El petróleo crudo existe como una mezcla natural compleja de hidrocarburos y su composición varía según la fuente, las condiciones del yacimiento y las proporciones de los diferentes compuestos que se encuentran dentro del depósito subterráneo.
La clasificación del petróleo crudo ayuda a explicar estas diferencias al agrupar el petróleo según su composición química, densidad, gravedad API, viscosidad, distribución de carbono, índice de correlación y otras características físicas y químicas mensurables utilizadas por la industria.
Comprender la clasificación del petróleo crudo es importante porque los tipos de crudo se comportan de manera diferente durante el transporte, almacenamiento, refinación y procesamiento, mientras que sus propiedades influyen en el rendimiento del producto, los requisitos de tratamiento, los costos operativos y el valor económico.
El petróleo y el gas natural se producen naturalmente como mezclas de hidrocarburos que pueden separarse en componentes que existían dentro del yacimiento antes de que se introdujeran la refinación u otros métodos de procesamiento aplicados.
Este artículo explica las principales clases de petróleo crudo, el significado de la gravedad API y propiedades importantes que incluyen densidad, contenido de sal, contenido de azufre, punto de fluidez, contenido de cenizas, viscosidad y metales traza.
Clasificación del petróleo crudo
La clasificación del petróleo crudo utiliza varios factores porque el petróleo de diferentes campos no contiene sustancias idénticas. proporciones de hidrocarburos, impurezas o características físicas. Estas diferencias afectan los requisitos de manipulación, almacenamiento, transporte, refinación y procesamiento.
El petróleo puede clasificarse según su estado físico junto con otros combustibles fósiles, pero la composición química proporciona una base más detallada para distinguir los tipos de petróleo crudo y predecir su comportamiento durante el procesamiento y la refinación.
Los principales grupos de composición descritos para el petróleo incluyen aceites crudos parafínicos, nafténicos y aromáticos. Algunos petróleos crudos también muestran características mixtas, combinando proporciones significativas de más de un grupo hidrocarburo dentro de un depósito.
Los petróleos crudos también pueden recibir descripciones de mercado, como ligeros o pesados, según la densidad y la gravedad API, mientras que las descripciones agridulces suelen reflejar diferencias en el contenido de azufre durante la evaluación comercial.
Estos enfoques de clasificación son sistemas complementarios y no competitivos. Un solo petróleo crudo puede pertenecer a una clase de composición química y al mismo tiempo recibir una categoría de densidad y una descripción de mercado basada en azufre.
Debido a que la clasificación se basa en características mensurables, los analistas pueden comparar petróleo crudo de diferentes pozos utilizando una terminología consistente. Este enfoque apoya una comunicación más efectiva entre productores, comerciantes, transportistas y operadores de refinerías.
La clasificación química se centra en las familias de hidrocarburos, mientras que la densidad y la gravedad API enfatizan la pesadez física. El contenido de azufre añade otra dimensión práctica, permitiendo que los petróleos crudos reciban descripciones comerciales más amplias en los mercados petroleros.
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Clases de composición de hidrocarburos
1. Parafínico: Los petróleos crudos parafínicos contienen grandes cantidades de hidrocarburos saturados de cadena lineal o ramificada y cantidades comparativamente más pequeñas de estructuras de anillos dentro de su composición general y distribución molecular en el yacimiento.
2. Nafténico: Los petróleos crudos nafténicos contienen altas proporciones de hidrocarburos cíclicos saturados con uno o más anillos, que a veces llevan cadenas laterales de parafina en esas estructuras de anillos y estructuras moleculares dentro del crudo.
3. Aromático: Los petróleos crudos aromáticos contienen cantidades relativamente grandes de hidrocarburos con núcleos aromáticos, incluidas estructuras basadas en sistemas de anillos de benceno, naftaleno y fenantreno dentro de su compleja composición y distribución molecular.
4. Clases Mixtas: Los petróleos crudos pueden combinar características parafínicas, nafténicas y aromáticas, produciendo categorías mixtas cuyos porcentajes varían sustancialmente. Estas combinaciones explican por qué los petróleos crudos de diferentes campos muestran propiedades distintas.
5. Parafínico-Nafténico: Esta clase de crudo mixto contiene componentes sustanciales de parafina y nafteno, lo que crea características químicas intermedias que difieren de las clases de petróleo fuertemente parafínico o fuertemente nafténico que se encuentran en muchos yacimientos.
