UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA

UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA
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DISEÑO DE UN PLAN DE MEJORA TECNOLÓGICA A LOS
PROCEDIMIENTOS DE PRUEBA DE LABORATORIO EN ANÁLISIS DE
CRUDO Y GAS ÁCIDO EN LA PLANTA URDANETA GARCÍA DE PDVSA
PETRÓLEO Y GAS
Trabajo Especial de Grado para optar al Título de Ingeniero Químico
PRESENTADO POR:
RAFAEL ANTONIO ROMERO MARTÍNEZ
C.I: 16.109.715
TUTOR ACADÉMICO:
ING. JOSÉ BOHÓRQUEZ
C.I: 3.379.454
MARACAIBO, ENERO DE 2007
UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA
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DISEÑO DE UN PLAN DE MEJORA TECNOLÓGICA A LOS
PROCEDIMIENTOS DE PRUEBA DE LABORATORIO EN ANÁLISIS DE
CRUDO Y GAS ÁCIDO EN LA PLANTA URDANETA GARCÍA DE PDVSA
PETRÓLEO Y GAS
______________________________________
RAFAEL ANTONIO ROMERO MARTÍNEZ
C.I: 16.109.715
MARACAIBO, ENERO DE 2007
Este jurado aprueba el trabajo especial de grado titulado “Diseño de un plan de mejora
tecnológica a los procedimientos de prueba de laboratorio en análisis de crudo y gas ácido
en la planta Urdaneta García de PDVSA PETRÓLEO Y GAS”, presentado por Rafael
Antonio Romero Martínez, portador de la cédula de identidad No. 16.109.715 para optar al
título de Ingeniero Químico.
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ING. JOSÉ BOHÓRQUEZ
C.I: 3.379.454
TUTOR
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___________________________
Ing. Oscar Urdaneta
C.I: 4.520.200
Jurado
Ing. Eudo Osorio
C.I: 4.145.556
Jurado
___________________________
___________________________
Ing. Oscar Urdaneta
C.I: 4.520.200
Director de la Escuela de Ing. Química.
Ing. José Bohórquez
C.I: 3.379.454
Decano de la Facultad de Ingeniería
MARACAIBO, ENERO DE 2007
IV
DEDICATORIA
A Jesús de la Divina Misericordia, por escucharme y guiar mis pasos en todo
momento.
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A mis padres “Emilia y René”, quienes son un ejemplo día a día. Gracias por estar
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siempre a mi lado apoyándome. ¡Este logro también es de ustedes!.
A mis hermanos “Vane y René”, por ayudarme y apoyarme siempre que los he
necesitado.
A mi abuela “Edelmira”, quien ayudó a forjar mi camino desde el principio. Se que
desde el cielo me estas viendo.
A “Mary”, por estar a mi lado apoyándome durante todo este tiempo, en las buenas y
en las malas.
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AGRADECIMIENTO
A Andrés Guerrero, por abrirme las puertas para este logro. ¡Muchas Gracias!.
A Menry Marín, por guiarme en la selección y el desarrollo de este trabajo especial de
grado.
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A Mayron Marín, por guiarme durante todo este trabajo.
A Gabriela Gaviria, por toda la colaboración prestada.
A PI TOOLS S.A., por acogerme y brindarme la oportunidad de realizar este trabajo
especial de grado con ustedes. ¡Gracias!.
A la Universidad Rafael Urdaneta y a la Escuela de Ingeniería Química, por
formarme como ingeniero y enriquecerme de conocimientos día a día.
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ÍNDICE GENERAL
DEDICATORIA ....................................................................................................................V
AGRADECIMIENTO ..........................................................................................................VI
ÍNDICE GENERAL ........................................................................................................... VII
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ÍNDICE DE TABLAS ...........................................................................................................X
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ÍNDICE DE FIGURAS ........................................................................................................XI
RESUMEN ......................................................................................................................... XII
ABSTRACT…..………………………………………………………………………….XIII
INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................1
CAPÍTULO I. EL PROBLEMA.............................................................................................4
PLANTEAMIENTO Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA.............................................4
OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN ..............................................................................7
Objetivo General.....................................................................................................................7
Objetivos específicos ..............................................................................................................7
JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN ......................................................................8
DELIMITACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN.......................................................................9
Delimitación Espacial .............................................................................................................9
Delimitación Temporal ...........................................................................................................9
VII
CAPÍTULO II. MARCO TEÓRICO ....................................................................................11
ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN...................................................................11
BASES TEÓRICAS .............................................................................................................14
PROCEDIMIENTO PARA LA TOMA DE MUESTRAS DE PETRÓLEO CRUDO........14
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PROCEDIMIENTO PARA LA DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE AGUA Y
DERECH
SEDIMENTOS EN PETRÓLEO CRUDO. .........................................................................23
PROCEDIMIENTO PARA LA DETERMINACIÓN DE LA GRAVEDAD API
EN
PETRÓLEO CRUDO ...........................................................................................................31
PROCEDIMIENTO PARA LA DETERMINACIÓN DE H2S EN PETRÓLEO CRUDO..
