DETERMINACIN DE SAL EN CRUDOS POR EL MTODO ASTM D512-12DETERMINATION CRUDE SALT BY ASTM METHOD D512-12

ngela Carolina Cely, Marisol Gmez, Miguel Andrs Rivera

RESUMENEn esta prctica se determin la concentracin de sales en crudos por el mtodo ASTM D512-, teniendo en cuenta la afinidad que posee el nitrato de plata por los cloruros en presencia de un indicador como el cromato de potasio. La presencia de sales en el crudo provoca problemas como corrosin al momento de ser transportado a una refinera, niveles altos a los permitidos de sales bajan la calidad del crudo. Se obtuvo un contenido de cloruros de 12.3 .PALABRAS CLAVE: Cloruros, titulacin, mtodo de Mohr

ABSTRACTIn practice the concentration of salts in crude by ASTM D512- method is determined considering the affinity having silver nitrate for chloride in the presence of an indicator such as potassium chromate. The presence of salts in the oil causes problems such as corrosion when being transported to a refinery, higher than permitted levels of salts lower quality crude. Chlorides containing 12.3 (Lb salt) / (Bl 1000 crude) was obtained.KEYWORDS: Chlorides, titration, Mohr method.

INTRODUCCIONLas sales minerales estn presentes en el crudo en diversas formas: como cristales solubilizados en el agua emulsionada (NaCl, CaCl2 y MgCl2), productos de corrosin o incrustaciones insolubles en agua y compuestos organometlicos.Despus de la deshidratacin del rompimiento de la emulsin, el petrleo crudo todava contiene un pequeo porcentaje de agua remanente. Los tratamientos tpicos (adicin de desemulsificante, calentamiento, sedimentacin, etc.) pueden reducir el porcentaje de agua del crudo. La salinidad de la fase acuosa vara desde 100ppm hasta la saturacin, que es de 300.000ppm (30%p/p). [1]Para tratar de disminuir los diferentes contaminantes que tiene el petrleo crudo se hace por medio de tratamientos qumicos como por ejemplo utilizando productos desemulsionantes y humectantes, los cuales se dosifican en los sistemas del pretratamiento de crudo y desalado de las llamadas plantas primarias. El objetivo es disminuir el contenido de sales y agua en el crudo que se procesa, reduciendo la corrosin por la hidrolisis de estas sales, principalmente de las sales en forma de cloruros que en presencia de agua, forman el cido clorhdrico altamente corrosivo. Esta reaccin se lleva a cabo principalmente en los domos de las torres atmosfricas y es arrastrado subsecuentemente a otras partes del sistema de destilacin primaria, como lo son: lneas, condensadores y acumuladores. [2]Una de las principales razones por la cual el anlisis de salinidad es importante es para cumplir con los requerimientos de transporte y venta, ya que generalmente los oleoductos y refineras admiten contenidos de sal bajos, que oscilan entre 10 20 libras de sal por cada 1000 barriles de crudo, debido a la accin corrosiva y posteriores daos que generan mayores concentraciones de sal en el fluido. [3]El contenido de sales en un mismo crudo puede variar con el tiempo, dependiendo de las condiciones de extraccin en el yacimiento, y por lo tanto su determinacin es siempre necesaria antes de su procesamiento. [4]Existen diversos mtodos para la determinacin de sales en el crudo, uno de los ms usados es el mtodo de Mohr, el cual se basa en la afinidad que posee el nitrato de plata por los cloruros en presencia de un indicador como el cromato de potasio. [5]

MATERIALES Y METODOSEstandarizacin de la solucin de nitrato de plataSe tomaron 10ml de solucin estndar de NaCl, se les agreg 3 gotas de solucin indicadora de cromato de potasio y se titul hasta una coloracin rojo ladrillo.Separacin de agua del crudoSe tomaron 15ml de muestra de crudo a la cual se le agreg tolueno y agua destilada. La muestra se dej en bao de temperatura a 70C durante 10minutos. Despus se centrifug las muestras durante 20minutos a 2000rpm y se retir el agua del fondo del tubo de centrifuga.VALORACION DE CLORUROS (METODO DE MOHR)Se tomaron 10ml del agua filtrada para realizar la valoracin de cloruros, se ajusta a pH 8.3, se le agreg 0.5ml de perxido de hidrgeno. Una vez mezclada la solucin se realiz la titulacin, se agregaron 3 gotas de cromato de potasio como indicador y nitrato de plata como titulador. El punto final de la titulacin se observ cuando la solucin cambi a un color rojizo.

ANALISIS DE RESULTADOS

Tabla 1. Estandarizacin de la solucin de AgNO3Concentracin del estndar.0.025N

Volumen del estndar (NaCl).10 ml

Volumen promedio del titulador gastado (AgNO3).12.5 ml

Concentracin del titulador.0.02N

Reaccin del proceso de titulacin

Determinacin de la concentracin de AgNO3Vc * Cc = Vd * Cd Ecuacin 1Donde: Vc= Volumen de la solucin estndar Cc= concentracin de la solucin estndar Vd= volumen gastado de AgNO3 en la titulacin Cd = concentracin de AgNO3

Tabla 2. Determinacin de cloruros mtodo de Mohr.Concentracin del titulante (N).0.02

Volumen de la muestra (ml agua separada del crudo)10

Ml del titulador gastados en la muestra.0.3

Ml del titulador gastados en el blanco.0.1

Volumen corregido (ml)0.2

Q = lb sal/ 1000Bl de crudo12.3

Correccin del volumen de AgNO3Ecuacin 2

Determinacin de la sal en el crudo Ecuacin 3Donde: Q= Lb de sal/ 1000 Bl de crudo Nn= normalidad del AgNO3Vn= volumen de AgNO3 usado en la titulacin, ml Vh= volumen de agua a valorar

Q = 12.3

Los resultados reportados en la tabla 2 permiten observar que el crudo utilizado contiene 12.3 , lo cual nos indica que el contenido de sales es significativo, segn la norma de la industria petrolera en Colombia la mxima salinidad permitida en un crudo es de 15 debido a que niveles excesivos de sal pueden causar problemas en la perforacin, bombeo y procesos de refinacin, tambin en el transporte debido a la corrosin y obstruccin de los ductos ocasionando prdidas econmicas.

