Traducción Norma ASTM D4007
September 12, 2022 | Author: Anonymous | Category: N/A
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Designación D4007-11 Designación: Manual de Normas Petroleras de Medición (MPMS) capitulo 10.3
Método Estándar de prueba para Agua y sedimentos en aceite crudo por el Método de Centrifugación (Procedimiento de 1
Laboratorio) designación indica el año de adopción original o, en el caso de la revisión, el Esta norma se emite bajo la denominación fija D 4007, el número inmediatamente siguiente a la designación año de la última revisión. Un número entre paréntesis indica el año de la última re-aprobación última. Un exponente épsilon (Ɛ (Ɛ) señala un cambio editorial desde la última revisión o nueva aprobación.
1. Alcance
1.1 Este método de ensayo describe la determinación en laboratorio de agua y sedimentos en petróleo crudo por medio del procedimiento de centrifugación. Este método de centrifugación para la determinación de agua y sedimentos en petróleo crudo no es del todo satisfactorio. La cantidad de agua detectada es casi siempre inferior al contenido real de agua. Cuando se requiere un alto valor de precisión, los procedimientos revisados para determinar agua por destilación, (Método de prueba D 4006 (API MPMS Capítulo 10,2) (Nota1), y sedimentos por extracción (Método de prueba D 473 (API MPMS Capítulo10.1), debe ser usado. NOTA 1-D 4006 Método de prueba (API MiPMS Capítulo 10.2) se ha determinado como el preferido y más preciso método para la determinar el agua. 1.2 Los valores indicados en unidades SI deben ser considerados como el estándar. Los valores entre paréntesis son sólo a título informativo. 1.3 Esta norma no pretende abordar todos los problemas de seguridad, si las hay, asociadas con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma establecer prácticas apropiadas de seguridad y salud y determinar la aplicabilidad de las limitaciones reglamentarias antes de su uso. En caso de determinadas declaraciones de precaución ver 6.1. 2. Documentos de Referencia:
D 95 Método de prueba prueba para agua en productos petroleros y materiales bituminosos por destilación. D 96 Método de prueba para agua y sedimentos en aceite crudo por el método de centrifugación (procedimiento de campo) D 362 Specification for Industrial Grade Toluene
D 473 Test Method for Sediment in Crude Oils and Fuel oils by the Extraction Method D 665 Test Method for Rust-Preventing Characteristics of Presence of Water2
Inhibited Mineral Oil in the the
D 1796 Test Method forWater and Sediment in Fuel Oils by (Laboratory Procedure)2
the Centrifuge Method
D 4006 Test Method for Water in Crude Oil by Distillation4 D 4057 Practice for Manual Sampling of Petroleum and Petroleum Products D 4177 Practice for Automatic Sampling of Petroleum and Petroleum Products 2.2 API Standards: MPMS8 “Sampling Petroleum and Petroleum Products”5
2.3 IP Standard: Specification para Toluenes
3 Resumen del Método
3.1 Volúmenes iguales de aceite crudo y Tolueno saturado con agua es colocado dentro de tubo cónicos para centrifuga. Después de la centrifugación el volumen de mayor gravedad, agua y sedimentos se depositan en el fondo del tubo para su lectura. 4. Uso y Significancia
4.1 El contenido de agua y sedimento del aceite crudo, es significativo porque puede causar corrosión de equipos y problemas en el procesamiento. La determinación del contenido de agua y sedimentos es requerido para medir con precisión los volúmenes netos de petróleo para ventas, impuestos, intercambios y transferencias de custodia. No se prevee que este método de prueba, que se describe para instalaciones de laboratorio, sea utilizado en campo dentro cuartos cerrados o cuartos de muestras, debido a problemas de seguridad por ventilación y manejo adecuado. 4.2 Este método de ensayo puede no ser adecuado para crudos que contienen alcoholes solubles en agua. En casos donde el impacto en los resultados puede ser significativo, se aconseja al usuario considerar el uso de otro método de ensayo, tales como el Método de Ensayo D4928. 5. Aparatos
5.1 Centrifuga