..............................................................................................................................................40
PROCEDIMIENTO PARA LA DETERMINACIÓN DE H2S EN GAS. . .........................49
PROCEDIMIENTO DE HIGIENE Y SEGURIDAD EN EL LABORATORIO. ...............54
PROCEDIMIENTO PARA MANEJO Y DISPOSICIÓN FINAL DE PRODUCTOS
PELIGROSOS.. ....................................................................................................................59
PROCEDIMIENTO PARA LA DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE AGUA EN
CRUDO POR DESTILACIÓN.. ..........................................................................................63
PROCEDIMIENTO PARA EL MANEJO Y CONTROL DE MUESTRAS TESTIGO.....75
DEFINICIÓN DE TÉRMINOS BÁSICOS..........................................................................77
MAPA DE VARIABLE .......................................................................................................86
CAPÍTULO III. MARCO METODOLÓGICO....................................................................88
VIII
TIPO DE INVESTIGACIÓN ...............................................................................................88
DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN ...................................................................................90
TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN.................91
POBLACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN...........................................................................94
FASES DEL ESTUDIO PARA EL DISEÑO DE UN PLAN DE MEJORA
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TECNOLÓGICA A LOS PROCEDIMIENTOS DE LABORATORIO EN ANÁLISIS DE
DERECH
CRUDO Y GAS ÁCIDO EN LA PLANTA URDANETA GARCÍA DE PDVSA
PETRÓLEO Y GAS. ............................................................................................................94
CAPÍTULO IV. RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN............................................98
PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS.........98
CONCLUSIONES ..............................................................................................................113
RECOMENDACIONES……………………………………………………………….....116
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...............................................................................119
IX
ÌNDICE DE TABLAS
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Tabla 1.Graduación mínima y máxima tolerancia................................................................26
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Tabla 2. Puntos de muestreo .................................................................................................29
Tabla 3. Especificaciones de los termómetros......................................................................33
Tabla 4. Puntos de muestreo .................................................................................................33
Tabla 5. Condiciones limitantes necesarias ..........................................................................35
Tabla 6. Puntos de muestreo .................................................................................................53
Tabla 7. Relación cantidad agua/muestra .............................................................................68
Tabla 8. Equipos recomendados, procedimiento 1 .............................................................103
Tabla 9. Instrumentos recomendados, procedimiento 2 .....................................................105
X
ÍNDICE DE FIGURAS
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Figura 1. Tubo de centrifugación..........................................................................................26
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Figura 2. Lectura hidrómetros líquidos opacos ....................................................................37
Figura 3. Equipo para H2S en crudo .....................................................................................42
Figura 4. Bomba Dräger de Fuelle........................................................................................52
Figura 5. Montaje típico con balón de vidrio........................................................................66
XI
RESUMEN
RAFAEL ANTONIO ROMERO MARTÍNEZ. DISEÑO DE UN PLAN DE MEJORA
TECNOLÓGICA A LOS PROCEDIMIENTOS DE PRUEBA EN ANÁLISIS DE CRUDO
Y GAS ÁCIDO EN LA PLANTA URDANETA GARCÍA DE PDVSA PETRÓLEO Y
GAS. Trabajo Especial de Grado para optar al título de Ingeniero Químico en la Universidad
Rafael Urdaneta. Maracaibo, enero de 2007.
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S un plan de mejora tecnológica a los
Ediseñar
R
El objetivo principal de esta investigación
fue
S
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E de laboratorio en análisis de crudo y gas ácido en la planta
procedimientos
DEdeRprueba
Urdaneta García de PDVSA PETRÓLEO Y GAS S.A.
