. MARCO TEÓRICO.

3. PROCEDIMIENTO.

4. TABLA DE DATOS.

5. MUESTRA DE CÁLCULO.

6. TABLA DE RESULTADOS.

7. ANÁLISIS DE RESULTADOS.

8. CUESTIONARIO.

9. CONCLUSIONES

BIBLIOGRAFIA

INTRODUCCIÓN.

En esta prueba de laboratorio, se hallo el punto de chispa y de encendido del crudo DINA TERCIRIO y de un aceite lubricante, características de dichas sustancias que nos dan una medida de su inflamabilidad y volatilidad. En ambos casos, la combustión es solamente posible cuando la velocidad de vapor de combustible y de aire, se encuentra dentro de ciertos límites. Una mezcla que sea muy pobre o muy rica, no quemará. El punto de chispa es reportado como la temperatura en grados Fahrenheit a la cual ocurre una llama instantánea, el punto de encendido es reportado como la temperatura a la cual la llama permanece por lo menos cinco segundos. Para un combustible o solvente de petróleo, volátil, el punto de chispa es importante como una indicación de los peligros de fuego y explosión, relacionados con su utilización.

1. OBJETIVOS.

OBJETIVO GENERAL

Determinar los puntos de chispa y de encendido de todos los productos del petróleo, excepto aceites combustibles, además de productos con punto de chispa inferior a 175 º F

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Aprender y conocer los principios en los que se basa la experiencia.

Mejorar el manejo del equipo de laboratorio.

2. MARCO TEÓRICO

Punto de Chispa (Flash Point) :

En productos de petróleo se define como la mínima temperatura corregida a presión barométrica de 101.3 kPa (760 mmHg), a la cual la aplicación de una fuente de ignición causa que los vapores de la muestra generen un fogonazo instantáneo.

Punto de Encendido (Fire Point) :

En productos de petróleo se define como la mínima temperatura corregida a presión barométrica de 101.3 kPa (760 mmHg), a la cual los vapores de la muestra en presencia de una fuente de ignición, se encienden y queman continuamente por al menos cinco segundos.

Esta temperatura siempre es superior al Flash Point. Todos los productos de petróleo queman y bajo ciertas circunstancias sus vapores se encienden con una violenta explosión. Sin embargo, para que esto ocurra, la cantidad de vapor en el aire debe estar comprendida entre ciertos límites. Cuando un producto líquido de petróleo es expuesto al aire, algunos de sus vapores causan ciertas concentraciones de vapor y aire. Cuando la temperatura del líquido se eleva, más y más vapores son producidos, aumentando la relación vapor-aire. Eventualmente se llega a una temperatura a la cual la mezcla vapor-aire puede mantener momentáneamente una combustión, si una fuente de ignición está presente. Esta temperatura es el punto de chispa del producto. Para los combustibles y los solventes, el punto de chispa es usualmente determinado por el método de “recipiente cerrado” (NORMA ASTM D-93), para lo cual se calienta la muestra en una cápsula cubierta denominada Pensky-Martens, el mantener la copa cerrada, hace que las condiciones de prueba sean lo más parecidas posibles a los del producto en servicio y además ofrece seguridad al operario. Para los productos de petróleo con puntos de chispa mayores a 79 ºC (excepto combustibles) se aplica el método de “recipiente abierto” (NORMA ASTM D-92), para lo cual se calienta la muestra en una cápsula abierta denominada Cleveland.

Tanto el punto de chispa como el de encendido de un líquido de petróleo son básicamente medidas de inflamabilidad. El punto de chispa es la temperatura mínima a la cual el líquido está suficientemente evaporado para crear una mezcla de aire y combustible, para arder si es encendida. Como su nombre lo indica, la combustión a esta temperatura sólo se mantiene por un instante. Por el contrario, el punto de encendido significa algo más; éste es la temperatura a la cual el vapor es generado a una velocidad lo suficientemente constante, para mantener la combustión. En ambos casos, la combustión es solamente posible cuando la velocidad de vapor de combustible y de aire, se encuentra dentro de ciertos límites. Una mezcla que sea muy pobre o muy rica, no quemará. El punto de chispa es reportado como la temperatura en grados Farenheit a la cual ocurre una llama instantánea, el punto de encendido es reportado como la temperatura a la cual la llama permanece por lo menos cinco segundos. Para un combustible o solvente de petróleo, volátil, el punto de chispa es importante como una indicación de los peligros de fuego y explosión, relacionados con su utilización.

3. PROCEDIMIENTO

La prueba se realizo de acuerdo a la norma ASTM (D 92 – 90).

primero se limpio la copa de prueba con gasolina.

Adicionamos la muestra de crudo hasta donde indiciaba el recipiente

empezamos a calentar y pasar lentamente la llama sobre la muestra de crudo.

se registro la temperatura de punto de chispa cuando se produjo la primera llama instantánea producida por los vapores

posteriormente se espero que la combustión producida por los vapores tardara más de 5 seg, y se registro la temperatura de encendido.

Se repitió el mismo procedimiento para una muestra de aceite lubricante y se registraron sus temperaturas de punto de chispa y punto de encendido, las cuales fueron más altas.

