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FACULTAD: INGENIERÍA PROGRAMA: PETRÓLEOS NOMBRE DEL CURSO: LABORATORIO DE PROPIEDADES DEL PETRÓLEO PRÁCTICA DE LABORATORIO N° 7 DE 10 PRÁCTICA A REALIZARSE SEGÚN LA NORMA ASTM (D 92 – 90) NOMBRE DE LA PRÁCTICA DE LABORATORIO:

DETERMINACIÓN DEL PUNTO DE CHISPA Y EL PUNTO DE INFLAMACIÓN POR EL MÉTODO DE CÁMARA ABIERTA DE

CLEVELAND 1. JUSTIFICACIÓN

Los puntos de chispa y inflamación son de gran importancia para determinar la calidad del crudo y las temperaturas a las cuales puede ser almacenado y transportado, para evitar perdidas de las fracciones volátiles y peligrosas explosiones que se puedan presentar; También evalúa la calidad de los aceites usados, entre mas usados, menos componentes volátiles va a tener, y por tanto disminuirá su volatilidad. El punto de chispa (flash point) y el punto de encendido (fire point) de un líquido de petróleo son básicamente medidas de inflamabilidad. Para referirse a estos dos fenómenos deben conocerse aspectos tales como naturaleza de la sustancia y la presión a la que estos son definidos. El punto de chispa o flash point es la temperatura a la cual el liquido esta suficientemente evaporado para crear una mezcla de aire y combustible que permita la combustión por un instante. En cambio, el punto de encendido o también conocido como fire point se refiere a la temperatura en que los vapores generados logran mantener la combustión. Los aceites lubricantes tienen un punto de inflamación bastante alto (normalmente superior a 200 °C) por lo que son sustancias que pueden manejarse sin peligro, sin embargo los lubricantes oscuros que se hallan contaminados de carburantes, aunque sea en pequeña cantidad, tienen un punto de inflación bajo, por lo que esta característica resulta útil para detectar contaminantes en aceites usados. Esta práctica se puede realizar por vaso abierto el cual es el método de Cleveland o vaso cerrado que es el método de Pensk Martens. Aplicación en la Industria Petrolera: La determinación del flash point y del fire point es de mucha importancia en la industria del petróleo, debido a que al tener conocimiento sobre estos puntos de encendido y chispa de algunos derivados del petróleo, nos da una mayor seguridad a la hora de darles su uso, especialmente si se va a usar en carros u otras maquinas. Aunque la determinación de estos puntos, en el caso de los aceites lubricantes nos ayuda a detectar los contaminantes presentes en el aceite y por ende saber si es usado. .

2. OBJETIVOS

2.1. OBJETIVO GENERAL

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

2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Aprender y conocer los principios en los que se basa la experiencia Mejorar el manejo del equipo de laboratorio

3. MATERIALES Y EQUIPOS Aparato de copa abierto Cleveland Termómetro ASTM Fuente de calor Cronometro Aceites

4. MARCO TEÓRICO

Este método abarca la determinación del punto de chispa y encendido de todos los productos del petróleo, excepto los aceites y aquellos derivados que tienen un punto de chispa inferior a 175°F. La copa en donde se desarrolla la prueba estará llena hasta un nivel específico con la muestra. El punto de chispa (FLASH POINT) es la temperatura mínima a la cual el derivado está suficientemente evaporado para crear una mezcla de aire y combustible, que prendera si es encendida. La combustión a esta temperatura sólo se mantiene por un instante.

El punto de encendido (FIRE POINT) es la temperatura a la cual generan vapores a una velocidad constante para mantener la combustión. En ambos casos, la combustión es solamente posible cuando la velocidad de vapor de combustible y aire, se encuentra dentro de ciertos límites.

Tanto el punto de chispa (FLASH POINT) como el de encendido (FIRE POINT) de un derivado de petróleo son básicamente medidas de inflamabilidad, de indicación de su volatilidad y otras propiedades.

Estos dos valores no deben confundirse con la temperatura de auto ignición, la cual es completamente diferente. Una combustión espontánea incluye, no solamente la volatilidad sino también la temperatura necesaria para efectuar una reacción química (en este caso combustión), sin una fuente externa de ignición.

Los aceites lubricantes tienen un punto de inflamación bastante alto ( normalmente superior a 200 °C ) por lo que son sustancias que pueden manejarse sin peligro, sin embargo los lubricantes oscuros que se hallan contaminados de carburantes, aunque sea en pequeña cantidad, tienen un punto de inflación bajo, por lo que esta característica resulta útil para detectar contaminantes en aceites usados.

Esta práctica se puede realizar por vaso abierto el cual es el método de Cleveland o vaso cerrado que es el método de Pensk Martens. La determinación del flash point y del fire point es de mucha importancia en la industria del petróleo, debido a que al tener conocimiento sobre estos puntos de encendido y chispa de algunos derivados del petróleo, nos da una mayor seguridad a la hora de darles su uso, especialmente si se va a usar en carros u otras maquinas. Aunque la determinación de estos puntos, en el caso de los aceites lubricantes nos ayuda a detectar los contaminantes presentes en el aceite y por ende saber si es usado.