La planta “Urdaneta García” de PDVSA PETRÓLEO Y GAS S.A. tiene dos funciones
principales, una de ellas es el extraer el gas ácido del crudo y la otra es el endulzar este gas
ácido. Para verificar el correcto funcionamiento de dicha planta, la misma cuenta con un
laboratorio, en el cual se establecen las condiciones para la toma de muestras, se establecen
las condiciones para la determinación del contenido de agua y sedimento en petróleo crudo,
y las condiciones para la determinación de la gravedad API , se determina el contenido de
sulfuro de hidrógeno (H2S) en petróleo crudo, se establecen las condiciones para la
determinación del contenido de sulfuro de hidrógeno (H2S) en gas natural, se establecen los
principales elementos preventivos a ser considerados en la formulación de planes de
seguridad y protección a la salud, así como las condiciones bajos las cuales se deben
utilizar y manejar los productos y desechos químicos peligrosos, se definen las condiciones
para la determinación del contenido de agua en muestras de crudo y se almacenan y
controlan las muestras testigos bajo condiciones ambientales específicas e instalaciones
adecuadas para prevenir su deterioro.
El trabajo se realizó a nivel de laboratorio tomando como base los procedimientos actuales
aplicados, y efectuando una evaluación de optimización tanto de los pasos aplicados en
cada procedimiento como de los equipos usados en los mismos, del mismo modo se indagó
en el mercado para efectuar una propuesta en relación a nuevos equipos, con tecnologías
más avanzadas que arrojen resultados más eficientes y en menor tiempo.
Como conclusiones se obtuvo el diseño de un plan de mejora tecnológica a los
procedimientos de prueba de laboratorio en análisis de crudo y gas ácido en la planta
Urdaneta García de PDVSA PETRÓLEO Y GAS, S.A., donde los procedimientos
estudiados, se adaptaron a las mejoras tecnológicas y la descripción de actividades;
mientras que los parámetros, objetivos, alcance, seguridad, registro, se explicaron de
manera general. Los nuevos diseños tecnológicos, se encuentran registrados en las normas
de especificaciones industriales, COVENIN y ASTMD. Los procedimientos 6, 7, y 9 no se
adaptaron a un nuevo diseño tecnológico, por ser teóricos, mientras los procedimientos 1, 2,
3, 4, 5, y 8 se adaptaron a nuevos diseños.
Palabras claves: diseño, mejora tecnológica, procedimientos de prueba, crudo, gas ácido.
XII
ABSTRACT
RAFAEL ANTONIO ROMERO MARTÍNEZ. DESIGN OF A TECHNOLOGICAL
IMPROVEMENT PLAN TO THE PROCEDURES OF LABORATORY TEST IN
CRUDE ANALYSIS AND ACID GAS IN URDANETA GARCÍA PLANT OF PDVSA
PETROLEO Y GAS S.A. Thesis to obtain a Chemical Engineering degree in Rafael
Urdaneta University. Maracaibo, January 2007.
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The main object of this investigation was to design a plan of technological improvement to
the procedures of laboratory test in crude analysis and acid gas in Urdaneta García plant of
PDVSA PETROLEO Y GAS S.A.
The plant, Urdaneta García, has two main functions, one of them extracting the acid gas of
crude and the other one, sweetening this acid gas. In order to verify the correct operation of
this plant, it has a laboratory, where the conditions for the determination of the content for
water and crude petroleum sediment, and for the determination of API gravity are
established. The sulphide hydrogen (H2S) content is determined in crude petroleum and the
conditions for the determination of the sulphide hydrogen (H2S) content in natural gas, and
the main preventive elements to be considered in the formulation of security plan and
health’s protection, as well as the conditions to use and to handle products and dangerous
chemical remainders, the conditions for the determination of the water content are defined
in samples of crude, witness samples are controlled and stored under specific
environmental conditions and appropriate facilities to prevent its deterioration.
The work was made at laboratory level taking as bases the applied present procedures, and
carrying out an optimization evaluation of the applied steps in each procedure and the used
equipment, in the same way was investigated in the market to make a proposal in relation to
new equipment, with advanced technologies and with more efficient results in shorter time.
As conclusions, was obtained the design of a technological improvement plan of the
procedures of laboratory’s test in crude and acid gas analysis in Urdaneta García plant of
PDVSA PETRÓLEO Y GAS, S.A. where the studied procedures, were adapted to the
technological improvements and the description of activities, where all the parameters,
objectives, reach, security, registry, were explained of general way. The new technological
designs are registered in the norms of industrial specifications, COVENIN and ASTM. The
procedures 6, 7, and 9 did not adapt to a new technological design, for being theoretical,
while procedures 1, 2, 3, 4, 5, and 8 adapted to new designs.
