ANEXO 51 MANUAL DE MEDICIÓN DE HIDROCARBUROS CAP 10

MANUAL DE MEDICIÓN DE HIDROCARBUROS Y BIOCOMBUSTIBLES

CAPÍTULO 10 - AGUA Y SEDIMENTO

GESTION DE MEDICION Y CONTABILIZACION

DEPARTAMENTO DE MEDICION Y CONTABILIZACION

ECP-VSM-M-001-10 Aprobado:

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TABLA DE CONTENIDO

Pág. 1 OBJETIVO ...................................................................................................................... 2

2 GLOSARIO ..................................................................................................................... 2

3 CONDICIONES GENERALES .............................................................................................. 2

4 DESARROLLO ................................................................................................................. 2

4.1. VALORACIÓN POTENCIOMÉTRICA ...................................................................................... 2

4.2. AGUA Y SEDIMENTO POR CENTRÍFUGA .............................................................................. 6

4.3. MÉTODO POR DESTILACIÓN ........................................................................................... 10

4.4. SEDIMENTO EN CRUDOS Y COMBUSTÓLEO POR EL MÉTODO DE EXTRACCIÓN ....................... 12

4.5. REGISTROS .................................................................................................................. 15

5. CONTINGENCIAS .......................................................................................................... 15






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1 OBJETIVO

Establecer los lineamientos y criterios que se deben tener en cuenta para realizar las pruebas de

contenido de agua y sedimento en el crudo, para fiscalización y cuando se recibe o entrega por

transferencia de custodia.

2 GLOSARIO

Para una mayor comprensión de este documento consulte el Manual de Medición de Hidrocarburos y

Biocombustibles (MMH) Capítulo 1 — Condiciones Generales y Vocabulario, Numeral 2 – Glosario.

3 CONDICIONES GENERALES

El contenido de agua y sedimento (BSW) en los crudos y combustóleos, es de importancia

significante, debido a que puede generarse corrosión en los equipos y problemas en

procesamiento y transporte. La determinación del BSW se requiere para cuantificar exactamente

los volúmenes netos transados, existentes en inventarios, o transferidos en operaciones de

transferencia de custodia; este valor se utiliza para calcular el factor de corrección por agua y

sedimentos (CSW).

Las muestras a ser ensayadas deben haberse obtenidas y extraidas de acuerdo a como se

especifica en el MMH Capítulo 8, los procedimientos corporativos ECP-VSM-P-016 Procedimiento

para muestreo en tanques de almacenamientos y ECP-VSM-P-052 Procedimiento para toma de

muestras en línea y evaluación del tomamuestras, y en el API MPMS Capítulo 8.1 (ASTM D 4057),

Capítulo 8.2 (ASTM D 4177) y en el Capítulo 8.3 (ASTM D 5854).

En campos de producción rige la resolución 8-0245 de 1994 emitida por el Ministerio de Minas y

Energía, la cual establece como métodos aplicables la Norma ASTM D4377 para la determinación

del contenido de agua y la Norma ASTM D473 para la determinación del contenido de

sedimentos.

4 DESARROLLO

Los métodos descritos a continuación se basan en las normas ASTM y en el API MPMS Capítulo 10

"Sediment and Water". La aplicación del método específico se encuentra detallada en cada una de las

normas.

4.1. VALORACIÓN POTENCIOMÉTRICA

El método tiene como referencia el estándar ASTM D 4377 — Standard Test Method for Water in Crude

Oils by Potentiometric Karl Fischer Titration. API Designation: MPMS Chapter 10.7.

Este método cubre la determinación de agua dentro de un rango de 0,02 a 2% en crudos que

contienen menos de 500 ppm de azufre como mercaptanos, sulfuros o ambos, con reactivo Karl Fischer

estándar o reactivos de Karl Fischer libres de piridina.

Después de homogenizar la muestra de crudo con un mezclador de inmersión, se toma una alícuota y en un solvente se titula hasta obtener un punto final electrométrico.

El fundamento del método es la reacción química descubierta por R. W. Bunsen:

http://iris/sgcvsm/GestionSistemasMedicion/Procedimientos_de_Mediicion/PDF/ECP-VSM-P-016.PDF

http://iris/sgcvsm/GestionSistemasMedicion/Procedimientos_de_Mediicion/PDF/ECP-VSM-P-016.PDF






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Para la determinación del agua, según Karl Fischer se utiliza un medio no acuoso, un exceso de dióxido

de azufre y piridina para neutralizar los ácidos formados. El solvente más adecuado resultó ser el

metanol. La reacción es de tipo redox y el yodo es el agente oxidante.

