Petroleo_Parte_I

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Laboratorio de Química Industrial. Escuela de Ingeniería Química. Departamento de Química Industrial y Aplicada. 
Universidad de Los Andes. 
Propiedades de Productos 
Petroleros 
Realizar Ensayos según las Normas ASTM para 
determinar algunas propiedades de fracciones de 
crudo y caracterizarlo de acuerdo a sus 
propiedades 
 
Albarran Lusbi, Cabrera Liliana, Carrero Victoria, Godoy Marianny 
19/03/2016 
 
 
Se realizó la destilación atmosférica de un crudo para construir la curva de destilación según la Norma 
ASTM D-86, se determinó la gravedad API de una muestra de crudo sintético de acuerdo al ensayo ASTM D-
1289, se midió la viscosidad de dos muestras mediante los ensayos ASTM D-445 y D-1261 y finalmente se 
estimó la composición de fracciones de productos petroleros utilizando su índice de refracción a través de 
la Norma ASTM D-1281 
 
Tabla de contenido 
Resumen ............................................................................................................................................... 2 
Introducción ......................................................................................................................................... 2 
Destilación Atmosférica ASTM D-86 ............................................................................................. 2 
Índice Refracción (Norma ASTM D-1218) .................................................................................... 4 
Gravedad Específica API (ASTM D-1298) ..................................................................................... 4 
Método de Prueba Estándar para Densidad, Densidad Relativa (Gravedad Específica), o 
Gravedad API de Petróleo Crudo y Productos Líquidos de Petróleo por el Método del 
Hidrómetro. ...................................................................................................................................... 5 
Viscosidad Dinámica ....................................................................................................................... 6 
Viscosidad Cinemática ASTM D-445 ............................................................................................. 6 
Importancia a Nivel Industrial ......................................................................................................... 7 
Materiales y Métodos ........................................................................................................................... 8 
Destilación Atmosférica ASTM D-86 ............................................................................................. 8 
Índice de Refracción ........................................................................................................................ 8 
Gravedad API ................................................................................................................................... 8 
Viscosidad Cinemática ..................................................................................................................... 8 
Viscosidad Dinámica ....................................................................................................................... 8 
Resultados y Discusiones ..................................................................................................................... 8 
Destilación Atmosférica (ASTM D-86) ........................................................................................... 8 
Determinación de Gravedad API (ASTM D1298) ........................................................................ 20 
Determinación de Viscosidad (ASTM D-445, D-2161) ................................................................ 20 
Conclusiones ...................................................................................................................................... 23 
Bibliografía ........................................................................................................................................ 23 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Resumen 
A partir de la construcción de la curva de destilación atmosférica según la Norma ASTM D-86 se 
estimaron distintas propiedades de una fracción de un crudo, a través de esta curva se obtuvo que la 
temperatura de ebullición volumétrica fue de 337,28 °F, con una gravedad específica de 0,765 y 
gravedad API de 53,648, con estos valores y haciendo uso de las gráficas se determinaron otras 
propiedades como la temperatura crítica Tc 660 °F, presión crítica Pc 330 psia, factor de 
caracterización K 12,05, PM 140, con estos datos podemos caracterizar nuestro crudo, 
estableciendo que el mismo califica como un crudo ligero, el cual contiene principalmente ciclos y 
cadenas lineales equivalentes con un alto contenido de parafinas, otras propiedades son mostradas 
en el desarrollo de la experiencia. Se calculó la gravedad API de acuerdo a la norma ASTM D-1298 
de un crudo sintético, resultando ser de 25,02, un crudo pesado, teniendo la precaución de corregir 
la temperatura de referencia para el cálculo de la gravedad específica. Se determinó la viscosidad 
cinemática y dinámica (ASTM D-445, ASTM D-2161) de distintas muestras a temperaturas 
distintas, se evidenció que la viscosidad es función de la temperatura ya que un aumento de la 
temperatura produjo una disminución notable en la viscosidad de la muestra, la viscosidad dinámica 
se relaciona con la cinemática a través de la gravedad del fluido, por último se calcularon los 
índices de refracciones teóricos con los hallados experimentalmente para los distintos cortes de 
crudos obtenidos de la destilación atmosférica, este valor nos indica que tan aromático o parafínico 
es un hidrocarburo, las discrepancias estuvieron por debajo del 2% lo que nos demuestra que este 
método (ASTM D-1218) es sumamente confiable para la determinación de ciertas propiedades de 
hidrocarburos. 
 
