Designación: D 287 – 92 (Reaprobada 2000)∈1
Método de Prueba Estándar para la Determinación de la Gravedad API de Petróleo Crudo y sus Derivados (Método del Hidrómetro)¹ Esta norma es usada bajo la designación fija D 287; el número inmediatamente siguiente a la designación indica el año de la aceptación original o, en el caso de una revisión, el año de su última revisión. Un número entre paréntesis indica el año de la última reaprobación. Un símbolo épsilon (∈) indica un cambio editorial desde la última revisión o reaprobación. Este método de prueba ha sido adoptado para uso por agencias gubernamentales para reemplazar el Método 401 del Método de Prueba Estándar Federal No. 791b. ∈1 Nota – Algunas correcciones editoriales fueron realizadas en Abril de 2000
1.
Objetivo.
1.1 Este método de prueba basa su medición en un hidrómetro de vidrio, para la obtención de gravedad API de crudos y derivados del petróleo manejados normalmente como líquidos y con una presión de vapor Reid (Método de Prueba D 323) de 26 Psi (180 kPa) o menos. Las gravedades son determinadas a 60 °F (15.56 ºC), o convertidas a valores a 60 ºF, por medio de tablas estándar. Estas tablas no son aplicables a no hidrocarburos o hidrocarburos esencialmente puros tal como los aromáticos. Nota 1 – La versión internacional de este método de prueba está descrito en la Práctica D 1298.
1.2 Los valores están dados en pulgadas-unidad de peso y serán seguidos como estándares. Los valores expresados entre paréntesis son dados para efectos de información solamente. 1.3 Esta norma no proporciona todo lo concerniente a seguridad, asociado con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma el establecer su apropiada seguridad y prácticas de salud y determinar la aplicabilidad de normas prioritarias de uso. Para establecer peligros específicos, ver 8.3. 2.
Documentos referenciados.
2.1 Normas ASTM: D 323 Método de Prueba de Presión de Vapor para Derivados del Petróleo (Método Reid)2 D 1250 Guía de Tablas para Medición en Petróleo. D 1298 Práctica para Densidad, Densidad Relativa (Gravedad Específica), o Gravedad API de Petróleos Crudos y Derivados por el Método del Hidrómetro2 E 1 Especificación para Termómetros ASTM3 E 100 Especificación para Hidrómetros ASTM3 2.3 Norma IP:4 Especificaciones para Termómetros Estándar IP Especificaciones IP para Hidrómetros para Petróleo
3.
3.1 Definiciones: 3.1.1 Gravedad API – es una función especial de la densidad relativa (gravedad específica) 60/60 ºF (15.56/15.56 ºC), representada por:
1 Este método de prueba está bajo la jurisdicción del Comité ASTM D02 sobre Derivados del Petróleo y Lubricantes, y es responsabilidad directa del Subcomité D02.04 sobre Análisis de Hidrocarburos. La edición actual fue adoptada el 15 de Agosto, 1992. Publicada en Octubre de 1992. Originalmente publicada como D 287 – 28 T, reemplazando la forma D 47. Ultima edición previa D 287 – 82 (1987)∈1. Este método de prueba ha sido aprobado por los comités avaladores y aceptada por las Cooperativa de Sociedades de acuerdo con los procedimientos establecidos. Este método fue emitido en conjunto por las Normas ASTM-API-IP en 1981. 2 Libro Anual de Normas ASTM, Volumen 05.01. 3 Libro Anual de Normas ASTM, Volumen 14.03. 4 Obtenido del Instituto del Petróleo, 61 New Cavendish Street, Londres, WIM, 8AR, Inglaterra.
(1)
Gravedad API, grados = (141.5/Gs 60/60 ºF) – 131.5
No siempre la temperatura de referencia es requerida, ya que 60 ºF está incluida en la definición. 4.
Resumen del Método de Prueba.
4.1 Este método está basado en el principio que la gravedad o densidad de un líquido varía directamente con la profundidad de inmersión de un cuerpo flotante en este. El cuerpo flotante, el cual está graduado en unidades de gravedad API, es llamado hidrómetro API. 4.2 La gravedad API es leída observando el hidrómetro flotando libremente y notando la graduación más cercana a la intersección aparente del plano horizontal del líquido con la escala vertical del hidrómetro, después que se ha alcanzado un equilibrio en la temperatura. La temperatura de la muestra puede ser leída en un termómetro exacto ASTM sumergido en la muestra o desde el termómetro que es parte integral del hidrómetro (termohidrómetro). 5.
Importancia y Uso.
5.1 Una determinación exacta de la gravedad del petróleo y sus derivados, es necesaria para la conversión de volúmenes medidos a volúmenes a la temperatura estándar de 60 ºF (15.56 ºC). 5.2 La gravedad es un factor que gobierna la calidad de los petróleos crudos. Sin embargo, la gravedad de los productos derivados es un indicador incierto de su calidad. Correlacionado con otras propiedades, la gravedad puede ser usada para dar una aproximación de la composición del hidrocarburo y el calor de combustión. 6.