La piridina se ha ido reemplazando por el imidazol y dietanolamina. Todos los reactivos deben ser

anhidros.

Figura 1 - Equipo de titulación Karl Fischer

4.1.1. Equipos

Titulador Karl Fischer, usado para realizar una medición electrométrica en la determinación del

punto final. Se hallan disponibles en el mercado diferentes marcas, cuyos equipos cumplen el

mismo propósito.

Mezclador, es usado para homogenizar la mezcla de crudos y debe ser de alta velocidad y sin

aireación para poder cumplir la prueba de eficiencia de homogeneización. La velocidad debe estar

entre 5000 y 7000 RPM según la norma.

Jeringas, son usadas para adicionar las muestras y el líquido base al recipiente de titulación. El

diámetro de las agujas usadas debe ser lo más reducido posible, pero lo suficientemente largas

para evitar problemas de contra presión o bloqueo durante el muestreo.

Impresora de resultados de la titulación (opcional).

Barra de agitación magnética.

Vaso de titulación.

Bureta dosificadora.

4.1.2. Reactivos y materiales

Pureza de reactivos: productos químicos grado reactivo que deben usarse durante todo el ensayo.

Todos los reactivos, a menos que se indique lo contrario, deben estar conformes con las

especificaciones del Comité de Reactivos Analíticos de la Sociedad Americana de Química, donde tales

especificaciones están disponibles. Otros grados pueden ser usados, siempre y cuando primero se

establezca que el reactivo es de la pureza lo suficientemente alta para permitir su uso sin disminuir la

exactitud en la determinación.

Pureza del agua: a menos que se indique lo contrario, las referencias al agua deben ser entendidas como agua grado reactivo, de acuerdo con lo definido en el ASTM D 1193 ―Standard Specification for

Reagent Water‖ para el tipo IV.






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1-Etilpiperidina (99% +) (Precaución: irritante, inflamable)

Reactivos Karl Fischer: reactivo estándar con piridina ó reactivo libre de piridina.

Solución Reactiva Karl Fischer, de etilén-glicol-monometileter, estabilizado, conteniendo piridina

(1 mL = 5 mg de agua), este reactivo debe ser usado fresco. Debe ser usado con el solvente que

se describe en f (Precaución: combustible. Peligroso si es tragado, inhalado o absorbido a través

de la piel).

Reactivo Karl Fischer libre de piridina (un componente) reactivo diluido con xileno – diluya 3

partes del reactivo Karl Fischer (un componente) libre de piridina (1 mL = 5 mg de agua) con una

parte del xileno. El reactivo Karl Fischer debe usarse fresco. Debe ser usado con solvente.

Metanol (anhidro): máximo 0,1% de agua pero preferiblemente por debajo de 0,05% de agua. Es

inflamable, genera vapores peligrosos y puede ser fatal o causar ceguera si es inhalado o ingerido.

Solvente de muestra: utilice a) para el reactivo estándar Karl Fischer que contiene piridina y b) para

el reactivo Karl Fischer libre de piridina.

a) Solvente de muestra – Mezcle 40 mL de 1-etilpiperidina, 20 mL de metanol y 40 mL de

reactivo Karl Fischer en una botella de vidrio sellable. Deje esta mezcla en reposo toda la

noche antes de adicionar 200 mL de xileno grado reactivo. En algunos casos puede ser

requerido metanol adicional para permitir una mejor función del electrodo.

b) Solvente de muestra para reactivos libres de piridina – Mezcle 3 partes de cloroformo por 1

parte de solvente libre de piridina, usando parte del solvente del reactivo de dos

componentes (contiene SO2 y amina inodora disuelta en metanol) y almacene en una

botella de vidrio sellable. Una evaluación de un gran número de crudos ha demostrado que

el xileno grado reactivo puede ser sustituido por cloroformo sin cambio aparente en la

precisión de este método de ensayo. (Precaución: inflamable, vapores peligrosos).

(Recomendado)

Xileno: Grado Reactivo. Menos de 0,05% de agua.