Introducción 
Destilación Atmosférica ASTM D-86 
La destilación es el método más usado para la separación del petróleo en fracciones útiles. El 
proceso consiste en la vaporización y condensación de fracciones que tienen diferentes puntos de 
ebullición. En el laboratorio se usa este método para determinar el margen ó amplitud de ebullición 
de los productos del petróleo, así como también las cantidades vaporizadas a determinadas 
temperaturas. 
 
La destilación atmosférica, en la ingeniería del petróleo, es la destilación que se realiza a una 
presión cercana a la atmosférica. Se utiliza para extraer los hidrocarburos presentes de forma natural 
en el crudo, sin afectar a la estructura molecular de los componentes. En las unidades de destilación 
atmosférica, el objetivo es obtener combustibles terminados y cortes de hidrocarburos que luego se 
procesarán en otras unidades. (Waukieur, 84, pág. 25). 
 
La norma ASTM que rige este método es la (ASTM D-86), la cual engloba la destilación de 
gasolinas para motor de combustión interna y de aviación, de los turbo-combustible de aviación, de 
las naftas, éter de petróleo, querosenes, gasóleos, aceites combustibles destilados y otros. 
 
El punto de ebullición de un hidrocarburo es función del número de átomos de carbono, por lo tanto 
en la destilación de un crudo se presentan diferentes puntos de ebullición, en función de tipo de 
hidrocarburo que se está destilando. En una refinería los productos se agrupan generalmente en sus 
fracciones las cuales se diferencian de acuerdo con el número de átomos de carbono presentes en 
los compuestos que forman, en la Tabla 1 se muestra los números de átomos de cada fracción de 
crudo (L. G. Wade, 2004). 
 
Tabla 1 Número de átomos de carbono de cada fracción de crudo 
Fracciones presentes en el 
crudo 
Número de átomos de 
carbono presentes 
Gas 1-4 
Gasolina 5-10(a veces 12) 
Querosén 11-13 
Gas oil 14-18 
Aceites lubricantes 18-35 
Residuo >35 
 
 
En la Fig. 1 Unidad de destilación atmosféricaFig. 1 se muestra la unidad utilizada para la 
destilación atmosférica. 
 
 
 
 
Para la caracterizaciónde crudos, la destilación se lleva a cabo en dos etapas la primera se realiza a 
presión atmosférica y en la segunda se reduce la presión hasta 40 mmHg. En ambas etapas no se 
pueden sobrepasar los 330 ºC debido a que a temperaturas mayores se producen reacciones 
químicas o craqueo, se disminuye a presiones de vacíos ya que a menor presión menor es la 
temperatura de ebullición de los compuestos. Con los datos obtenidos es posible construir una curva 
de destilación ASTM (Temperatura vs. % Volumen destilado). La curva de destilación refleja en 
cierto sentido la composición del producto y la comparación de las curvas ASTM permite hacer 
deducciones sobre la distribución de los hidrocarburos en las muestras analizadas. Además 
utilizando esta curva se calculan la temperatura de ebullición volumétrica media, temperatura media 
de ebullición y otras propiedades del crudo. 
 
La temperatura volumétrica de ebullición (VABP) se calcula para las fracciones de crudo a partir de 
la construcción de la curva ASTM D-86 utilizando la Ec. 1. 
 
 Ec. 1 
 
Fig. 1 Unidad de destilación atmosférica 
 
Luego de calculada VABP se calcula la pendiente para luego ingresar a la gráfica y mediante 
correlaciones algebraicas hallar las demás temperaturas del crudo, a partir de esto y conociendo los 
grados API del crudo se pueden hallar las propiedades del crudo. 
 
El factor de caracterización permite identificar la familia orgánica predominante en el crudo o en el 
corte, como se muestra en la Tabla 2. 
 
Tabla 2 Factor de Caracterización 
Kuop Tipo de hidrocarburo 
>12 Parafínicas 
11 – 12 Nafténicos 
<11 Aromáticos 
 
Índice Refracción (Norma ASTM D-1218) 
El índice de refracción de un medio homogéneo es una medida que determina la reducción de la 
velocidad de la luz al propagarse por un medio. De forma más precisa, el índice de refracción es el 
cambio de la fase por unidad de longitud. 
 