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Terminología.
Equipos.
6.1 Hidrómetros, de vidrio, graduado en grados API como se describe en la tabla 1 y conforme a la Especificación E 100, o las Especificaciones IP para Hidrómetros para petróleo. Tabla 1 Escala de Hidrómetros disponibles, ºAPI Designación
Tipo
1H a 10H 21H a 40H 51H a 60H 71H a 74H
Largo sencillo Corto sencillo Termohidrómetro Termohidrómetro Termohidrómetro
A A
Rango, ºAPI Total Series
Cada Unidad
Escala División
Error
-1 a 1001 12 0.1 0 a 101 6 0.1 -1 a 101 12 0.1 -1 a 41 12 0.1 -1 a 1001 8 0.1 Termohidrómetros con rango de ocho grados son disponibles
0.1 0.2 0.1 0.1 0.1
D 287 6.2 Termómetros, presentan un rango de –5 a 215 °F y conforme a los requerimientos para Termómetros 12F como se describe en la Especificación E1 o Termómetros 64F de las Especificaciones para Termómetros estándar IP. No se requiere termómetro si se emplea un termohidrómetro. Nota 2 – El termómetro ASTM 12F tiene subdivisiones de 0.5 °F y se permite ± 0.25 °F de error en la escala. Los termómetros incorporados en termohidrómetros tienen subdivisiones de 2 °F y se permite ± 1 °F de error en la escala.
6.3 Probeta, de metal, de vidrio claro o plástico. Por conveniencia en el llenado, el cilindro debe tener un labio sobre el borde. El diámetro interno de la probeta debe ser al menos 25 mm más grande que el diámetro externo del hidrómetro usado. La altura de la probeta debería ser tal, que la longitud de la columna de la muestra que contiene sea mayor al menos 25 mm que la porción del hidrómetro, la cual está sumergida por debajo de la superficie de la muestra. Para pruebas en campo, un ladrón de muestras de tamaño considerable puede ser usado. 7.
Temperatura de Prueba.
7.1 La gravedad determinada por el método del hidrómetro es más exacta a temperaturas cercanas a la temperatura estándar de 60 °F (15.56 ºC). Use esta o cualquier temperatura entre 0 y 195 °F (-18 y +90 ºC) para la prueba, siempre y cuando esta sea consistente con el tipo de muestra y condiciones límites necesarias mostradas en la tabla 2. 8.
Procedimiento.
8.1 Para pruebas de referencia, usar hidrómetros sencillos (1H a 10H). Para pruebas de campo, usar termohidrómetros. 8.2 Ajuste la temperatura de la muestra de acuerdo con la tabla 2. Para pruebas de campo, pueden ser usadas temperaturas diferentes a las listadas en la tabla 2. La probeta deberá tener aproximadamente la misma temperatura de la muestra a ser probada. 8.3 Transfiera la muestra dentro de una probeta limpia sin salpicar, con el fin de evitar la formación de burbujas de aire y reducir al mínimo la evaporación de los componentes de menor ebullición en las muestras más volátiles. (Peligro Extremadamente Inflamables. Los vapores pueden causar un incendio). Para las muestras más volátiles, transfiera a la probeta usando una pera de succión de caucho (Peligro - No comience a succionar con la boca). Antes de insertar el hidrómetro remueva cualquier burbuja de aire. Después de que ellas se agrupen en la superficie de la muestra, tóquelas con una pieza de papel filtro. Para pruebas de campo, realizar la medida directamente en el ladrón. Ubicar el recipiente que contiene la muestra en posición vertical en un lugar libre de corrientes de aire. Tome precauciones para prevenir cambios apreciables en la temperatura de la muestra durante el tiempo necesario para completar la prueba. Durante este periodo, la temperatura del medio circundante no debe cambiar más de 5 °F (2 ºC). 8.4 Sumerja el hidrómetro lentamente dentro de la muestra y cuando esté bien centrado, trate de hundirlo por lo menos 2 escalas dentro del líquido y entonces suéltelo; mantenga el resto del hidrómetro seco, ya que los volúmenes innecesarios en esos lugares cambian el peso efectivo del instrumento afectando así la lectura obtenida. En muestras de baja viscosidad, impartir un pequeño y suave giro en la punta del hidrómetro ayuda a que el fluido devuelva el instrumento flotando este libremente lejos de las paredes de la probeta. Hay que dar suficiente tiempo al hidrómetro, hasta que este se quede completamente estacionario y para que todas las burbujas de aire lleguen a superficie. Esto es particularmente necesario en el caso de las muestras más viscosas.