Una centrifuga capaz de girar dos o más tubos para centrifuga tipo cónicos llenos, 203 mm (8 in.) a una velocidad que puede ser controlada para dar una fuerza centrífuga relativa (rcf) de un mínimo de 600 rcf en la punta de los tubos puede ser usado5.1.2 La cabeza giratoria, anillos de muñón, y tazas de muñón, incluyendo los cojines, será construido sólidamente para soportar la capacidad máxima de fuerza centrífuga entregada por la fuente decentrífuga alimentación. Las está tazasen y cojines de muñón deberán será soportar firmemente los tubos de la cuando movimiento. La centrífuga cerrada por un escudo de metal o tapa fuerte suficiente para eliminar el peligro si se produce cualquier rotura. 5.1.3 La centrífuga será calentada y controlada por termostato para evitar condiciones inseguras. Debe ser capaz de mantener la temperatura de la muestra durante el desarrollo de la prueba en 60 ± 3°C (140 ±5°F). El control termóstato debe ser capaz de mantener la temperatura entre los límites de operación segura, si están en una atmosfera flamable. 5.1.4 centrífugas accionadas por calefacción eléctrica deben cumplir con todos requisitos de seguridad para su uso en áreas peligrosas. 5.1.5 Calcular la velocidad mínima necesaria de la rotación de la cabeza en revoluciones por minuto (r / min) como sigue:
/ = 1335√ 1335√ / / Dónde: Dónde: rcf = = Fuerza Centrífuga Centrífuga Relativa Relativa d = diámetro de de oscilación oscilación medida entre entre puntas de de frente tubos tubos cuando está en en posición de de rotación, rotación , mm mm,, o dónde: RCF 5 fuerza centrífuga relativa y d 5 diámetro de oscilación medida entre puntas de frente tubos cuando está en posición de rotación, en. 5.2 Cada Tubos de centrífuga deberá ser de 203-mm (8 pulg.) en forma de cono, conforme a las dimensiones dada en la Fig. 1 y estar hecho de vidrio recocido a fondo. Las graduaciones, numerados como se muestra en la Fig. 1, deberán ser claras y distinguirse y la boca en forma doblada para el cierre con un corcho. El error tolerable de la escala y las los rangos de calibración de las graduaciones mas pequeñas serán tomadas de la Tabla 1 y aplicará para las calibraciones realizadas con agua libre de aire a 20 ° C (68 ° F), al leer la parte inferior del menisco sombreado. La exactitud de las las graduaciones graduaciones en el el tubo de centrífuga será centrífuga será verificada volumétricamente, volumétricamente , antes del uso. uso. La verificación verificación incluirá incluirá la calibración en cada marca calibración marca hasta la marca de de 0,25 0,25 ml ml (como se muestra muestra en la Fig. Fig. 2), y y en en los 0.5 los 0.5,, 1.0, 1.0, 1.5 1.5,, 2.0 2.0,, 50.0, 50.0, y 100 100 marcas marcas ml. ml. El tubo tubo no debe utilizarse utilizarse si el el error de escala escala en cualquier marca marca supera la tolerancia tolerancia aplicable a partir de de la Tabla 1.
5.3 Baño-El baño debe ser un baño de bloque de metal sólido o un baño líquido de la profundidad suficiente para sumergir el tubo de centrífuga en posición vertical hasta la marca de 100 ml. Algún Medios deberá ser proporcionado para mantener la temperatura a 60 ± 3 ° C (140 ± 5 ° F). Para algunos petróleos crudos crudos,, temperaturas de de 71 71 6 3 ° C (160 + 5 ° F) F) puede ser necesaria para para fundir los cristales cristales de cera cera en en petróleos crudos crudos.. Para estos estos aceites crudos, crudos, la temperatura de ensayo debe debe mantenerse mantenerse lo suficientemente alto alto para garantizar la ausencia de de cristales de cera NOTA 2-Por acuerdo contractual 49 6 3 ° C (120 ° F 6 5) puede ser 6.1.2 El disolvente deberá haber al 60 6 3 ° C saturado de agua (140 6 5 ° F) (véase la Nota 2), pero deberá estar exento de agua suspendida. Ver Anexo A procedimi procedimiento ento de saturació saturación n de agua Solvent Solvente-agua e-agua procedimi procedimientos entos para saturación. 6.2 Demulsificante- un Demulsificador debe utilizarse para promover la separación de agua de la muestra y para evitar su adherencia a las paredes del tubo de centrífuga. La solución recomendada es de 25% de Desemulsificante a 75% Tolueno. Para algunos aceites crudos una proporción diferente de Desemulsificante para el tolueno pueden ser necesario. La concentración y la cantidad de recomendada no se sumará a la cantidad de agua y sedimento determinado. La solución se debe almacenar en una botella oscura que es herméticamente cerrado.