Al igual que la densidad, el índice de refracción n de los hidrocarburos varía a con la estructura 
química, van en el sentido nparafinas<nnaftenos<naromáticos y con el peso molecular, con el que 
crece. A partir de una multitud de resultados obtenidos por análisis complejos de distintos cortes 
estrechos (método de Waterman), se han establecido correlaciones entre el índice de refracción, 
densidad y peso molecular por una parte y los porcentajes de carbono parafínico, nafténico y 
aromático por otra. 
 
El índice de refracción es uno de los ensayos más precisos que se pueden realizar en una fracción de 
petróleo, así el método ASTM D-1218 tiene una reproducibilidad excepcional del 0,00006. Por ello 
aparte de su uso en otros métodos, esta medida es muy utilizada porque permite conocer pequeñas 
diferencias en la calidad de los productos, que no se podrían detectar por otros métodos 
(Wauquieur, 1994). 
 
Se con un refractómetro según la norma ASTM D-1218. Los refractómetros, son aparatos ópticos 
de precisión, pero de sencillo principio operativo y manejo, basados en el concepto de ángulo 
límite, que es el mayor ángulo de incidencia de un rayo luminoso en el fluido, que permite la 
refracción del rayo. Si el ángulo de incidencia es mayor que el límite, se produce una reflexión. Para 
los hidrocarburos el índice de refracción oscila entre 1,39 y 1,49. 
 
 Gravedad Específica API (ASTM D-1298) 
La gravedad específica o densidad relativa de una sustancia es la relación entre la masa de un 
volumen dado de líquido a 15,6º C (60ºF) y la masa de un volumen igual de agua pura a la misma 
temperatura. La gravedad específica de las sustancias que pesan menos que el agua, es menor que 
uno. Con la excepción de algunas fracciones asfálticas muy pesadas, el petróleo y sus productos 
tienen una gravedad específica menor a uno. En vista de que la gravedad varía con la temperatura, y 
siendo deseable referirla a una temperatura uniforme, la gravedad se corrige siempre para una 
temperatura fija equivalente a 15,6ºC, para lo cual se emplean tablas oficiales de corrección. 
http://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad_de_la_luz
Los productos de petróleo se venden por volumen en base al volumen corregido, estas correcciones 
de volumen se hacen empleando tablas que han sido elaboradas en función directa de la gravedad 
específica del producto, sea cual fuere su origen o carácter. Por lo tanto, siempre que sea necesario 
hacer una corrección de volumen por efecto de un cambio de temperatura, tiene antes que conocerse 
la gravedad específica. La gravedad específica presenta un comportamiento ascendente a medida 
que aumenta la temperatura de corte del crudo, es decir, aumenta hacia los cortes más pesados, 
además es una propiedad que aplica a todos los cortes de crudo. Para efectos del control de calidad 
de los derivados del petróleo en una refinería, se utiliza la siguiente correlación: A medida que 
aumenta la gravedad específica, el punto de ebullición se hace más alto y/o el producto se hace 
menos parafínico. 
 
Para medir la gravedad del petróleo y de sus productos, generalmente se utiliza una escala de 
gravedad arbitraria denominada Gravedad API (American Petroleum Institute), en lugar de la 
gravedad específica. La Gravedad API se determina utilizando la Norma ASTM D-1298 y se 
calcula mediante la Ec. 2. 
 
Entre algunas características de la Gravedad API destacan: 
  En gasolinas que tienen igual margen de ebullición, una gravedad API baja con frecuencia 
es relacionada con un mayor número de octano.  El número de octano indica las propiedades antidetonantes de una gasolina.  En el Kerosén, una gravedad API alta indica que el producto quemará mejor, o sea, con 
menos humo.  En los combustibles Diesel, una Gravedad API alta indica que el producto posee buenas 
características de ignición.  En las fracciones de petróleo que van a ser sometidas a procesos de desintegración, una 
gravedad API alta es indicio de una más fácil y eficiente operación para producir grandes 
cantidades de gasolina.  Mientras más alta sea la gravedad API de un aceite combustible, más alto será su poder 
calorífico.  La Gravedad Específica mezcla linealmente el volumen, en cambio, esto no sucede con la 
Gravedad API, la cual debe convertirse a Gravedad Específica para efectuar la mezcla y 
luego convertirla de nuevo a Gravedad API 
 
Método de Prueba Estándar para Densidad, Densidad Relativa (Gravedad Específica), 
o Gravedad API de Petróleo Crudo y Productos Líquidos de Petróleo por el Método 
del Hidrómetro . 
El Hidrómetro (Norma ASTM E-100) y la Balanza de Westphal (Norma ASTM D-1298) son los 
equipos empleados con el fin de determinar la densidad de un crudo o de una fracción de los 
mismos. En ambos casos el funcionamiento de los aparatos se rige por el Principio de Arquímedes, 
el cual afirma que todo cuerpo sumergido en un líquido experimenta un empuje vertical hacia arriba 
que es igual al peso del líquido desalojado. Cuando esto se cumple, el cuerpo flota en el líquido y se 
dice que se alcanza el equilibrio dinámico. Es en este punto en donde se mide la densidad relativa 
del fluido. 
 