Cloroformo: Grado reactivo. Precaución: dañino si es inhalado o tragado. Cancerígeno (animal

positivo). Irritante para los ojos y la piel. Puede producir vapores tóxicos si se quema.

Balanza electrónica: con una precisión de 0,001mg. Se debe verificar la balanza cada seis meses y

calibrar cada año con el fin de evitar lecturas erróneas. Además en cada verificación o calibración se

debe colocar una etiqueta que traiga la fecha, nombre de la empresa que realizó el procedimiento,

nombre la persona y próxima fecha de calibración.

4.1.3. Calibración y estandarización

Estandarice el reactivo Karl Fischer por lo menos una vez al día.

Adicione suficiente solvente al recipiente de titulación hasta cubrir los electrodos. (El volumen del

solvente depende del recipiente de la titulación). Cierre herméticamente el recipiente y agite con

agitador magnético. Adicione reactivo Karl Fischer hasta que el punto final es alcanzado y

mantenido durante 30 segundos.

Llene una jeringa con agua destilada teniendo en cuenta eliminar las burbujas de aire, seque la

punta con papel secante para remover algo de agua que quede en la punta y determine con

precisión el peso de la jeringa con agua. Adicione una gota de agua de la jeringa al solvente contenido en el vaso titulador, el cual ha sido previamente ajustado al punto final. Cierre el

recipiente. Pese inmediatamente la jeringa con precisión. Titule el agua con reactivo Karl

Fischer.






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Calcule el equivalente de agua del reactivo Karl Fischer como sigue:

Donde:

F = agua equivalente del reactivo Karl Fischer, mg/mL

W = agua adicionada, mg

t = reactivo requerido para la titulación de W mg de agua adicionada

Los valores por duplicado del agua equivalente, deben encontrarse en un 2% de error relativo.

Determine y registre el valor del agua equivalente del reactivo Karl Fischer en el formato de Registro

de la estandarización del reactivo Karl Fischer ASTM D4377.

4.1.4. Procedimiento

a) Se debe homogenizar la muestra de crudo antes del análisis. Mezcle la muestra en el

contenedor original. Utilizar un mezclador de inmersión de alta velocidad, al cual se le debe

determinar previamente la eficiencia de homogenización.

b) Revise y verifique que el vaso de titulación del equipo esté limpio, seco y cerrado

herméticamente. Verifique el título del reactivo Karl Fischer utilizando agua destilada, o un

patrón de agua.

c) Adicione solvente en el vaso de titulación hasta que se cubran los electrodos. Ponga en

funcionamiento el agitador magnético para una suave agitación.

d) Neutralice la humedad del solvente adicionado en el vaso de titulación, utilizando reactivo

Karl Fischer.

e) Adicione la muestra teniendo en cuenta el tamaño de la misma de acuerdo a la tabla 1.

Utilizando una jeringa limpia y seca (5 ó 10 mL), purgue la jeringa dos veces con la muestra

y deseche el contenido.

f) Tome la cantidad requerida de muestra y elimine cualquier burbuja de aire. Pese la jeringa

con aproximación a 0,1 mg inyecte la muestra en el recipiente de titulación (el cual contiene

el solvente neutralizado).

g) Pese nuevamente la jeringa.

h) Titule la muestra hasta alcanzar un punto final estable por lo menos 30 segundos y registre

el volumen gastado del reactivo Karl Fischer con aproximación de 0,01 mL

i) Drene el contenido del vaso de titulación y enjuague con solvente.

Nota: El solvente debe ser cambiado cuando el contenido de muestra excede de 2 g de crudo

por 15 mL de solvente o cuando 4 mL de titulante por 15 de solvente ha sido adicionado al de

titulación.

Tabla 1 - Tamaño de muestra

Contenido de agua esperado

Pct. en masa

Tamaño de la muestra

(g)

0 – 0,3 5

0,3 – 1,0 2






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1,0 – 2,0 1

4.1.5. Cálculos

Calcule el contenido de agua de la muestra como porcentaje en masa de la siguiente forma:

Donde:

V = volumen gastado de reactivo titulante Karl Fischer en mL

F = equivalencia de agua del reactivo Karl Fischer, mg/mL

W = muestra utilizada en gramos

10 = factor para convertir a porcentaje

Para expresar el resultado como porcentaje en volumen, multiplicar el contenido de agua en masa por

la densidad relativa del crudo.