8.5 Cuando el hidrómetro se haya detenido, flotando libremente, y la temperatura de la muestra sea constante a 0.2 ºF (0.1 ºC), lea el hidrómetro en la división de escala más cercana. La correcta lectura es aquel punto sobre la escala del hidrómetro donde la superficie del líquido corta la escala. Determine este punto colocando la mirada levemente debajo del nivel del líquido y lentamente levántela hasta la superficie, primero se aprecia una elipse distorsionada, pero después se convierte en una línea recta que corta la escala del hidrómetro. 8.6 Para realizar una lectura con líquidos no transparente, observe el punto sobre la escala del hidrómetro en el cual la muestra asciende sobre su superficie principal, ubicando la mirada suavemente sobre la superficie plana del líquido. Esta lectura requiere una corrección. Determine esta corrección, para un hidrómetro en particular, observando la altura sobre la superficie principal del líquido a la cual la muestra asciende sobre la escala del hidrómetro cuando este es sumergido en un líquido transparente cuya tensión superficial es similar a la de la muestra en prueba. 8.7 Observe la temperatura de la muestra con aproximación de 0.25 ºF (0.1 ºC) inmediatamente antes y después de la observación de la gravedad. El líquido en la probeta debe ser completa pero cautelosamente agitado con el termómetro (Nota 3), y la conexión de mercurio completamente sumergida. Si estas lecturas de temperatura difieren por más de 1 ºF (0.5 ºC), repita las observaciones de la temperatura y la gravedad cuando la temperatura de la muestra sea más estable. Registre el promedio de las lecturas de temperatura antes y después de la lectura final del hidrómetro, con aproximación de 1 ºF, como la temperatura de prueba. Nota 3. Cuando los termohidrómetros son usados, agitar la muestra, con una cuidadosa inmersión y extracción del instrumento. Es muy satisfactorio en este caso leer la escala del termómetro luego de que la lectura del hidrómetro ha sido realizada. Leer la temperatura con aproximación de 1 °F (0.5 ºC).
9.
Cálculos.
9.1 Cuando las gravedades han sido observadas en líquidos opacos usando el procedimiento dado en 8.6, sustraer la corrección a partir de la lectura observada en el hidrómetro. 9.2 Corregir todas las lecturas del hidrómetro a 60 °F (15.56 ºC), usando las Tablas 5A o 5B de la guía D1250. 10. Reporte. 10.1 Reporte la lectura corregida del hidrómetro en grados API (ºAPI) o como gravedad API. 11. Precisión y Desviación. 11.1 La precisión de este método de prueba, obtenido por medición estadística o pruebas de laboratorio es el siguiente: 11.1.1 Repetitividad La diferencia entre resultados obtenidos sucesivamente por el mismo operador, con el mismo aparato bajo condiciones de operación constantes y con un material de prueba idéntico, puede en una corrida, en la operación normal y correcta del método de prueba, exceder en 0.2 °API solo en 1 de 20 casos. 11.1.2 Reproducibilidad - La diferencia entre dos resultados sencillos e independientes, obtenidos por diferentes operadores, trabajando en laboratorios diferentes, con el mismo material de prueba, puede en una corrida, en la operación normal y correcta del método de prueba, exceder 0.5 °API en 1 de 20 casos. Nota 4. La precisión para éste método no fue obtenida de acuerdo con RR:D02-10073. Nota 5. Esta declaración de precisión, aplica solamente a mediciones hechas a temperaturas que difieren de 60 °F (15.56 ºC) por menos de 18 °F (10 ºC).
D 287 11.2 Desviación - No ha sido determinada una desviación para éste método.
12. Palabras Claves. 12.1 Gravedad API; petróleo termohidrómetro, termómetro.
crudo,
hidrómetro;
Tabla 2 Condiciones Límites y Temperaturas de Prueba Punto de Ebullición Inicial Límite
Tipo de Muestra
Gravedad Límite
Altamente volátil
Más liviano que 70 ºAPI
Moderadamente volátil
Más pesado que 70 ºAPI
Por debajo de 250 ºF (120 ºC)
Moderadamente volátil y viscoso
Más pesado que 70 ºAPI
Por debajo de 250 ºF (120 ºC)
No volátil
Más pesado que 70 ºAPI
Por debajo de 250 ºF (120 ºC)
Mezclas no derivadas del petróleo o hidrocarburos puros esencialmente
Otros Límites
Temperatura de Prueba
Muy viscoso a 65 ºF (18 ºC)
Refrigerar a 35 °F (2 ºC) o menos en su contenedor original cerrado Refrigerar a 65 °F (18 ºC) o menos en su contenedor original cerrado Calentar a temperatura mínima para suficiente fluidez Cualquier temperatura entre 0 y 195 °F (-18 y 90 ºC) según conveniencia 60 ± 0.25 °F (15.56 ± 0.1 ºF)
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