 
Ec. 2 
 
Según esta clasificación se establecen los precios del crudo en el mercado a nivel mundial: mientras 
mayor sea el ºAPI (más liviano), más elevado será el precio. El procedimiento para evaluar los 
grados API de un crudo se encuentra establecido en la Norma ASTM D-1298. 
 
Viscosidad Dinámica 
La viscosidad dinámica es una medida de la resistencia al flujo o deformación de un líquido. El 
término de viscosidad dinámica puede también ser utilizado en un contexto diferente, para denotar 
la frecuencia de la cantidad en la que el esfuerzo cortante y la velocidad de corte tienen una 
sinusoidal dependencia del tiempo. 
 
La unidad de viscosidad dinámica en el sistema internacional (SI) es el pascal segundo (Pa.s) o 
también newton segundo por metro cuadrado (N.s/m2), o sea kilogramo por metro segundo (kg/ms). 
Esta unidad se conoce también con el nombre de poiseuille(Pl). 
 
Es muy importante conocer como determinar la viscosidad de los crudos ya que es un parámetro 
crítico al momento de caracterizar una muestra de algún corte, como las gasolinas, gasóleos, aceites 
lubricantes, entre otros. En la industria petrolera, la determinación de la viscosidad dinámica es tan 
importante, que tiene influencia incluso hasta en el diseño de los sistemas de bombeo de fluidos, ya 
que de este parámetro va a depender la potencia de las bombas requeridas y de otros equipos de 
transporte de dichos fluidos. 
 
La viscosidad de un fluido depende de su temperatura. Es por eso que en los líquidos a mayor 
temperatura la viscosidad disminuye mientras que en los gases sucede todo lo contrario lo contrario. 
Existen diferentes formas de expresar la viscosidad de un fluido, pero las más importantes son las 
siguientes: viscosidad absoluta o dinámica y la cinemática. 
 
Viscosidad Cinemática ASTM D-445 
La viscosidad es la propiedad de los líquidos de oponer resistencia al movimiento. Mientras mayor 
es la resistencia más difícil es transportar el crudo. Como se mencionó anteriormente la viscosidad 
es función de la temperatura. La viscosidad cinemática es igual a la relación entre la viscosidad 
dinámica y la densidad del líquido a la temperatura de determinación. Tiene como unidad el Stokes 
o centistokes. 
 
La viscosidad cinemática es una propiedad de gran importancia, debido a que tiene ciertas 
aplicaciones, muchos productos derivados y no derivados del petróleo son utilizados como 
lubricantes, el correcto funcionamiento de un equipo depende de la viscosidad adecuada del líquido 
que se este utilizando como lubricante. Por lo tanto representa un principio guía en la 
recomendación de un lubricante, permite seleccionar un aceite que proporcione lubricación 
adecuada. 
 
El método mas sencillo para medir viscosidades es mediante un viscosímetro de Ostwald Fig. 2 . En 
este tipo de viscosímetros, se determina la viscosidad de un líquido midiendo el tiempo de flujo de 
un volumen dado V del líquido en un tubo capilar bajo la influencia de la gravedad. 
 
 
Fig. 2 Viscosímetro de Ostwald 
 
Para pasar la viscosidad Ostwald a viscosidad cinemática se utiliza la siguiente ecuación (Ec. 3) 
: 
 
 
Ec. 3 
 
 
Donde C es un factor que depende del capilar y t es el tiempo. 
 