7. Muestreo
7.1 El muestreo está definido como todos los pasos para obtener una alícuota del contenido de una pipeta, tanque u otro sistema y para colocar la muestra dentro del contenedor de prueba del laboratorio. 7.2 Solo muestras representativas obtenidas como se especifica en el API MPMS, camara 8 (o practica D4057 y practicas D 4177), puede ser usado por este método de prueba. 8. Procedimientos 8.1 Llenar cada una de los tubos de centrifuga hasta 50 mL. Con la muestra de crudo directamente del contenedor. Entonces, con una pipeta, añadir 50 ml de tolueno saturado con agua a 60 ° C (140 ° F) o 49 ° C (120 ° F) (véase la Nota 2). Leer la parte superior del menisco en ambas marcas de 50 y 100 ml. Añadir 0,2 ml de solución desemulsionante (6,2)
a cada tubo, utilizando una Pipeta de 0,2 ml. Una pipeta automática puede ser utilizada. Tapar el tubo bien e invertir los tubos diez veces para asegurar que el aceite y el disolvente se mezclan uniformemente. 8.2 En el 8.2 el caso, que el el petróleo crudo es es muy viscosa viscosa y la mezcla mezcla del disolvente disolvente con el aceite sería difícil aceite difícil,, el disolvente se puede añadir al tubo de centrífuga centrífuga primero primero para facilitar la mezclade mezcla. . Asegurarse Asegura debe tener cuidado para no cuidado no llenar el pasado pasado tubo de centrífuga centrífuga 100 ml rse la marca 100 conSe la muestra muestra. . 8.3 Aflojar los 8.3 los tapones tapones ligeramente ligeramente y sumergir los tubos para hasta la marca de 100 100 ml ml durante al menos 15 minutos minutos en el baño baño y mantener a 60 60 ± 3 ° C (140 ° F ± 5) (véase la menos 15 ). Asegure Asegure los topes topes y de nuevo nuevo invertir los los tubos de de diez veces veces para asegurar una Nota 2). mezcla uniforme de mezcla de aceite y el disolvente. disolvente. La La presión de vapor a a 60 60 ° C (140 ° F) F) es es aproximadamente el doble doble que que a 40 ° ° C (104 (104 ° F). 8.4 Colocar los tubos 8.4 tubos en en las copas copas de muñón muñón en lados opuestos de la centrífuga centrífuga para establecer una condición condición equilibrada. equilibrada. Vuelva a apretar el corchos y y centrifugado centrifugado durante 10 minutos en minutos en una una centrífuga centrífuga relativa mínima fuerza fuerza de de 600 600 calcula a partir de de la ecuación dada en dada en 5.1.5. 5.1.5. 8.5 de la centrífuga centrífuga viene viene a descansar después después 8.5 Inmediatamente después de el spin, de agua y sedimento en el fondo fondo de cada spin, leer y registrar el volumen combinado de tubo a la tubo la 0,05 0,05 ml ml más cercana a partir de de 0,1 0,1 ml ml a 11-graduaciones graduaciones y para para el el 0,1-ml 0,1-ml más cercana por encima de 1 cercana 1 mL mL graduaciones. graduaciones. A continuac continuación ión 0,1 0,1 ml, ml, estimar con una precisión de de 0,025 ml ml (véase la Fig. 2). Devolver los los tubos tubos sin agitación agitación a la centrífuga centrífuga y centrifugado durante otros 10 minutos centrifugado minutos a la misma velocidad velocidad.. 8.6 8.6 Repetir esta operación operación hasta que el volumen volumen combinado de agua agua y sedimentos sedimentos se mantienen constante constante durante durante dos lecturas consecutivas. consecutivas. En general, general, no se requieren más de dos veces. dos veces. 8.7 La temperatura 8.7 temperatura de la muestra durante durante todo el procedimiento de de centrifugación centrifugación debe mantenerse a 60 a 60 6 3 ° C (140 1406 6 5 ° F) (véase la Nota 2). 8.8 8.8 Para Para evitar el peligro de de que los tubos tubos que rompan rompan en las copas, copas, tomar cuidado procurando que estén acomodados correctamente correctamente en la parte inferior sobre el que los tubos estén cojín de de modo que ninguna parte parte del tubo tubo está en contacto con con el borde de la Copa. 9. Cálculo 9. 9.1 Registrar el 9.1 el volumen final de de agua y sedimentos sedimentos en cada tubo. tubo. Si la diferencia entre entre las dos lecturas lecturas es mayor a una subdivisión en el el tubo de centrífuga centrífuga (ver Tabla Tabla 1) o 0.025 ml ml para las lecturas lecturas de de 0,10 0,10 ml ml y por debajo debajo,, las lecturas son inadmisible y y la determinación determinación deberá repetirse. repetirse.