4.2. AGUA Y SEDIMENTO POR CENTRÍFUGA

Por este método se puede determinar el contenido de agua y sedimento (BSW) en crudo, combustóleo

y ACPM. El método no es enteramente satisfactorio, ya que la cantidad de agua detectada es casi

siempre menor que el contenido real. Cuando se requiera mayor exactitud se pueden utilizar los

métodos de agua por destilación o valoración y sedimento por extracción. Para realizar este método se

debe usar un solvente saturado con agua para que la prueba sea representativa.

Las normas aplicables según el tipo de producto son:

ASTM D 4007 — Standard Test Method for Water and Sediment in Crude Oil by the Centrifuge

Method (Laboratory Procedure). API Designation: MPMS, Chapter 10.3

API MPMS 10.4 — Determination of Water and/or Sediment in Crude Oil by the Centrifuge Method

(Field Procedure)

ASTM D 2709— Standard Test Method for Water and Sediment in Middle Distillate Fuels by

Centrifuge

ASTM D 1796 — Standard Test Method for Water and Sediment in Fuel Oils by the Centrifuge

Method (Laboratory Procedure)

4.2.1. Equipos

Centrífuga, se requiere una centrífuga con capacidad de rotar o girar dos o más tubos llenos, a una

velocidad que puede ser controlada para dar una fuerza centrífuga relativa mínima de 600 en la

extremidad de los tubos. La centrífuga debe poseer un mecanismo de calentamiento controlado

termostáticamente, para mantener una temperatura de 60±3 °C durante la prueba.

Tubos para centrífuga, los tubos deben ser de 203 mm de longitud (8 pulgadas), de forma cónica y

fabricados de vidrio templado. Las graduaciones numeradas deben ser claramente distinguibles y se

deben calibrar antes de su uso inicial. Las graduaciones para los tubos de 203 mm (8 pulg.) deben

estar de acuerdo con las exigencias de la Tabla 2. Los errores de escala para tubos de centrífuga no

deben exceder las tolerancias especificadas en dicha Tabla.

La exactitud de las marcas de graduación de los tubos debe ser volumétricamente verificada o

gravimétricamente certificada, antes del uso del tubo en campo. La verificación incluye un chequeo de

calibración a cada marca superior a partir de la marca de 0,25 mL y a las de 0,5, 1,0, 1,5, 2, 50 y 100






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mL. El tubo no debe ser usado si el error en la escala para alguna marca excede la tolerancia aplicable

de la Tabla 2.

Tabla 2 - Tolerancias de calibración para tubos de 203 mm

Rango, mL Subdivisión,

mL Tolerancia

mL

0 – 0,1 0,05 ±0,02

>0,1 – 0,3 0,05 ±0,03

>0,3 – 0,5 0,05 ±0,05

>0,5 – 1,0 0,10 ±0,05

>1,0 – 2,0 0,10 ±0,10

>2,0 – 3,0 0,20 ±0,10

>3,0 – 5,0 0,50 ±0,20

>5,0 – 10 1,00 ±0,50

>10 – 25 5,00 ±1,00

>25 – 100 25,00 ±1,00

Figura 2 - Tubo para centrífuga

(Fuente: Norma ASTM D-4007)

Baño de temperatura controlada, debe ser un bloque metálico sólido o un baño líquido con

suficiente profundidad para permitir la inmersión del tubo de centrífuga hasta la marca de 100 mL y






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capaz de calentar la muestra a 60 3 °C (140 5 °F). Para algunos crudos se pueden requerir

temperaturas de 71±3 °C (160±5 °F) con el fin de fundir cristales de cera, de tal manera que no sean

medidos como sedimentos. Para estos crudos la temperatura del ensayo se debe mantener lo

suficientemente alta para asegurar la ausencia de cristales cerosos en la muestra analizada.

4.2.2. Reactivos y materiales

Tolueno: las características típicas del tolueno son un peso molecular de 92, un color de 10, un rango

de ebullición (inicial al punto seco) de 2,0 °C (3,6 °F), punto de ebullición registrado de 110,6 °C

(231,1 °F) y un residuo después de la evaporación de 0,001 (este producto es inflamable y tóxico,

debe ser usado con ventilación apropiada y evitar el contacto prolongado o repetido con la piel).