Importancia a Nivel Industrial 
 
Estas propiedades son importantes en el diseño y operación de casi todas las piezas de equipo en 
la industria. Para los efectos de control de calidad de los derivados del petróleo en una refinería, 
se puede tomar en cuenta las siguientes consideraciones: 
  Las aplicaciones de IR son la identificación de la pureza del producto y la determinación 
de hidrocarburos parafínicos, nafténicos y aromáticos.  La destilación (volatilidad) características de los hidrocarburos tienen un efecto 
importante en la seguridad y el rendimiento, especialmente en el caso de los combustibles 
y disolventes. El intervalo de ebullición da información sobre la composición, las 
propiedades y el comportamiento del combustible durante el almacenamiento y el uso. La 
volatilidad es el principal determinante de la tendencia de una mezcla de hidrocarburos 
para producir vapores potencialmente explosivos.  Las características de destilación son de importancia crítica para las gasolinas de 
automoción y aviación tanto, afectando arranque, calentamiento, y la tendencia a la 
obstrucción por vapor a alta temperatura de operación o en la altura, o ambos. La 
presencia de componentes de alto punto de ebullición en estos y otros combustibles puede 
afectar significativamente el grado de formación de depósitos sólidos de combustión.  Volatilidad, ya que afecta a la velocidad de evaporación, es un factor importante en la 
aplicación de muchos solventes, particularmente los usados en las pinturas. 
 
 
Materiales y Métodos 
 
Destilación Atmosférica ASTM D-86 
Se pesa un volumen de 100 mL de muestra de un crudo proveniente del Yacimiento Rosa Media el 
cual tiene una masa de 104 gr, se agrega en un balón de destilación, para llevarlo al equipo de 
destilación. Se inicia el calentamiento lentamente con la precaución de no sobrepasar los 320 °C los 
cuales se registran en un termómetro acoplado al balón de destilación. Se anota la temperatura a la 
cual cae la primera gota (IBP) y luego se van recolectando muestras de 5 mL hasta alcanzar 
temperaturas de 250 °F o destilar alrededor del 90% del volumen inicial. 
 
 
Índice de Refracción 
 
Las muestras obtenidas de destilación atmosférica se llevaron al refractómetro, para obtener su 
índice de refracción, se compara con el Índice de Refracción teórico. 
 
 
Gravedad API 
Se agregan 250 mL de crudo Lago Cinco, a un cilindro graduado, luego se introduce en un 
hidrómetro, para así leer el valor de la densidad cuando este llegue a un estado de equilibrio. Se 
calcula la densidad o gravedad específica, usando agua como referencia. 
 
 
Viscosidad Cinemática 
Se tienen dos muestras, un aceite lubricante y aceite Vassa, se llevan estas muestras a un 
viscosímetro de Ostwald, colocándolas en el capilar adecuado, se succiona el fluido hasta el aforo 
del primer bulbo y se mide el tiempo en segundos que tarda el líquido en bajar desde el primer 
bulbo hasta el segundo, se calcula la viscosidad cinemática del fluido a través de la Ec. 3. 
 
Viscosidad Dinámica 
Se coloca la muestra a medir en el vaso de precipitado, se selecciona la espiga y velocidad de 
rotación que se crea conveniente. Se introduce la espiga en la muestra hasta la marca indicada en el 
eje, cuidando que la espiga no haga contacto con las paredes o el fondo del vaso, se enciente el 
equipo y se esperan 30 segundos para tomar la medición de la lectura. 
 
Resultados y Discusiones 
 
Destilación Atmosférica (ASTM D-86) 
En la Tabla 3 se muestran los valores experimentales obtenidos para la Destilación Atmosférica. 
Tabla 3 Resultados Obtenidos ASTM D-86 
Corte 1 Corte 2 
T ( °C) T (°F) V (mL) T ( °C) T (°F) V (mL) 
108 226,4 1era Gota 130 266 1 
110 230 1 134 273,2 2 
118 244,4 2 136 276,8 3 
120 248 3 140 284 4 
122 251,6 4 140 284 5 
124 255,2 5 
Corte 3 Corte 4 
T ( °C) T (°F) V (mL) T ( °C) T (°F) V (mL) 
140 284 1 156 312,8 1 
144 291,2 2 157 314,6 2 
150 302 3 159 318,2 3 
152 305,6 4 160 320 4 
154 309,2 5 164 327,2 5 
Corte 5 Corte 6 
T ( °C) T (°F) V (mL) T (°C) T ( °F) V (mL) 
176 348,8 1 200 392 1 
178 352,4 2 204 399,2 2 
186 366,8 3 210 410 3 
192 377,6 4 218 424,4 4 
198 388,4 5 222 431,6 5 
Corte 7 Vol. Muestra: 100 mL 
T ( °C) T (°F) V (mL) Masa Muestra: 104 gr 
224 435,2 1 IBP: 226,4°F 
EP: 435,2 °F 
 
220 428 2 
 
 
 