9.2 Expresar la la suma de de las dos lecturas lecturas admisible como como el por ciento en volumen volumen de agua 9.2 y sedimentos sedimentos;; reportar los resultados como muestra en la Tabla Tabla 2. 10. Precisión
10.1 La precisión de este método, como se obtiene mediante estadística examen de los resultados de pruebas entre laboratorios en el intervalo desde 0,01 a 1,0%, se describe en 10.1.1 y 10.1.2.
10.1.1 Repetibilidad La diferencia entre los sucesivos sucesivos resultados de pruebas, obtenidos por el mismo operador con el mismo aparato en condiciones de funcionamiento constantes ensayo idéntico materiales, lo haría, en el largo plazo, en el normal y correcto funcionamiento del método de ensayo, supera el valor siguiente en Sólo un caso de veinte: A partir de de 0,0% a 0,3% 0,3% de agua, agua, véase véase la fig. fig. 3. De 0,3% a 1,0% de agua, repetibilidad es constante a 0,12. 10.1.2 Reproducibilidad-La diferencia entre dos individuales y los resultados de pruebas independientes obtenidos por diferentes operadores trabajando en diferentes laboratorios sobre material de ensayo, haría, en el largo plazo, en el funcionamiento normal y correcto de el método de ensayo, supere el siguiente valor en un solo caso en 20: A partir de 0,0% a 0,3% de agua, véase la fig. 3. De 0,3% a 1,0% de agua, la reproducibilidad es constante a 0,28. ANEXO
A1.1 Alcance A1.1.1 Este método es satisfactorio satisfactorio para la saturación saturación en agua del tolueno para ser utilizado para la determinar de agua y sedimentos en petróleos crudos mediante el método de centrifugación. Importancia A1.2 A1.2.1 Fig. A1.1 muestra que el agua es soluble en tolueno a un grado significativo. El porcentaje de agua que se disolverá aumenta a medida que se aumenta la temperatura desde aproximadamente 0,03% a 21 ° C (70 ° F) a alrededor de 0,17% a 70 ° C (158 ° F). Tolueno, como normalmente es suministrado, es relativamente seco y si es utilizado en la condición como se recibe, se disolverá una parte o incluso la totalidad de cualquier presencia de agua en una muestra de petróleo crudo. Esto reduciría el sedimento aparente y el nivel de agua en la muestra de crudo. Para determinar agua y sedimentos con precisión por centrifugación en un muestra de aceite crudo, el tolueno primero debe ser saturados a la temperatura de la prueba de centrífugacion. Reactivos
A1.3 A1.3.1 IP A1.3.2 Aparato A1.4.1
Tolueno Agua,
conforme a Especificación ya sea
Liquid-Calefacción Liquid-Calefacción
Baño
la
especificación especificación D para destilada o agua de
la
profundidad profundidad
362
o al Tolueno. del grifo. A1.4 suficiente suficiente para
sumergiendo una botella de 1 cuarto de galón o 1-L a su hombro. Medios serán prevista manteniendo la temperatura a 60 6 3 ° C (140 6 5 ° F). A1.4.2 botella botella de cristal, 1-qt 1-qt o 1-L, con tapón de rosca. rosca. Procedimiento A1.5 A1.5.1 Ajuste la temperatura temperatura de calentamiento calentamiento del baño a la cual la prueba de centrifugación se va a ejecutar. Mantener la temperatura del baño a 63 ° C (50 ° F). A1.5.2 Llenar la botella de vidrio con 700 a 800 ml de tolueno. Añadir 25 ml de agua. Cierre la tapa de la botella y agite vigorosamente vigorosamente durante 30 s. A1.5.3 Afloje la tapa y colocar la botella en el baño durante 30 min. Remover la botella, apriete el tapón y agitar con precaución durante 30 s. Repita el procedimiento anterior A1.5.4 (A1.5.3) tres veces. Los presión de vapor de tolueno a 60 ° C (140 ° F) es de aproximadamente el doble que a 38 ° C (100 ° F).
