VISCOSIDAD DE HIDROCARBUROSI. y y II. OBJETIVOS Determinar experimentalmente la viscosidad de hidrocarburos lquidos. Comparar los valores obtenidos, con tablas de valores estandarizados. . MARCO TEORICO Tipos de Hidrocarburos El petrleo crudo y las fracciones que provienen de l estn conformados de molculas denominadas hidrocarburos y por una combinacin de tomos de carbono tetravalentes con tomos de hidrgeno monovalentes. Pero en el petrleo crudo no existen determinados tipos de estructuras moleculares; mientras que otras como las formas olefnicas inestables, se se ha formado, se transforman de manera total e ntegra, en molculas estables en los propios yacimientos durante el transcurso de los siglos. Mediante la realizacin de distintos tratamientos sobre el petrleo crudo, el refinador puede hacer reaparecer estas combinaciones moleculares inexistentes. Por otro lado, el petrleo crudo contiene, azufre, oxgeno y nitrgeno bajo la forma de compuestos tales como sulfuro de hidrgeno, mercaptanos R-SH, disulfuros y polisulfuros (RSS-R)n, cidos naftnicos, etc. Finalmente, y no obstante una decantacin prolongada, se observan en el petrleo crudo sedimentos y agua salada, provenientes del yacimiento o del transporte en buques petroleros Viscosidad Es una magnitud fsica que mide la resistencia interna al flujo de un fluido, resistencia producto del frotamiento de las molculas que se deslizan unas contra otras. La inversa de la viscosidad es la fluidez. La viscosidad es un parmetro que influye en la potencial emisin de contaminantes dado que es una determinante en las condiciones de la combustin. Adems resulta importante para definir las posibilidades de bombeo de los productos y el tipo de rgimen de los caos. En los fueloils es el parmetro que se sigue en la clasificacin de los productos pesados. La viscosidad es una especificacin de primer orden en los aceites lubricantes, ya que condiciona las cualidades requeridas para la lubricacin. Existen tablas que reflejan la viscosidad de los distintos hidrocarburos puros, lquidos, vapor y de fracciones del petrleo, estando en este ltimo caso en estrecha relacin con el peso molecular y la estructura qumica. La magnitud de la viscosidad depende de la conformacin qumica del crudo, de manera que a mayor proporcin de fracciones ligeras, menor es la viscosidad. Este valor depende adems de la temperatura ambiente, de forma que cuanto menor resulta sta, ms viscoso es un crudo. Existen diversas unidades para definir la viscosidad, siendo las ms utilizadas las descriptas a continuacin:

y

y

Viscosidad absoluta: Representa la viscosidad dinmica del lquido y es medida por el tiempo en que tarda en fluir a travs de un tubo capilar a una determinada temperatura. Sus unidades son el poise o centipoise (gr/SegCm), siendo muy utilizada a fines prcticos. Viscosidad cinemtica: Representa la caracterstica propia del lquido desechando las fuerzas que genera su movimiento, obtenindose a travs del cociente entre la viscosidad absoluta y la densidad del producto en cuestin. Su unidad es el stoke o centistoke (cm2/seg).

Viscosidad Cinemtica (CSt) = Viscosidad Absoluta / Densidad Usualmente en refinera se utilizan varias unidades para referirse a la viscosidad cinemtica. Adems de centistokes existen las escalas (SSU) segundos Saybolt universal, (SSF) segundo Saybolt Furol, (RI) Segundos Redwood I y (E) grados Engler. Las siguientes tablas muestran los factores de conversin ms utilizados para la viscosidad cinemtica y absoluta: Stoke 1 0,01 929 Poise 1 0,01 10 14,87 Centistoke 100 1 92000 Centipoise 100 1 1000 1487 Ft2/seg 1,076x10-3 1,076x10-5 1 Pascal/seg 0,1 0,001 1 1,48816 Cm2/seg 1 0,01 929 Lbm/ft.seg 0,0672 6,72x10-4 0,0672 1

Es bueno tomar en cuenta que en los gases el aumento de temperatura provoca un aumento en la viscosidad mientras que en los lquidos un aumento de la temperatura disminuye la viscosidad. Por otra parte la viscosidad de los gases es bsicamente independiente de la presin entre unos cuantos centsimos de atmsfera y unas cuantas atmsferas. Sin embargo, la viscosidad a altas presiones aumenta con la presin (o densidad) mientras que las viscosidades de la mayora de los lquidos no son afectadas por presiones moderadas pero se han encontrado grandes incrementos a presiones sumamente elevadas. Por ejemplo la viscosidad del agua a 10.000 atm es el doble que a 1 atm. Compuestos de mayor complejidad muestran un aumento en la viscosidad de varios rdenes de magnitud sobre el mismo intervalo de temperatura. Las viscosidades de lquidos son afectadas drsticamente por la temperatura. Esta dependencia de la temperatura absoluta se representa aproximadamente mediante la ecuacin emprica: Q = Aexp(B/T) Y en el caso de los gases, si se dispone de dos puntos experimentales, los datos pueden correlacionarse mediante la ecuacin emprica de Sutherland.

Q=Q0( 0,555.T0 +C)/(0,555.T +C) + (T/T0)3/2 Donde: T0 y T estn en grados rankine y C puede tomar los siguientes valores: Fluido O2 Aire N2 CO2 CO SO2 NH3 H2 III. METERIALES y Probeta y Viscosimetro y Hidrocarburos: o Gasolina, diesel y aguarrs. Valores Aproximados de C 127 120 111 240 118 416 370 72

IV.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL y Primero se calcula el tiempo que demora en bajar el lquido estndar (agua). Despus se prosigue con los dems hidrocarburos que se quiera medir. Se reemplazan los datos en la ecuacin I y se halla la viscosidad del mismo.

y y

(a)

(b)

(c)

(d)

(a)Medicion de agua. (b) Medicion de diesel. (c) Medicion de aguarrs. (d) Medicion de agua. Sustancia AGUA AGUARRAS GASOLINA DIESEL Tiempo (seg) 267 155 1007 157

Sustancia Densidad(Kg/m3) Viscocidad(Kg/m.seg) AGUA 1000 0.001 AGUARRAS 860 0.0004 GASOLINA 680 0.00045 DIESEL 850 0.00067

Calculos.

DIESEL

GASOLINA AGUARRS

V.

CONCLUSIONES y Se compararon los valores obtenidos con los valores medidos y no coinciden: Viscocidad Viscocidad (practica)(Kg/m.seg) (teorica)(Kg/m.seg) AGUARRAS 0.0004 0.0004 GASOLINA 0.00045 0.00045 DIESEL 0.00067 0.000673 Esto podra deberse a que los hidrocarburos se encuentran contaminados o que la condiciones en que se los almancena no son los indicados. y La temperatura a la que se trabajo fue de ambiente (19C). Sustancia

VI.

BIBLIOGRAFIA o http://www.gnc.org.ar/downloads/Hidrocarburos.pdf o http://infowarehouse.com.ve/pugoz/fluidos/fluidos_lab_viscosidad.pdf o http://www.pemex.com/files/content/NRF-218-PEMEX-2009.pdf