6. Parafínico-Nafténico-Aromático: Esta clase mixta contiene proporciones significativas de las tres familias de hidrocarburos, lo que demuestra que la composición del petróleo crudo puede combinar varias características estructurales dentro de una mezcla de petróleo de campos productores particulares.
| Petróleo crudo | Parafina | nafteno | Aromático | Cera | Asfalto | |
| Clasificación | (% | (%) | (%) | (%) | (%) | |
| parafínico | 46 – 61 | 22 – 32 | 12 – 25 | <10 | <6 | |
| Parafínico – Nafténico | 42 – 45 | 38 – 39 | 16 – 20 | <6 | <6 | |
| nafténico | 15 – 26 | 61 – 76 | 8 – 13 | 0 | <6 | |
| Aromático | <8 | 57 – 78 | 20 – 25 | <0,5 | <20 | |
| Parafínica – Nafténica – Aromática | 27 – 35 | 36 – 47 | 26 – 33 | <1 | <10 |
Clasificación API de gravedad y densidad
La densidad proporciona otra base ampliamente aceptada para la clasificación del petróleo crudo. Representa la masa por unidad de volumen, mientras que la gravedad específica compara la densidad del petróleo con la densidad de una sustancia de referencia.
La gravedad API proporciona una escala de la industria petrolera derivada de la gravedad específica. Una gravedad API más alta generalmente indica un crudo más liviano, mientras que una gravedad API más baja indica un crudo más pesado con mayor densidad y diferentes características de manejo.
Los valores de gravedad específica de los petróleos crudos pueden variar desde aproximadamente 0,82 para crudos más ligeros hasta más de 1,0 para materiales más pesados. Las refinerías utilizan estas diferencias al evaluar las materias primas crudas y el comportamiento de procesamiento esperado.
Según la clasificación de fuentes, el petróleo crudo con una gravedad API superior a 30,0 cae dentro de la categoría basada en parafina, mientras que los valores de 20,1 a 29,9 indican características intermedias entre los tipos de parafina y nafteno.
La gravedad API por debajo de 20 indica crudo pesado a base de nafteno bajo la clasificación de fuente. Los valores de gravedad específica proporcionan la perspectiva de densidad correspondiente, lo que ayuda a los usuarios a interpretar si el crudo es comparativamente liviano o pesado durante el proceso. evaluación comercial.
El sistema API no describe todas las características básicas por sí solo. Las refinerías todavía examinan el azufre, la sal, la viscosidad, el punto de fluidez, los metales y la composición antes de seleccionar las condiciones de procesamiento y el equipo adecuados para una refinería.
Por lo tanto, la gravedad específica y la gravedad API funcionan como indicadores prácticos en lugar de descripciones completas de la calidad del crudo. Siguen siendo necesarias pruebas de laboratorio detalladas cuando las refinerías comparan materias primas o planifican operaciones de procesamiento.
La relación entre la densidad y el rendimiento del producto hace que estas mediciones sean valiosas durante la compra de crudo y la planificación de la refinería. Sin embargo, los operadores deben interpretar los valores junto con la composición y los niveles de contaminantes.
Propiedades clave del petróleo crudo
Las propiedades del petróleo crudo difieren según el origen y la proporción de componentes en cada mezcla. Estas características mensurables proporcionan información de primera mano sobre la calidad del crudo, las demandas de procesamiento, la dificultad de manejo y el valor económico.
1. Viscosidad: La viscosidad describe la resistencia al flujo y afecta fuertemente el bombeo, el transporte, el almacenamiento y el procesamiento. El crudo más viscoso generalmente requiere un mayor esfuerzo de bombeo y un manejo más cuidadoso a través de tuberías y equipos.
2. Distribución de carbono: La distribución del carbono describe cómo se producen los átomos de carbono en las moléculas y fracciones de hidrocarburos. La distribución ayuda a distinguir las características del crudo e indica cómo las diferentes estructuras de los hidrocarburos contribuyen al comportamiento del procesamiento.
3. Índice de correlación: El índice de correlación proporciona una medida comparativa utilizada con otras características crudas. Ayuda a los especialistas en petróleo a relacionar la composición química y la estructura de los hidrocarburos al evaluar y comparar diferentes petróleos crudos.
4. Composición de los hidrocarburos: La composición de hidrocarburos identifica la presencia relativa de compuestos parafínicos, nafténicos y aromáticos. Esas proporciones ayudan a clasificar el crudo y proporcionan pistas sobre las fracciones esperadas del producto después refinación de petróleo.
5. Ensayo crudo: Un ensayo crudo reúne varias mediciones individuales para describir una materia prima de manera integral. Pruebas consistentes mejora la comparación, respalda la planificación de procesos y ayuda a identificar cambios en la calidad del crudo.