Desemulsificante: cuando sea necesario, un desemulsificante debe ser usado para mejorar la

separación de agua de la muestra, para prevenir que entre agua a la muestra, para prevenir que se

pegue a las paredes del tubo de la centrífuga y para la distinción de la interfase agua-aceite. Cuando

se usa un desemulsificante, este se mezcla de acuerdo a las recomendaciones de su fabricante y nunca

deben adicionarse al volumen determinado de agua y sedimentos. El desemulsificante debe ser usado

siempre en forma de una solución patrón desemulsificante-solvente o ser premezclado con el solvente

a usarse en la prueba. El desemulsificante en solución debe ser almacenado en un recipiente oscuro

con cierre ajustado.

4.2.3. Procedimiento:

a) Llenar dos tubos para centrifuga con la muestra hasta la marca de 50 mL, adicionar 50 mL

de tolueno y 0,2 ml de desemulsificante.

b) Tapar los tubos e invertirlos diez veces para asegurara que la muestra y el solvente se

mezclen uniformemente. En caso de que la muestra este muy viscosa adicione primero el

solvente y luego la muestra para facilitar la mezcla.

c) Calentar los tubos por lo menos 15 min. a una temperatura de 60±3 °C. Asegurar los

tapones y otra vez invertir los tubos diez veces para asegurar la uniformidad de la mezcla.

d) Colocar los tubos dentro del equipo en posiciones opuestas y centrifugar por 10 min. La

temperatura de la muestra durante la centrifugación debe permanecer entre 60±3 °C

e) Luego de haber centrifugado leer y anotar el volumen combinado de agua y sedimento en el

fondo de cada tubo.

f) Nuevamente colocar los tubos en la centrífuga y centrifugar otros 10 min. Repita esta

operación hasta que dos lecturas consistentes consecutivas sean obtenidas para cada tubo.

4.2.4. Cálculos

Reporte la suma de agua y sedimento obtenida en cada tubo como el volumen final y este valor como

el porcentaje de agua y sedimento (ver Figura 3). Reporte los resultados como se muestra en la Tabla

3.

Compare las lecturas de los dos tubos, si la diferencia entre las dos lecturas es mayor que una de las

subdivisiones del tubo de centrífuga (ver Tabla 2) ó 0,025 mL para lecturas de 0,10 mL y menores, las

lecturas son inadmisibles y la determinación debe ser repetida.






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Figura 3 - Procedimiento para la lectura de agua y sedimento (tubos de 100 mL)

(Fuente: Norma ASTM D4007)

Tabla 3- Expresión de resultados

VOLUMEN DE AGUA Y SEDIMENTO, mL

Tubo 1 Tubo 2 Total %

No visible Trazas 0

No visible 0,025 0,025

0,025 0,025 0,050

0,025 0,050 0,075

0,050 0,050 0,100

0,050 0,075 0,125

0,075 0,075 0,150

0,075 0,100 0,175

0,100 0,100 0,200

0,100 0,150 0,250






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NOTA: los detalles descritos hacen referencia al método de Laboratorio que son pormenorizados en la

Norma ASTM D4007 (API MPMS Capítulo 10.3). En campos de producción es factible utilizar el método

de campo, para el cual aplica la Norma API MPMS 10.4 — Determination of Water and/or Sediment in

Crude Oil by the Centrifuge Method (Field Procedure) para la determinación del contenido de BSW por

centrífuga, en operaciones de control de proceso.

4.2.5. Diferencias entre los métodos de laboratorio y de campo

El método de campo es menos riguroso que el método de laboratorio ya que no se tiene establecido un

nivel de precisión en la Norma.

En general, los dos métodos utilizan el mismo procedimiento y equipo similar, sin embargo se anotan

las siguientes diferencias:

Con el método de campo se pueden utilizar tubos de centrífuga de 100 ó 200 partes (6 u 8

pulgadas de longitud).

El método de laboratorio recomienda la utilización de los tubos de 100 partes.

La fuerza centrífuga mínima relativa del método de campo es de 500, mientras que el método

de laboratorio exige una fuerza mínima relativa de 600.

4.3. MÉTODO POR DESTILACIÓN

Este método tiene como referencia el ASTM D 4006 — Standard Test Method for Water in Crude Oil by

Distillation. API Designation: MPMS Chapter 10.2.