A1.5.4.1 A1.5.4.1 Deje Deje la botella con con la mezcla de de tolueno tolueno agua agua sentarse en las 48 h antes de usar el baño baño.. Esto asegurará asegurará completa completa las 48 el equilibrio equilibrio entre el el tolueno y y el agua libre, libre, así como saturación completa a la temperatura deseada deseada.. Si es es completa el tolueno necesario utilizar el tolueno saturado con agua agua antes de la la 48-h 48-h tiempo de equilibrado ha completado, completado, el disolvente debe ser equilibrado se en los se vertido en tubos de centrífuga centrífuga y centrifugar en el mismo mismo equipo en en la misma fuerza fuerza centrífuga centrífuga relativa y y temperatura que se utiliza la temperatura utiliza para la prueba de de la centrífuga. centrífuga. El El tolueno tolueno debe ser cuidadosamente pipeta desde el el tubo de centrífuga centrífuga de modo que cualquier cuidadosamente con pipeta libre que agua libre que puede estar en en la parte inferior del del tubo no no es es perturbado. perturbado. A1.5.4.2 A1.5.4.2 La saturación es es tiempo y y dependiente de la temperatura. temperatura. Ello Ello Se recomienda que botellas de de la la mezcla de agua y y tolueno tolueno sean sean que las botellas a temperatura de ensayo se mantiene a ensayo en el baño baño en todo momento momento de forma que que saturado saturado solvente estará disponible solvente disponible cada vez que que las pruebas pruebas se van a a ejecutar . .
A2.1 A2.1 ToluenoTolueno-Precaución Precaución Mantener alejado alejado del calor, chispas, chispas, y llamas al descubierto. descubierto. Vapor dañino. dañino. El tolueno es tóxico. tóxico. es cuidado Especial cuidado se debe tomar para para evitar respirar el vapor y para proteger los ojos. ojos. Mantener cerrados Utilizar con una con prolongado o repetido Evite el contacto prolongado repetido con la piel.
los ventilación
contenedores. contenedores. adecuada. adecuada.