Contenido de sal y azufre
1. Contenido de sal: El contenido de sal se expresa en miligramos de cloruro de sodio por litro de petróleo o, alternativamente, en libras por barril. Indica sal disuelta en agua emulsionada con petróleo crudo durante la producción.
2. Corrosión de refinería: El alto contenido de sal presenta graves riesgos de corrosión durante el refinado y puede contribuir a obstruir los intercambiadores de calor y las tuberías de calefacción. La fuente recomienda desalar cuando la sal supera las diez libras por 1.000 barriles.
3. Contenido de azufre: Los compuestos de azufre influyen en el tratamiento requerido durante el refinado, por lo que los refinadores miden el azufre antes de seleccionar estrategias adecuadas de procesamiento y tratamiento. Los niveles más altos de azufre pueden aumentar los requisitos de tratamiento y los costos operativos.
4. Pruebas de azufre: La fuente describe la quema de una muestra de crudo medida en un corriente de aire para oxidar compuestos de azufre, seguido de disolver trióxido de azufre en agua y valorar el ácido resultante.
Punto de fluidez y comportamiento del flujo
El punto de fluidez es la temperatura más baja a la que se observa que el petróleo crudo o uno de sus productos fluye bajo condiciones de prueba especificadas. Indica un comportamiento importante del flujo a baja temperatura en el manejo de petróleo.
El punto de fluidez proporciona una indicación de la cera de petróleo, particularmente los hidrocarburos de cadena larga, presentes en el petróleo crudo. El crudo parafínico generalmente contiene más cera que otros tipos de crudo descritos en este sistema de clasificación.
El alto contenido de cera puede crear desafíos de manipulación porque los hidrocarburos de cadena larga pueden cristalizar o precipitar a medida que las temperaturas se acercan a las condiciones ambientales. Este comportamiento puede restringir el flujo a través de sistemas de almacenamiento, bombas y tuberías.
El transporte se vuelve más difícil cuando la temperatura del crudo cae por debajo de su punto de fluidez. Por lo tanto, los operadores pueden necesitar prácticas de calefacción adecuadas o depresores químicos del punto de fluidez para mantener condiciones de flujo aceptables durante el movimiento.
La fuente identifica n-parafinas de cadena larga que contienen aproximadamente de 16 a 60 átomos de carbono como contribuyentes a la precipitación cercana al ambiente que puede reducir la fluidez y eventualmente detener el flujo de petróleo crudo por completo bajo ciertas condiciones.
El comportamiento a bajas temperaturas debe recibir especial atención cuando el crudo viaja largas distancias o permanece almacenado durante períodos prolongados. Las condiciones de manipulación adecuadas ayudan a los operadores a mantener el movimiento a través de tuberías y equipos relacionados.
Los problemas de flujo relacionados con la cera también pueden influir en la eficiencia operativa porque el movimiento restringido puede aumentar las demandas de bombeo y complicar el manejo de rutina. Probar el punto de fluidez ayuda a identificar estas posibles dificultades de antemano.
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Contenido de cenizas y metales traza
El contenido de cenizas ayuda a determinar la cantidad de componentes metálicos presentes en el petróleo crudo. Las cenizas se componen principalmente de material inorgánico que queda después de que los componentes combustibles se queman a alta temperatura durante el análisis.
Durante el proceso de incineración, los componentes que contienen carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno y azufre se oxidan a medida que el crudo se quema por completo. El material restante forma sales metálicas estables, óxidos metálicos y residuos de óxido de silicio.
Las cenizas residuales pueden sufrir más análisis elemental utilizando técnicas espectroscópicas de absorción atómica. Este análisis adicional ayuda a identificar los componentes metálicos individuales que se producen dentro de la muestra de petróleo crudo después de una combustión completa.
Las mediciones de níquel y vanadio pueden complementar otros resultados de laboratorio cuando los especialistas investigan la variación bruta. Sus niveles relativos pueden revelar diferencias en los materiales de origen, las condiciones de los yacimientos, los entornos de formación de petróleo y la historia geológica.
Los petróleos crudos generalmente contienen clases similares de compuestos, pero sus porcentajes varían de un pozo a otro y de un campo a otro. Esas variaciones explican por qué diferentes crudos requieren diferentes enfoques de procesamiento.
Aunque la ceniza representa el residuo inorgánico que queda después de la combustión, el resultado también ayuda a indicar la presencia de material metálico problemático. Esta información resulta valiosa al evaluar materias primas de crudo complejas o pesadas.