 
En la Tabla 4 se muestran el volumen y masa obtenida para cada corte de crudo destilado, en la 
Tabla 5 se pueden observar los valores utilizados para construir la Curva ASTM-D86, cabe destacar 
que no se logró destilar sino hasta el 35 % del volumen inicial, con estos valores no es posible llevar 
a cabo la construcción de la gráfica según la norma, se asumió que el volumen inicial de la muestra 
fué de 38 mL para obtener hipotéticamente un porcentaje de volumen destilado de 92 % 
aproximadamente, esto se representa en la columna como Vdes’. 
Tabla 4 Distintos Cortes Obtenidos 
N° Corte Masa Destilado (gr) Volumen Destilado (mL) 
1 3,763 5 
2 3,649 5 
3 3,728 5 
4 3,953 5 
5 3,921 5 
6 3,801 5 
7 3,957 5 
 
 
Tabla 5 Datos Para Construcción de la Curva 
T (°C) T (°F) V (mL) %Vdes %Vdes' 
110 230 1 1 2,63 
118 244,4 2 2 5,26 
120 248 3 3 7,89 
122 251,6 4 4 10,53 
124 255,2 5 5 13,16 
130 266 6 6 15,79 
134 273,2 7 7 18,42 
222 431,6 3 
222 431,6 4 
224 435,2 5 
136 276,8 8 8 21,05 
140 284 9 9 23,68 
140 284 10 10 26,32 
140 284 11 11 28,95 
144 291,2 12 12 31,58 
150 302 13 13 34,21 
152 305,6 14 14 36,84 
154 309,2 15 15 39,47 
156 312,8 16 16 42,11 
157 314,6 17 17 44,74 
159 318,2 18 18 47,37 
160 320 19 19 50,00 
164 327,2 20 20 52,63 
176 348,821 21 55,26 
178 352,4 22 22 57,89 
186 366,8 23 23 60,53 
192 377,6 24 24 63,16 
198 388,4 25 25 65,79 
200 392 26 26 68,42 
204 399,2 27 27 71,05 
210 410 28 28 73,68 
218 424,4 29 29 76,32 
222 431,6 30 30 78,95 
224 435,2 31 31 81,58 
220 428 32 32 84,21 
222 431,6 33 33 86,84 
222 431,6 34 34 89,47 
224 435,2 35 35 92,11 
 
En la Fig. 3 se observa la curva de destilación atmosférica con los datos reales y con la 
modificación realizada para poder llevar a cabo la construcción de la misma. 
 
Fig. 3 Curva de Destilación Atmosférica 
 
 Temperatura Volumétrica (VAPB o tv) 
El cálculo de la VAPB se hace a través de la siguiente ecuación. 
 
 
 
 Slope o Pendiente 
 
 
Con VABP y SL leemos en la Fig. 4 las correcciones correspondientes a las distintas temperaturas 
promedios, luego efectuando operaciones algebraicas se obtienen los distintos valores. 
 Temperatura de Ebullición Media 
 
100
120
140
160
180
200
220
240
0 20 40 60 80 100
T
e
m
p
e
ra
tu
ra
 (
°F
) 
% Volumen Destilado 
Curva de Destilación Atmosférica ASTM D-86 
Vdes
Vdes'
 
 Temperatura Molar de Ebullición 
 
 Temperatura de Ebullición Cúbica 
 
 
 Temperatura de Ebullición en Peso 
 
 
Para determinar las propiedades del crudo necesitamos los grados API, por lo tanto se debe calcular 
la gravedad específica del crudo mediante la siguiente ecuación. 
 
 
 
Luego la Gravedad Específica del corte con respecto a la densidad del agua: 
 
 
Y por último la gravedad API: 
 
 
Tabla 6 
N° Corte Densidad (g/mL) Gravedad 
Específica (ge) 
°API 
1 0,753 0,753 56,515 
2 0,730 0,730 62,389 
3 0,746 0,746 58,280 
4 0,791 0,791 47,478 
5 0,784 0,784 48,939 
6 0,760 0,760 54,635 
7 0,791 0,791 47,297 
 
 
Fig. 4 Caracterización de Fracciones Petroleras 
 
Se obtuvo como valor promedio para la gravedad específica (ge) 0,765 y para los grados °API 
53,648 de acuerdo a este valor este crudo califica como liviano. Estos valores son necesarios para el 
cálculo determinar las demás propiedades del crudo. Con ge y WABP leemos en la Fig. 5 la 
temperatura crítica la cual resultó ser de aproximadamente 660 °F. 
 