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Key words: Design, technological improvement, test procedures, crude, acid gas.
XIII
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INTRODUCCIÓN
Introducción
INTRODUCCIÒN
El procesamiento del petróleo crudo y del gas ácido se ha incrementado a nivel mundial
en los últimos años como un resultado del crecimiento de la población que demanda mayor
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cantidad de combustibles y lubricantes, y del desarrollo de tecnologías que permiten el
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procesamiento de los hidrocarburos para la generación de productos de alto valor agregado
de origen petroquímico.
Estos procesos se efectúan en laboratorios, cuyos servicios de prueba de análisis
completo del petróleo se proporcionan a través de laboratorios experimentados del petróleo
crudo. Los laboratorios del petróleo crudo realizan los análisis detallados del hidrocarburo,
proveídos de personal por los químicos expertos del petróleo con la instrumentación
avanzada.
La información obtenida del análisis del petróleo y gas ácido se utiliza para los
propósitos detallados de la ingeniería y de la comercialización de las refinerías. Los datos
del análisis de la materia de base son una herramienta importante en el proceso de
refinación.
Los análisis del petróleo crudo varían profundizado y la complejidad, dependientes
sobre requisitos del tipo y del cliente del petróleo crudo. Los laboratorios proporcionan el
formato estándar del análisis y evaluaciones adaptadas costumbre.
1
2
Introducción
Al analizar el proceso, el presente estudio dará por resultado diseñar un plan de mejora
tecnológica a los procedimientos de prueba de laboratorios en análisis de crudo y gas ácido
en la planta Urdaneta García de PDVSA PETRÓLEO Y GAS S.A., basada en cuatro
capítulos: El Capítulo I denominado El Problema, presenta el planteamiento del problema,
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Capítulo II Marco Teórico, se refiere aR
losEantecedentes
y las bases teóricas las cuales
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sirven comoD
soporte a la realización del trabajo, la revisión de la literatura, definición de
objetivos general y específicos, la justificación y la delimitación de la investigación. El
términos básicos y mapa de la variable.
El Capítulo III es el Marco Metodológico, en el mismo se trata la metodología
utilizada en la elaboración de esta investigación. El Capítulo IV establece los resultados de
la investigación, para de esta manera obtener la conclusión y las recomendaciones del
presente estudio.
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Capítulo I
EL PROBLEMA
Capitulo I. El Problema
CAPÍTULO I
EL PROBLEMA
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precisa el mismo, así como también,
se R
establecen
ES los objetivos, tanto de manera general
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En este capítulo se planteó el problema de la investigación, se formuló de manera
como los objetivos específicos, los cuales son necesarios para concretar el estudio de la (s)
variable (s), y por último se señalan la justificación y la delimitación del mismo.
PLANTEAMIENTO Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
El petróleo es un líquido oleoso bituminoso de origen natural compuesto por diferentes
sustancias orgánicas, encontrado en grandes cantidades bajo la superficie terrestre. Ha
transformado la vida de las personas y la economía de las naciones en todo el mundo. Su
descubrimiento creó riqueza, modernidad, pueblos industriales prósperos y nuevos
empleos, motivando el crecimiento de las industrias.
En Venezuela constituye la principal fuente de ingresos y forma parte de la cultura de
sus pobladores.
Su formación está asociada al desarrollo de rocas sedimentarias
depositadas en ambientes marinos o próximos al mar, y es el resultado de procesos de
descomposición de organismos de origen vegetal y animal, los cuales en tiempos remotos
quedaron incorporados en esos depósitos.
4
5
Capitulo I. El Problema
El petróleo crudo varía mucho en su composición, lo cual depende del tipo de
yacimiento de donde provenga, en promedio contiene entre 83 y 86% de carbono y entre 11
y 13% de hidrógeno. El petróleo tal y como se extrae de los pozos no sirve como energético
por su alto contenido de contaminantes.
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Cuando se inició la explotación petrolera,
ESlos riesgos inherentes a ésta actividad,
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estaban enmarcados principalmente en la posibilidad de incendios y explosiones originadas
por la inflamabilidad del petróleo y el gas natural extraído de los pozos. Posteriormente, al
incrementarse las exigencias de crudo de mejor calidad, surgió un nuevo riesgo, la
presencia de sulfuro de hidrógeno (H2S) en los yacimientos. El H2S en el petróleo crudo y
en el gas representa un contaminante, causa corrosión en equipos y es altamente peligroso
para la salud debido a su alta toxicidad. Así mismo, el agua y sedimento pueden causar la
corrosión en equipos y problemas durante su procesamiento o refinación.