CUESTIONARIO1. Por qu se utiliza el perxido de hidrogeno en el anlisis?En la determinacin de sales en una muestra de crudo se emplea perxido de hidrogeno para eliminar impurezas presentes por sulfatos y sulfitos.

2. Qu otros mtodos para determinar cloruros en agua se pueden utilizar?Mtodo de Volhard. Este mtodo de titulacin se usa para la determinacin de Plata y compuestos de plata, aniones que se precipitan con plata como Cl-, Br -, I -, SCN- y AsO4.Para el caso de determinacin de un anin, se acidula con HNO3 ya que ste permite que las partculas se unan y formen una masa amorfa.

Se agrega un exceso de solucin tipo de AgNO3 para precipitar el anin y se valora por retroceso el exceso de Ag+, con solucin patrn de tiocianato de potasio; el indicador es el Fe+3, que proporcionacolorrojo a la solucin. Las reacciones que ocurren en la determinacin de iones cloruro son:

El Mtodo de Fajans para analizar cloruros por volumetras de precipitacin utiliza un indicador de adsorcin que consiste en que ciertos compuestos orgnicos como fluorescena y sus derivados son adsorbidos por un precipitado con un cambio de color caracterstico muy cercano o en el punto de equivalencia de la titulacin. Este mtodo consiste en la titulacin de una muestra de cloruros, con una solucin estndar de nitrato de plata (AgNO3 0.1M). Se utiliza como indicador la fluorescena, que es un cido dbil orgnico y halogenado (tiene cloro presente). Al comenzar la titulacin, los iones plata atraen electromagnticamente a los iones cloruro, de manera que estos forman la sal de cloruro de plata (AgCl). Al formarse la masa de cloruro de plata, los iones de plata siguen trayendo a los iones cloruro, pero al momento en que ya no hay iones cloruro en solucin, es decir, ya todos formaron cloruro de plata, dichos iones de plata atraen a la fluorescena (por los cloros de la molcula), que en su estado normal es de color amarillo verdoso. La fluorescena al ser atrada por los iones plata, se ve excitada, por lo tanto su coloracin pasa a un color rosa. Al darse esta coloracin se infiere, que todos los iones cloruro han formado cloruro de plata, como la relacin estequiomtrica en el cloruro de plata es 1:1, se puede decir que los moles de plata consumidos son equivalentes a los moles de cloruros en solucin.

3. Qu ventajas presenta este mtodo para realizar la determinacin de cloruros?

La valoracin de cloruros por el mtodo de Mohr se basa en una valoracin con nitrato de plata utilizando como indicador cromato de potasio. La plata reacciona con los cloruros para formar un precipitado de cloruro de plata de color blanco. La valoracin se identifica cuando se observa cambio de color de la disolucin a anaranjado-rojizo.

4. Qu es y por qu es necesario utilizar un estndar primario en la valoracin de cloruros?

El estndar primario es un compuesto de alta pureza que sirve como material de referencia en los mtodos volumtricos de titulacin. Esta sustancia debe cumplir unos requerimientos:Alta pureza, debe ser estable al aire, ausencia de agua de hidratacin para evitar variaciones con los cambios de humedad en el ambiente, fcilmente obtenible a costo moderado, solubilidad razonable en el medio de titulacin, debe ser posible su secado en estufa, no debe absorber gases, debe reaccionar rpida y estequiomtricamente con el titulante

5. Qu problemas acarrea una concentracin muy alta de cloruros en el petrleo?

A una mayor concentracin de cloruros se tendr un crudo de baja calidad; y adems esto acarrea riesgo en la tubera de transporte debido a que se puede corroer. Las prdidas econmicas que implica la corrosin pueden ser directas (relacionadas con el reemplazo de la parte afectada) o indirectas debidas a paradas de la planta imprevista para efectuar reparaciones, perdidas de producto de contenedores, tanques, caeras, etc., prdidas de eficiencia por productos de corrosin en los intercambiadores de calor, contaminacin por los derrames producidos, sobredimensionamiento en el diseo de instalaciones debido a la falta de informacin sobre la corrosin de los componentes en un ambiente determinado.

CONCLUSIONES

El contenido de cloruros presentes en la muestra de crudo analizada fue de 12.3 Lb sal/ 1000 Bl de crudo. La calidad del crudo se ve influenciada por su contenido de sales, es decir, a mayor cantidad de cloruros menor calidad del crudo. El anlisis de sales en el crudo es de vital importancia para su transporte y comercializacin. El mtodo de Mohr es de fcil aplicacin para determinar sales ya que es de corta duracin y econmicamente. La solucin indicadora de cromato de potasio nos permite observar el viraje de la disolucin durante su titulacin para determinar sales la cual cambia a un color rojizo.

BIBLIOGRAFA[1] ASTM international. (1998). standard test methods for chloride ion in water astm-d512-12.[2] ASTM international. (1968). standard test methods for water and sedimets in crude oils d26.[3] Petroleum engineering handbook.[4] Hobart h. Willard, Lynne l. Merrit, Jr, Jhon a. Dean. Mtodos instrumentales de anlisis.[5] Castellanos Vanessa. Evaluacin del proceso de desalado del crudo merey. 2008. universidad simn bolvar.