Fig. 5 Temperatura Crítica 
 
De igual manera con ge y WABP leemos en Fig. 6 la presión crítica la cual aproximadamente da 
como resultado 330 psia. 
 
Fig. 6 Presión Crítica 
 
Con Tc 660 °F, Pc 330 psia y MABP 315,28 °F leemos en la Fig. 7 el factor acéntrico ω, resultando 
ser 0,259. 
 
Fig. 7 Factor Acéntrico 
 
Por último con ge y MeABP 322,78 °C leemos en la Fig. 8 el resto de propiedades características 
del crudo. En la Tabla 7 se observa de manera resumida todas las propiedades del mismo. 
 
Fig. 8 Propiedades 
 
 
Tabla 7 Propiedades del Crudo 
VABP 337,28 °F Pc 330 psia 
MeABP 322,78 °F Tc 660 °F 
CABP 332,27 °F ω 0,259 
WABP 342,28 °F PM 140 
MABP 315,28 °F Aniline Point 145 °F 
ge 0,765 K 12,05 
° API 53,648 Relación C/H >6 
 
De acuerdo a las propiedades podemos observar que de acuerdo al factor de caracterización KUOP 
el crudo es un crudo mixto con ciclos y cadenas equivalentes, más cercano a crudos con cadenas 
parafínicas, esto se puede corroborar tomando él punto de anilina que es bastante elevado, de 
acuerdo a esto el crudo resulta ser más parafínico. Cabe destacar que se debe llevar a cabo la 
corrección de la gravedad específica a la de referencia (60 °F), sin embargo esto no discrepará 
mucho de los valores obtenidos. 
 
Determinación de Gravedad API (ASTM D1298) 
Para la determinación de la Gravedad API a través del ensayo ASTM D-1298 se estudió una 
muestra de crudo sintético a temperatura ambiente, determinando en primera instancia la gravedad 
específica del crudo y del compuesto de referencia (agua). Luego de tener ambos valores se estimó 
la Gravedad API del crudo, al final se realizó una corrección de temperatura a 60 °F. 
 
 
 
Se repitió esta experiencia en tres ocasiones con el fin de generar una matriz de datos para poder 
corregir los °API a 60 °F que es la temperatura de referencia, esto se hizo a través de una 
extrapolación lineal, el resultado obtenido de °API a 60 °F fue de 25,02 °API, discrepando un poco 
con el valor de lectura obtenido del hidrómetro (25,72 °API) vemos que a mayor temperatura es un 
poco más “ligero” el crudo, de acuerdo a esto, el crudo sintético utilizado entra en la categoría de 
crudo pesado. 
 
Determinación de Viscosidad (ASTM D-445, D-2161) 
 Viscosidad Cinemática 
Se calculó la viscosidad cinemática de un aceite lubricante y del aceite Vassa utilizando un 
viscosímetro de Ostwald, de acuerdo a la norma ASTM D-2161, se obtiene el tiempo que tardan las 
dos muestras en descender por un capilar de tamaño conocido, este ensayo se realiza a diferentes 
temperaturas, el tiempo que tarda en descender se multiplica por una contaste c que depende de las 
propiedades del capilar utilizado, esto se hace a través de la ecuación: 
Para la primera experiencia a T 23 °C para el aceite vassa se utilizó un capilar de tamaño 350 con 
un factor de 0,05 cST/s, obteniéndose el siguiente resultado: 
 
 
Los resultados obtenidos se muestran a continuación. 
T (°C) tLub (s) Factor µLub (cST) tAc (s) Factor µAc (cST) 
23 528 0,5 264 394 0,015 5,19 
39 216 0,5 108 260 0,015 3,9 
45 159 0,5 79,5 218 0,015 3,27 
 
El estudio muestra el comportamiento esperado, la viscosidad disminuye a medida que se aumenta 
la temperatura de la muestra. 
 Viscosidad Dinámica 
Se realizó el ensayo ASTM D-445 a través del cual se calcula a viscosidad dinámica de una muestra 
de crudo sintético a diferentes temperaturas utilizando un viscosímetro de torque, los datos 
obtenidos se muestran en Tabla 8, se escoge la espiga de acuerdo a la naturaleza del crudo a utilizar, 
si es más pesado se escoge la espiga que pueda entrar en un mejor contacto con el mismo, luego se 
establece la velocidad del torque y se busca el valor teórico de viscosidad en la tabla el cual se 
ajusta de acuerdo al error o porcentaje de lectura, podemos de igual manera observar que la 
viscosidad disminuye notablemente cuando existe un aumento de la temperatura. La densidad del 
fluido es el que se encarga de relacionar la viscosidad dinámica con la cinemática. La viscosidad 
dinámica es inherente a cada fluido en particular. 
 