El método consiste en calentar la muestra bajo condiciones de reflujo con un solvente inmiscible en el

agua. El solvente y agua condensados se separan continuamente en una trampa, quedando el agua en

la parte graduada de la trampa y regresando el solvente al matraz de destilación. Como solvente se

utiliza el xileno.

El montaje del equipo de destilación consta de: un matraz de destilación, un condensador, una trampa

de vidrio graduada y un calentador. Antes de su uso inicial la trampa debe ser calibrada de acuerdo a

las indicaciones señalas en la norma.

El volumen de agua obtenido, es reportado como fracción o porcentaje del volumen inicial de muestra

de petróleo crudo.

4.3.1. Equipos

Matraz de destilación, capacidad de 1.000 mL, fondo redondo, provisto con junta cónica hembra

24/40. Debe recibir una trampa graduada con capacidad de 5 mL y divisiones de 0,05 mL. La trampa

estará acoplada a un condensador Liebig de 400 mm, el cual tiene un tubo desecador en su parte

superior.

Calentador. Preferible un manto eléctrico de calentamiento, por razones de seguridad.

4.3.2. Reactivos

Xileno, grado reactivo. Es necesario preparar un "blanco" colocando 400 ml de solvente en el

aparato de destilación y haciendo la prueba como se indica más adelante. Dicho "blanco" se determina con aproximaciones hasta de 0,05 mL y se usa para corregir el volumen de agua en la

trampa. (Advertencia: el xileno, es inflamable, sus vapores son nocivos.






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Figura 4 - Aparato para destilación

(Fuente: Norma ASTM D4006)

4.3.3. Calibración

Calibrar tanto la trampa como todo el equipo antes de utilizarlo.

Verificar la exactitud de las marcas de graduación en la trampa agregando agua destilada en

incrementos de 0,05 mL, a 20 °C, usando una microprobeta o una micropipeta de precisión, con

aproximación de 0,01 mL. Si se presenta una desviación de más de 0,050 mL entre el agua

agregada y el agua observada, rechace la trampa o vuélvala a calibrar.

Calibre el aparato. Coloque 400 ml de xileno seco (0,02% de agua máximo) en el aparato y

pruebe de acuerdo con la sección 4.3.4. Al final de la prueba, descarte el contenido de la trampa

y agregue 1,00±0,01 mL de agua destilada, usando una probeta o micro pipeta, a 20 °C,

directamente al recipiente de destilación y haga la prueba de conformidad con la sección 4.3.4.

Repita el procedimiento inicial con 400 mL de xileno seco y agregue 4,50±0,01 mL directamente

al matraz de destilación. El equipo estará en condiciones satisfactorias sólo si las lecturas de la

trampa están dentro de las tolerancias especificadas a continuación:






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Tabla 4 - Tolerancias permisibles para la trampa

Fuente: Norma ASTM D4006

Limites Capacidad de la

Trampa a 20 ºC (mL)

Volumen de agua

agregada a 20 ºC (mL)

Límites permisibles para agua

recuperada a 20 ºC (mL)

5,00 1,00 1,00±0,025

5,00 4,50 4,50±0,025

Una lectura por fuera de estos límites puede ser por mal funcionamiento debido a fugas de vapor,

ebullición demasiado rápida, imprecisión en las graduaciones de la trampa, o ingreso de humedad

externa. Anote los datos en el formato de Registro de Datos del Blanco Y Calibración del Aparato

para el Ensayo de Agua por Destilación ASTM D-4006


La precisión de este método puede ser afectada por gotas de agua que se adhieren a la superficie

del aparato y por lo tanto no se depositan en la trampa para poder ser cuantificadas. Para

minimizar esta situación se recomienda limpiar químicamente la trampa y el condensador, por lo

menos diariamente, para remover películas o residuos superficiales que puedan obstaculizar el libre

drenaje del agua en el equipo.

Adicione la cantidad de muestra en el matraz y agregue suficiente xileno hasta alcanzar un volumen

total de 400 mL. Para reducir salpicaduras del líquido en ebullición, se recomienda utilizar un

agitador magnético.

Ensamble el equipo, asegurándose de que todas las conexiones queden herméticamente selladas

para prevenir escapes de vapor y líquidos. Haga circular agua con una temperatura de 20-25 °C,

por la camisa del condensador.