Por qué son importantes las propiedades del petróleo crudo
Las propiedades del petróleo crudo tienen efectos directos en la economía de las refinerías porque influyen en los tipos de productos que una refinería puede obtener, el tratamiento requerido y la dificultad de procesar cada materia prima.
1. Rendimiento del producto: Los petróleos crudos más ligeros pueden proporcionar mayores proporciones de destilados ligeros y medios, como la gasolina, que pueden alcanzar valores más altos y mejorar el atractivo económico del crudo.
2. Costo de procesamiento: El crudo que contiene cantidades sustanciales de azufre, nitrógeno, sales o metales puede requerir tratamiento adicional. Estas impurezas pueden afectar los catalizadores, los equipos, las tuberías y los gastos operativos generales de la refinería durante el procesamiento del petróleo.
3. Transporte: La densidad, la viscosidad, el contenido de cera y el punto de fluidez influyen en el movimiento a través de tuberías y sistemas de almacenamiento. Comprender estas propiedades ayuda a los operadores a seleccionar las condiciones de manipulación adecuadas para un transporte seguro y eficiente.
4. Valoración del Crudo: Los compradores y refinadores utilizan propiedades medidas para comparar materias primas crudas. La calidad, la composición, los niveles de impurezas y el rendimiento esperado del producto influyen colectivamente en la demanda, las decisiones de procesamiento y el valor comercial en el mercado.
5. Evaluación general: Juntas, estas propiedades explican por qué los petróleos crudos pueden tener valores comerciales, mientras que el rendimiento del producto, el tratamiento de impurezas, el comportamiento del transporte, las demandas del equipo, riesgos y respuestas ambientalesy las opciones de procesamiento influyen en el valor.
Resumen sobre la clasificación del petróleo crudo y sus propiedades
| Aspecto | Resumen |
|---|---|
| Base de clasificación | Composición química, densidad, gravedad API, viscosidad, distribución de carbono e índice de correlación. |
| Crudo parafínico | Rico en hidrocarburos saturados de cadena lineal o ramificada con relativamente menos estructuras de anillos. |
| Crudo nafténico | Rico en hidrocarburos cíclicos saturados que contienen uno o más anillos. |
| Crudo Aromático | Contiene mayores proporciones de núcleos de hidrocarburos aromáticos como el benceno y sistemas de anillos relacionados. |
| Gravedad API | Los valores más altos indican crudo más ligero, mientras que los valores más bajos indican crudo más pesado. |
| Propiedades importantes | Densidad, contenido de sal, contenido de azufre, punto de fluidez, contenido de cenizas, viscosidad y metales traza. |
| Importancia económica | Las propiedades influyen en el rendimiento del producto, las necesidades de tratamiento, el transporte, el costo de procesamiento y el valor del crudo. |
Preguntas frecuentes sobre la clasificación del petróleo crudo y sus propiedades clave explicadas
1. ¿Qué es la clasificación del petróleo crudo?
La clasificación del petróleo crudo agrupa el petróleo según su composición química, densidad, gravedad API y otras características mensurables.
2. ¿Cuáles son las principales clases químicas del petróleo crudo?
Las clases principales son los tipos de crudo parafínicos, nafténicos, aromáticos y mixtos que contienen combinaciones de estas familias de hidrocarburos.
3. ¿Qué muestra la gravedad API?
La gravedad API indica la densidad del crudo a escala de petróleo; Los valores API más altos generalmente representan crudo más liviano, mientras que los valores más bajos indican crudo más pesado.
4. ¿Por qué es importante el contenido de sal en el petróleo crudo?
El alto contenido de sal puede promover la corrosión y la obstrucción de los equipos de refinería, por lo que el crudo puede requerir desalación antes de continuar con su procesamiento.
5. ¿Por qué es importante el contenido de azufre?
El contenido de azufre afecta el tratamiento requerido durante la refinación y puede aumentar las demandas de procesamiento y los costos operativos.
6. ¿Qué es el punto de fluidez?
El punto de fluidez es la temperatura más baja a la que se observa que fluye el petróleo crudo o un producto en condiciones de prueba específicas.
7. ¿Qué mide el contenido de cenizas?
El contenido de cenizas indica residuos inorgánicos y metálicos que quedan después de que el petróleo crudo se quema completamente a alta temperatura.
8. ¿Por qué las propiedades del petróleo crudo son importantes desde el punto de vista económico?
Influyen en el rendimiento de los productos, los requisitos de tratamiento, la dificultad de transporte, los costos de refinería y el valor comercial de las materias primas crudas.
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