Tabla 8 Resultados Viscosidad Dinámica 
 
Los Valores de I se calculan utilizando la ecuación: [( ) ] 
 
En nuestro caso particular debemos calcular la temperatura de ebullición media para cada corte a 
través de la siguiente ecuación: 
T (°C) N° Espiga RPM Valor 
Teórico 
%Lectura µ (cP) 
 
24 
 
2 
5 8000 6,8 544 
10 4000 10,6 424 
50 800 48,88 391,04 
 
33 
 
 
 
2 
5 8000 3,15 252 
10 4000 6,25 250 
20 2000 11 220 
50 800 27,5 220 
 
50 
 
1 
20 500 17,5 87,5 
50 200 42,5 85 
1000 100 83 83 
 ∑ 
 
Para el corte 1 tenemos: 
 
 
Sustituyendo tenemos: [( ) ] 
 
 
 √( ) 
 
En la Tabla 9 se muestran los valores correspondientes. 
Tabla 9 Índice de Refracción 
Corte ge Tbm I nTeórico nReal %Disc 
1 0,753 118,8 0,251 1,416 1,423 0,52 
2 0,730 136 0,244 1,404 1,425 1,51 
3 0,746 148 0,249 1,413 1,423 0,73 
40,791 159,2 0,263 1,439 1,43255 0,43 
5 0,784 186 0,261 1,435 1,43959 0,32 
6 0,760 210,8 0,254 1,422 1,44963 1,96 
7 0,791 222,4 0,263 1,440 1,456 1,14 
 
Se observa la poca discrepancia que existe entre los valores teóricos y experimentales del índice de 
refracción de los crudos, es por esto que este es uno de los ensayos más precisos que se puede 
realizar en una fracción de petróleo, este método (ASTM D-1218) tiene una reproducibilidad 
excepcional del 0,00006, esta medida nos permite conocer pequeñas diferencias en la calidad de los 
productos que no se podrían detectar por otros métodos. El único límite de la aplicación es el color 
de la muestra que debe ser inferior a 5 en la escala ASTM D-1500. 
 
Conclusiones 
 Se construyó la curva de destilación atmosférica de acuerdo a la Norma ASTM D-86 con el 
fin de estimar distintas propiedades de una fracción de petróleo, a partir de esta curva se 
determinó la VABP para luego caracterizar el crudo, se obtuvo que el mismo tiene una 
gravedad API de 53,648 clasificando como un crudo liviano, su presión crítica y 
temperatura crítica son 330 psia y 660 °F respectivamente, el peso molecular fue de 14º, 
factor de caracterización de Watson (K) 12,05, según esto, el hidrocarburo en cuestión 
contiene ciclos y cadenas de tamaños equivalente y un punto de anilina de 145 °F entre otras 
propiedades, con esto se puede concluir que es un hidrocarburo más parafínico. 
 En la determinación de la gravedad API a través de un hidrómetro se debe hacer la 
corrección de la gravedad específica a 60 °F ya que a esa referencia es que se tabulan los 
valores. 
 La viscosidad es función de la temperatura, la misma disminuye a medida que la 
temperatura aumenta, esto se observó determinando la viscosidad cinemática y dinámica, la 
misma se redujo considerablemente a medida que se aumentó la temperatura, la relación 
entre la viscosidad dinámica y la cinemática es la densidad del fluido. 
 El índice de refracción nos permite inferir ciertas propiedades características de los 
hidrocarburos, el índice de refracción para estos varía entre 1,39 y 1,49, mientras más 
cercano a 1,39 nos indica que estamos en presencia de un hidrocarburo parafínico, este 
método es muy preciso para caracterizar y determinar características de fracciones 
petroleras. 
 
Bibliografía 
L. G. Wade, J. (2004). Química Orgánica. Madrid, Madrid, España: Pearson Educación, S. A. 
Universal Industrial Gases, Inc. (2008). Universal Industrial Gases, Inc. Recuperado el 11 de Enero 
de 2016, de http://www.uigi.com/hydrogen.html 
Waukieur. (84). El Petróleo. Composición, Caracterización, Producción. La Orimulsión. McGraw 
Hill. 
Wauquieur, J. P. (1994). El Refino del Petróleo. Paris, France: Editions Technip.