Aplicar calor al matraz de destilación, lentamente durante las primeras etapas de la destilación

(aproximadamente 1/2 a 1 hora). Después del calentamiento inicial, ajuste la tasa de ebullición de

manera que el condensado no llegue a más de 3/4 (hacia arriba) de la distancia que hay en el tubo

interno del condensador.

El destilado deberá descargarse en la trampa a una razón de aproximadamente 2 a 5 gotas por

segundo. Continúe la destilación hasta que no haya nada de agua visible en ninguna parte del

aparato, excepto en la trampa, y hasta que el volumen del agua en la trampa permanezca

constante durante por lo menos cinco minutos. En caso de una persistente acumulación de gotitas

de agua en el tubo interior del condensador, lávese con xileno. Si este procedimiento no desaloja

al agua, use un punzón o algo equivalente para lograr que el agua pase a la trampa.

Finalizada la extracción de agua, deje enfriar la trampa y su contenido. Desaloje cualquier gota de

agua que pudiera quedar adherida a los lados de la trampa usando un punzón y échela a la capa de

agua. Tómese la lectura del volumen de agua en la trampa, la cual está graduada en incrementos

de 0,05 mL, pero el volumen debe calcularse hasta con aproximadamente de 0,025 mL.

4.4. SEDIMENTO EN CRUDOS Y COMBUSTÓLEO POR EL MÉTODO DE EXTRACCIÓN

Este método se aplica para la determinación de sedimento en crudos y combustóleos por extracción

con tolueno de acuerdo con el ASTM D473 Standard Test Method for Sediment in Crude Oils and Fuel

Oils by the Extraction Method. API Designation: MPMS Chapter 10.1. La precisión del método aplica

para un rango de niveles de sedimento desde 0,01 hasta 0,40% en masa, aunque se pueden

determinar niveles más altos.






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Una porción para ensayo de una muestra representativa, la cual está contenida en un dedal refractario,

se extrae con tolueno caliente hasta que el residuo muestre una masa constante. La masa del residuo

calculada como porcentaje se reporta como sedimento por extracción.

Fuente: ASTM D473

4.4.1. Equipos

El aparato de extracción consta de: recipiente (erlenmeyer) de extracción, condensador metálico en

forma de serpentín, dedal de extracción, canastilla de soporte para el dedal, copa para agua y una

fuente de calor. Ver Figura 5

4.4.2. Equipos auxiliares

Balanza electrónica: con precisión de 0,1 mg, la cual se deberá calibrar por lo menos una vez al año.

Horno: capaz de mantener temperaturas de 120 °C, para secado de los dedales y preparación de los

dedales nuevos. se debe calibrar por lo menos una vez al año.

Mufla: capaz de mantener temperaturas de 750 °C (1380 °F), la cual se utilizará para preparar los

dedales usados. Se debe calibrar por lo menos una vez al año.

Mezclador de inmersión de alta velocidad: para homogenización de la muestra. Se le deberá

practicar prueba de eficiencia de mezclado.

Campana de enfriamiento: utilizar un desecador, medio desecante como recipiente de enfriamiento.

4.4.3. Solvente

Tolueno, grado reactivo, el cual se debe usar con precaución por ser un producto inflamable y tóxico.

Se debe manejar con ventilación apropiada.


Preparación de un dedal nuevo. Frote la superficie externa con un papel de lija fino y remueva el

material desprendido con una brocha o cepillo fino. Hacer una extracción preliminar con el tolueno,

permitiendo que el solvente gotee por lo menos durante una hora. Secar del dedal durante una hora, a

Figura 5 - Equipo de extracción






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una temperatura de 115-120 °C (240-250 °F); enfriar en desecador por una hora y pesar con

aproximación de 0,1 mg. Repetir la extracción hasta que la masa del dedal después de dos

extracciones sucesivas no difiera en más de 0,2 mg.

Preparación de un dedal usado. Remueva la porción combustible del sedimento acumulado

calentando el dedal hasta el rojo vivo en una mufla durante veinte minutos, aproximadamente a 750

°C. Someta el dedal a una extracción preliminar de acuerdo al paso anterior, antes de usarlo para otra

determinación.

Colocar una cantidad aproximada de 10 g de muestra en el dedal, inmediatamente después de haberla

homogenizado. Pese el dedal y su contenido con una aproximación de 0,01 g. Agregar 150 mL a 200

mL de tolueno al frasco de extracción. Colocar el dedal en el aparato de extracción y extraer con

tolueno caliente durante treinta minutos después que el solvente que emerge del dedal salga incoloro.