4. TABLA DE DATOS.

SUSTANCIA Flash point (ºC)

Fire point (ºC)

Crudo DINA TERCIARIO

43 64

Aceite lubricante 218 260

5. MUESTRA DE CÁLCULO.

Pasamos la temperatura ºF también

T (ºF) = (T (ºC) * 1,8)+ 32

T (ºF) = (43 ºC * 1,8) + 32 = 109.4 ºF

Y así se continúa haciendo con las otras temperaturas.

6. TABLA DE RESULTADOS.

SUSTANCIA Flash point (ºF)

Fire point (ºF)

Crudo DINA TERCIARIO

109,4 147,2

Aceite lubricante 424,4 500

7. ANÁLISIS DE RESULTADOS.

De acuerdo a los resultados obtenidos el crudo DINA TERCIARIO, podríamos considerarlo un crudo volátil, ya que su punto de chispa y de encendido es, 43 ºC y 64 ºC, respectivamente, temperaturas, las cuales es de gran importancia conocer para la seguridad en la industria petrolera tanto en la parte del personal como la seguridad en los equipos utilizados, además de conocer cuáles son las condiciones adecuadas para el manejo y transporte del crudo que se esté tratando o de cualquier otra sustancia.

A diferencia del crudo los aceites lubricantes, según el resultado que obtuvimos experimentalmente, son sustancias cuyo manejo no representa alto riesgo puesto que tienen un punto de chispa y encendido alto, en esta caso, para el aceite utilizado en la prueba se encontró que la temperatura de flas point es de 218 ºC y la temperatura de fire point es de 260 ºC.

8. CUESTIONARIO.

¿Cuáles son las sustancias o componentes que pueden interferir en la prueba?

Un número de sustancias y clases de componentes asociados con la condensación u el oxido-reducción reaccionan interfiriendo con la determinación del agua por Karl Fischer. En petróleos crudos, las interferencias más comunes son los mercaptanos y los sulfuros. A niveles por debajo de 500 μg/g (ppm) (como azufre) la interferencia de estos componentes es insignificante. Esta interferencia es asociada con reacciones de condensación u oxido-reducción. Están en esta categoría:

Aldehídos y cetonas, activos Aminas, fuertes Amoniaco Sales férricas Derivadas de hidracina Sales hidroxilaminas Acido sulfúrico Tioácidos Tioúrea Mercaptanos Metilato sódico

Diga el tipo de solvente que debe utilizarse de acuerdo a la clase de muestra que se va a analizar.

Metanol, xileno, cloroformo, piridina, y otras variedades de alcoholes y mezclas entre todos los anteriormente dichos.

Utilizando el método de titulación Karl Fischer, existen dos métodos de determinación del punto final. ¿Cuáles son? Explique cada uno de ellos

.

El punto final se puede detectar visualmente, fotométricamente o amperométricamente. Lo más habitual es utilizar detección amperométrica. Para ello, se introducen dos electrodos inertes entre los que se aplica una diferencia de potencial aproximada de 0,2 V (también se puede mantener la

intensidad constante y utilizar detección bipotenciométrica). Cuando haya un exceso de reactivo en el medio tendremos I2 y I- , y se producirán las siguientes reacciones en el cátodo y en el ánodo, dado lugar a una corriente:

Cátodo: I2 + 2e- → 2 I-

Ánodo: 2 I- → I2 + 2,

En conclusión la titulación del punto final es determinada amperometricamente con un electrodo de platino el cual es sensible a cambios abruptos en la resistencia de la celda cuando el yodo es reducido por el dióxido de azufre en presencia de agua, esta titulación es denominada titulación volumétrica.

¿Qué sustancias componen el reactivo Karl Fischer?

Metanol con un contenido de agua menor al 0.01% (m/m), 2-metoxietanol con un contenido de agua menor al 0.01 % (m/m), piridina anhidro, Dióxido de azufre licuado y seco y yodo. El agua equivalente es aproximadamente 5 mg/ml para este reactivo. El reactivo Karl Fischer está disponible comercialmente con una cantidad de agua equivalente de 5 mg/ml.

Escriba la reacción química que ocurre durante la titulación y explíquela

RN = una base orgánica tal como la piridinaR’OH = alcohol

¿Comercialmente en que concentración está disponible el reactivo Karl Fischer?, explique el uso de cada concentración.

En el Laboratorio de Crudos y Derivados se cuenta con Reactivos Karl Fischer de concentraciones 2, 3 y 5.

9. CONCLUSIONES

Se logro determinar el punto de chispa y punto de encendido del crudo DINA TERCIARIO y de un aceite lubricante, como era de esperarse, las temperaturas de chispa y encendido del crudo fueron menores que las del aceite, que están generalmente por encima de 200 ºC.

Es una prueba muy corta, sencilla y cuyos equipos son de fácil manejo pero se requiere tener mucho cuidado al manejarlos, como el resto de equipos usados en el laboratorio.

A pesar de ser una prueba muy sencilla es de gran importancia en la industria petrolera, tanto para la seguridad en los equipos como para el personal de trabajo, también es importante para conocer ciertas características de las sustancias manejadas en la industria y algunos parámetros para el manejo de estas.

BIBLIOGRAFIA.

ASTM STANDARS, Petroleum Products and Lubricants.

JACOBS ASOCIADOS & CIA LTDA. “Curso manejo y tratamiento de petróleo crudo y gas natural”, volumen I “generalidades, propiedades y aplicaciones”; Dina Huila, 1984.