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Refino Petroquímico, 4º curso
Grado en Ingeniería de los Recursos Energéticos
PA_4. Composición fraccional PNA (parafinas, naftenos, aromáticos)
Es importante conocer la composición fraccional en términos de porcentaje de parafinas, naftenos y
aromáticos contenidos en las fracciones ligeras y pesadas del petróleo, ya que condiciona los posibles
rendimientos y condiciones de operación en las unidades de refinería.
Esta composición fraccional se calcula a partir de los datos de densidad (SG), viscosidad (100, 210 en
Stokes), índice de refracción (n) y peso molecular (M). Se utilizan las siguientes ecuaciones:
Para fracciones ligeras (peso molecular M < 200):
x p  a  b ( R i )  c (VGF )
(1)
xn  d  e ( R i )  f (VGF )
(2)
xa  g  h ( R i )  i (VGF )
(3)
Siendo VGF  1.816  3.484 SG  0.1156 ln v100
(4)
VGF  1.948  3.535 SG  0.1613 ln v210
(5)
ó
g 

density en

cm3 

y Ri  n 
2
(6)
Para fracciones pesadas (peso molecular M > 200):
x p  a  b ( R i )  c (VGC )
(7)
xn  d  e ( R i )  f (VGC )
(8)
xa  g  h ( R i )  i (VGC )
(9)
Siendo
VGC 
10 SG  1.0752 log(V100  38)
10  log(V100  38)
(10)
ó
VGC 
SG  0.24  0.022 log(V210  35.5)
0.755
(11)
donde V es la viscosidad Saybolt que se calcula a partir de la viscosidad cinemática en las unidades de
cStokes:
V100  4.6324 v100 
1  0.03264 v100
(3930.2  262.7v100  1.646v100 ) x10 5
V210  1.0066856 V100
2
3
(12)
(13)
1
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El valor de Ri para fracciones pesadas se calcula por la misma ecuación que para las fracciones ligeras,
ec. (6).
Las constantes que aparecen en las ecuaciones del cálculo de las fracciones, ecs. (1)-(3) y (7)-(9),
tienen los valores:
¿Cómo se calcula el índice de refracción n ?
El índice de refracción se calcula en función de la densidad y de la temperatura media de ebullición (Tb,
introducir en ºRankine) de la fracción como:
 1  2I 
n

 1 I 
1/ 2
(14)
I  a exp(b Tb  c SG  d Tb SG) Tb SG f
e
Siendo las constantes a-e:
2
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¿Cómo se calcula la viscosidad  ?
La viscosidad se calcula a presión atmosférica y a temperaturas 100ºF (37.8ºC) y 210 ºF (98.9ºC), y se
obtiene en las unidades de cStokes de las ecuaciones:
log v210  0.463634  0.166532( API )  5.13447 x10 4 ( API ) 2  8.48995x10 3 K ( API )
8.0325x10 2 K  1.24899( API )  0.197680( API ) 2

( API )  26.786  2.6296 K
(15)
log v100  4.39271  1.94733 K  0.12769 K 2  3.2629 x10 4 ( API ) 2  1.18246 x10 2 K ( API )

0.17161K 2  10.9943( API )  9.50663x10 2 ( API ) 2  0.860218 K ( API )
( API )  50.3642  4.78231 K
(16)
EJEMPLO 1. Calcular la composición (en parafinas, naftenos y aromáticos) de una fracción de crudo que
tiene MeABP= 320ºC y densidad API = 34.
EJEMPLO 2. Tomar las características del anterior ejemplo de pseudocomponentes (PA_3) y estimar las
composiciones en parafinas, naftenos, aromáticos. Con los resultados, observar la evolución de estas
composiciones según las temperaturas de ebullición.
NOTA: RECORDAR QUE EL PRIMER PASO A HACER ES CALCULAR EL PESO MOLECULAR DE LA
FRACCIÓN O FRACCIONES PARA SABER QUÉ CONJUNTO DE ECUACIONES HAY QUE EMPLEAR.
¿Cómo se calcula el peso molecular de una fracción? Se puede obtener a partir de la siguiente
correlación, en la que se han de introducir los valores de densidad (en forma de SG) y de temperatura
media de ebullición de la fracción (MeABP es Tb, y se ha de trabajar en la ecuación en unidades
Kelvin).
M  42.965[exp(2.097 x104 Tb  7.78712SG  2.08476x103 Tb SG)]Tb
1.26007
SG 4.98308
3