5. PROCEDIMIENTO 5.1. Llevar la taza a cualquier temperatura conveniente para que la cima del menisco esté exactamente en la línea del relleno. si se ha agregado demasiada muestra a la taza, quita el exceso, usando un cuentagotas; sin embargo, si hay muestra por fuera del aparato, vacíe, limpie, y recámbielo; destruya o remueva cualquier burbuja de aire o espuma en la superficie del líquido mientras mantiene el nivel apropiado del líquido en la taza. si la espuma persiste antes de la prueba final, deseche la prueba los resultados son erróneos. Deben calentarse las muestras viscosas hasta que ellas sean bastante fluidos antes de ser vertidas dentro de la taza; sin embargo, la temperatura durante el calentamiento no debe exceder 56º c(100ºf) debajo del punto de encendido probable. 5.2. Encender la llama de la prueba y ajústela a un diámetro de 3.2 a 4.8 mm(1/8 a 3/16 in.) 5.3. Aplicar el calor inicialmente para que la proporción de aumento de temperatura de la muestra sea de 14 a 17ºC (25 a 30ºF) / min. cuando la temperatura de la muestra sea aproximadamente 56ºC(100ºF) debajo del punto de llamarada anticipado, disminuya el calor para que la proporción de elevación de la temperatura de los últimos 28ºC(50ºF), antes del punto de llamarada, sea de 5 a 6ºC (9 a 11ºF)/min.

5.4. Arranque por lo menos 28ºC (50ºF) debajo del punto de llamarada, aplique la llama de la prueba cuando la temperatura leída sobre el termómetro marque cada 2ºC(5ºF) sucesivos. pase la llama de la prueba por el centro de la taza, a los ángulos rectos al diámetro que atraviesa el termómetro. con un movimiento liso, continuo o aplique la llama en una línea recta o a lo largo de la circunferencia de un círculo que tiene un radio de por lo menos 150 mm (6in). el centro de la llama de la prueba no debe entrar un avión horizontal más de 2mm (5/64in.) sobre el avión del borde superior de la taza y pasando en una sola dirección. En el momento de la aplicación de la próxima llama de la prueba, pase la llama en la dirección opuesta. el tiempo empleado pasando la llama de la prueba por la taza en cada caso será aproximadamente 1 s. NOTA 1: Precaución: la atención meticulosa a todo los detalles que relacionan el aplicador de la llama de la prueba, el tamaño de la llama de la prueba, la proporción de aumento de temperatura, y la proporción de pasar la llama de la prueba encima de la muestra es deseable para los buenos resultados .

Registre la temperatura a la cual aparece el primer relampagueo sobre la superficie del

fluido de prueba, ya que este es el flash point. No confunda la verdadera llamarada con el halo azulado que a veces rodea la llama de prueba.

Determinación del punto de encendido (FIRE Point), continúe el calentamiento para

que los aumentos de temperatura de la muestra sea una velocidad de 5 a 6ºC (9 a

11ºF) / min. continúe la aplicación de la llama de la prueba a intervalos de 2ºC(5ºF) hasta que el aceite encienda y continúe quemando a estas alturas para por lo menos 5 s. Registre la temperatura como el punto de encendido (FIRE Point) observado del aceite.

6. CUESTIONARIO 6.1. ¿Cuál es la repetibilidad y la reproducibilidad en esta determinación? 6.2. ¿Cuál es la aplicabilidad de esta determinación en la industria? 6.3. ¿Con que ecuación se corrige el punto de chispa y de encendido y explique sus variables? 6.4. ¿Cuando se deben hacer las correcciones para presiones barométricas? 6.5. ¿Cuál es la relación entre la gravedad API y los puntos de chispa y encendido de productos del petróleo? 7. DIAGRAMA DE FLUJO Ver esquema a continuación. 8. BIBLIOGRAFÍA

ASTM STANDARS, Petroleum Products and Lubricants. • MORALES, Haydeé, ORDUZ, Luis Humberto, PARRA Pinzón, Ricardo. Especificación

y clasificación de aceites lubricantes. Universidad Surcolombiana. Neiva 2002. • JACOBS ASOCIADOS & CIA LTDA. Curso “manejo y tratamiento de petróleo crudo y

gas natural”, Volumen I “Generalidades, propiedades y aplicaciones”; Dina, Huila, 1984.

DIAGRAMA DE FLUJO

Inicio

Lave la copa de prueba con un solvente adecuado removiendo residuos de pruebas anteriores

Ubique el termómetro de tal forma que el bulbo quede sumergido en la muestra sin tocar las paredes de la copa

Llene con muestra hasta el nivel que tiene la copa y retire la burbujas de aire que estén en la superficie

Encienda la llama de prueba y graduela a un diámetro de 1/8 a 9/16"

Caliente el sistema con una taza de cambio entre 25 y 30 °F por minuto

Cuando la temperatura de la muestra sea de 100 °F por debajo del punto de chispa , disminuya el calor para que el aumento de temperatura de los últimos

50 °F este entre 9 y 11 °F

Durante los últimos 50 °F (antes del punto de chispa) cada 5 °F con un movimiento suave pero continuo aplique la llama de prueba a través del centro

de la copa durante un segundo en una sola dirección

El punto de chispa es alcanzado cuando la llama de la prueba produce una chispa con vapores de la muestra , registre la temperatura

El punto de encendido es alcanzado cuando la llama producida por ignición de la mezcla aire y aceite vaporizado .

5 seg de ignición

Se ha alcanzado el punto de ignición No se ha alcanzado el punto de ignición siga el calentamiento

fin 1

1

NOSI

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