Asegurarse que la tasa de extracción sea tal, que la superficie de la mezcla de crudo y solvente en el

dedal no sobrepase 20 mm del borde.

Cuando se examinen muestras que contengan más de 10% de agua en volumen, utilizar el montaje

mostrado en la Figura 5. Si la copa se llena de agua, enfriar el aparato y vaciarla.

Después que la extracción se ha completado, secar el dedal durante una hora a 115-120 °C en el

horno, enfriar luego en el desecador durante una hora y pesar con aproximación de 0,1 mg.

Repetir la extracción, permitiendo que el solvente gotee por lo menos durante una hora, pero no más

de 75 minutos; secar, enfriar y pesar. Repetir la extracción durante períodos de una hora, si es

necesario, hasta que las masas del dedal y el sedimento después de dos extracciones sucesivas no

difieran en más de 0,2 mg.

4.4.5. Cálculos

Calcular el contenido de sedimento de la muestra como porcentaje en masa de la muestra original, de

la siguiente manera:

Donde:

= contenido de sedimento de la muestra como porcentaje en masa

= masa del dedal, g

= masa del dedal más la muestra, g

= masa de la muestra más el sedimento, g

4.4.6. Reporte

Reportar el contenido de sedimento de la muestra como sedimento por extracción, en porcentaje en

masa, con aproximación de 0,01%. El resultado debe referenciar al método de ensayo D 473/API MPMS

Capítulo 10.1 como el procedimiento utilizado.

Dado que los valores de agua y sedimento se reportan generalmente como porcentaje en volumen, se

debe calcular el volumen de sedimento como porcentaje de la muestra original. Para ello utilizar la

siguiente ecuación:






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En donde:

= contenido de sedimento de la muestra como % en volumen

= contenido de sedimento de la muestra como % en masa

2,0 = valor arbitrario asignado como densidad del sedimento

4.5. REGISTROS

Son los formatos que soportan la determinación de agua y sedimento entre ellos están:

Hoja de seguridad de los productos químicos a utilizar en cada método.

Certificados de aseguramiento metrológico de los instrumentos de análisis de acuerdo con la

Tabla 1 del MMH — Capítulo 1 (Karl Fischer, balanza analítica, mufla, trampa de destilación,

tubos de centrifuga) y etiqueta en el equipo que lo valide.

Prueba de eficiencia de mezclado del homogeneizador.

Copia en duro del procedimiento paso a paso del análisis.

Cartas de control de equipos de ensayo (Karl Fischer, balanza).

Formato del análisis de cantidad de agua y sedimentos que contiene el crudo indicando el número

en el Sistema de gestión de calidad respectivo:

- Método utilizado.

- Fecha en que se realizó el análisis

- Información necesaria para el desarrollo del método (peso de las jeringas, masa del agua,

peso de la muestra, cantidad de solvente utilizado, entre otros)

- Porcentaje de BSW según el método utilizado.

- Nombre de quien efectúa el análisis.

- Control de temperatura y humedad del laboratorio.

- Estandarización del reactivo Karl Fischer dentro del ±2% de error, control de la deriva y/o

estandarización de la trampa de agua dentro del ±0,050 mL.

- Control diario de temperatura de la mufla (verificación contra termómetro de vidrio).

- Control diario de estabilidad de la temperatura para la centrifuga, si posee calentamiento

60±3 °C.

5. CONTINGENCIAS

No aplica






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Para mayor información sobre este Capítulo y en general del Manual de Medición de Hidrocarburos de

Ecopetrol S.A, dirigirse a:

Rodrigo Satizabal Ramírez

Jefe del Departamento de Medición y Contabilización de Hidrocarburos VSM-GPS-PMC

Ext.: 43390

Mario Alberto Granada Cañas

Profesional I Departamento de Medición y Contabilización de Hidrocarburos VSM-GPS-PMC

Ext.: 50057

Penélope Galeno Sáez

Profesional III Departamento de Medición y Contabilización de Hidrocarburos VSM-GPS-PMC

Ext.: 42080

ANEXO 51 MANUAL DE MEDICIÓN DE HIDROCARBUROS CAP 10

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