Resumen X1.1 X.1.1.1 Este programa de pruebas round-robin ha demostrado que la método de destilación como se practica es algo más preciso que el método de centrífuga. La corrección promedio para el método de destilación es de aproximadamente 0,06, mientras que la centrífuga corrección es de aproximadamente 0,10. Sin embargo, esta corrección no es constante ni se correlacionan bien con la medida concentración. X1.1.2 Hay una ligera mejora en la precisión de la método de destilación durante la presente norma ASTM D 95: 0.08 repetibilidad en comparación con 0,1 y 0,11 frente a 0,2 para la reproducibilidad. Estas cifras son aplicables a partir del 0.1 al 1% contenido de agua, la nivel máximo estudiado en este programa. X1.1.3 La precisión del método de centrifugación es peor que la destilación: repetibilidad es de aproximadamente 0,12 y la 0,28 reproducibilidad. X1.2 X1.2 X1.2.1 X1.2.1
En
vista
de de
la
importancia
económica
de de
Introducción Introducción la medición medición
el contenido de agua de aceites crudos crudos con precisión y exactitud exactitud,, una una agua de de API grupo de / Comité Conjunto Conjunto ASTM ASTM trabajando en en estático estático Medición Medición de Petróleo Petróleo (COSM) llevó a cabo la evaluación de de dos métodos para de agua en en los crudos crudos.. Una Una destilación destilación para la determinación de método (Método de Prueba D 95 método 95)) y un método de centrifugación centrifugación (Test (Test Método Método D 1796) 1796) se evaluaron evaluaron en este programa. programa. ambos métodos métodos se modificaron ligeramente ligeramente en un intento de de mejorar la precisión precisión y precisión. precisión. X1.3 X1.3 Experimental Experimental X1.3.1 X1.3.1 muestras muestras Los siguientes siete siete aceites crudos crudos se obtuvieron obtuvieron para este este siguientes programa:
Al eliminar toda el agua o la adición de cantidades conocidas de agua para los Croods anteriores, se prepararon 21 muestras para la prueba. Cada crudo estuvo representada en tres niveles de agua concentración. El rango de concentración de toda estudiada fue de cero a 1,1% de agua. Estos valores esperados fueron utilizados para determinar la exactitud de los procedimientos de prueba. Preparación X1.3.2 muestra: X1.3.2.1 Se recibieron los aceites crudos de los proveedores en barriles. Después de la mezcla por la rodadura y torneado, dos muestras de 5-gal y una muestra de 250 ml fueron tomadas de cada barril. los Minas crudo tuvo que ser calentado a 150 ° F con un calentador de barril antes de las muestras se pueden extraer. Las muestras de 250 ml de cada uno crudo, tal como se recibe, se utiliza para establecer el caso base en agua contenido. Cada muestra se analizó por el método de ensayo D 95 para determinar el contenido de agua. Estos puntos de partida se muestran en la Tabla X1.1. X1.3.2.2 Para de obtener muestras "sin crudos agua" se dedestilócrudo, Muestra 5-gal cada uno de dos sobre uno la rango de temperatura de inicial a 300 ° F de temperatura de vapor. Esta destilación se realizó utilizando una columna de 15 platos teóricos a escala 1: 1 relación de reflujo. X1.3.2.3 "clavar" muestras a una concentración de agua conocido se hizo uso de agua de mar sintética (como se describe en el Ensayo Método D 665). Se hizo la mezcla y homogeneización con un mezclador estático. La lista completa de las muestras con su contenidos de agua esperados se muestran en la Tabla X1.2. X1.3.2.4 Las muestras para cada cooperador fueron embotellados por lo que toda la muestra tuvo que ser utilizado para una prueba determinada. En esto manera, cualquier efecto debido a la sedimentación o la estratificación del agua era eliminado. X1.3.2.5 Las muestras se codificaron para enmascarar la presencia de duplicados y una tabla de números aleatorios dictan la carrera orden de las pruebas.
para mejorar de X1.3.3.1 X1.3.3.1 Tamaño volumen volumen
de se
el
rendimiento rendimiento.. la
la
norma
la muestra muestra se incrementó incrementó para
Se
hicieron siguiente ASTM
las
modificaciones modificaciones manera: manera: D D 95 95
normalizó normalizó en 200 200 g, y el disolvente mantener el disolvente disolvente / muestra original original
proporción. proporción. X1.3.3.2 la norma ASTM D D 1796 1796 X1.3.3.2 centrífuga climatizada Una centrífuga climatizada (que tuvo lugar cerca de de 140 140 ° F) F) y el uso uso de un un demulsificador eran eran obligatorios. obligatorios . Tubos de centrífuga centrífuga de ocho ocho pulgadas pulgadas eran eran También También especificado. especificado. El tolueno tolueno saturado saturado con agua a a 60 60 ° C (140 ° F) F) era era el único disolvente disolvente permisible. permisible. El El desemulsionante desemulsionante utilizada fue una una Material de Tret-O-Lite, F65.7 F65.7 de Tret-O-Lite,
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