En el campo Distrito Zulia Occidental (DZO) se explota un crudo liviano especial cuya
característica principal, es su gran cantidad de ácidos, y para poder comercializar dicho
crudo es necesario procesarlo y tratarlo.
Para ello la planta “Urdaneta García” de PDVSA PETRÓLEO Y GAS S.A. tiene dos
funciones principales, una de ellas el extraer el gas ácido del crudo y la otra el endulzar
este gas ácido.
6
Capitulo I. El Problema
Para verificar el correcto funcionamiento de dicha planta, la misma cuenta con un
laboratorio, en el cual se establecen las condiciones para la toma de muestras
representativas en forma manual y automática de petróleo crudo y productos de petróleo,
basado en las normas estándar (ASTM-D 4057 y D 4177).
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Se establecen las condiciones para laR
determinación
ES del contenido de agua y sedimento
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en petróleoD
crudo, basado en la norma estándar (ASTM-D 96-88 Rev. 1998). También,
establece las condiciones para la determinación de la gravedad API a muestras de petróleo,
basado en la norma estándar (ASTM-D 287-92. Rev. 2000).
Del mismo modo, se determina el contenido de sulfuro de hidrógeno (H2S) en petróleo
crudo. También, se establecen las condiciones para la determinación del contenido de
sulfuro de hidrógeno (H2S) en gas natural. Así mismo, se establece los principales
elementos preventivos a ser considerados en la formulación de planes de seguridad y
protección de la salud.
Del mismo modo, se establecen las condiciones bajos las cuales se deben utilizar y
manejar los productos y desechos químicos peligrosos, con la finalidad de prevenir la
contaminación en trabajadores y en el medio ambiente, se definen las condiciones para la
determinación del contenido de agua en muestras de crudo por el método de destilación,
basado en la norma estándar (ASTM-D 4006-81 Rev. 2000).
7
Capitulo I. El Problema
Y por último se almacenan y controlan las muestras testigos bajo condiciones
ambientales específicas e instalaciones adecuadas para prevenir su deterioro, a fin de
garantizar la confiabilidad de los resultados cuando se realizan las verificaciones solicitadas
por el cliente.
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E
De acuerdo a la importancia de lasR
actividades
ES llevadas a cabo en el laboratorio se
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DER
propone diseñar
un plan de mejora tecnológica a los procedimientos de laboratorio en
análisis de crudo y gas ácido en la planta Urdaneta García de PDVSA PETRÓLEO Y GAS,
S.A.
OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN
Objetivo General
Diseñar un plan de mejora tecnológica a los procedimientos de prueba de laboratorio en
análisis de crudo y gas ácido en la planta Urdaneta García de PDVSA PETRÓLEO Y GAS
S.A.
Objetivos específicos
-
Examinar los procedimientos de prueba de laboratorio en análisis de crudo y gas
ácido en la planta Urdaneta García de PDVSA PETRÓLEO Y GAS, S.A.
8
Capitulo I. El Problema
-
Determinar los requerimientos para diseñar un plan de mejora tecnológica a los
procedimientos de prueba de laboratorio en análisis de crudo y gas ácido en la planta
Urdaneta García de PDVSA PETRÓLEO Y GAS, S.A.
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laboratorio en análisis de crudo y gas R
ácido
en la planta Urdaneta García de PDVSA
ES
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DERE
-
Elaborar un plan de mejora tecnológica a los procedimientos de prueba de
PETRÓLEO Y GAS, S.A.
JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN
El principal aporte de esta investigación está en plantear un diseño de mejoras
tecnológicas para optimizar los procedimientos llevados a cabo en el laboratorio de la
planta Urdaneta García, implementando tecnología de punta acorde con los nuevos avances
científicos, automatizando así los procedimientos con el fin de disminuir los posibles
errores presentes en los mismos, cumpliendo con las normativas establecidas para los
diferentes casos, a fin de garantizar la confiabilidad de los resultados cuando se realizan las
verificaciones solicitadas por el cliente.
Un aporte fundamental de la investigación es disminuir el nivel de riesgo durante todos
los procedimientos de laboratorio realizados por parte del personal, cumpliendo con las
normativas impuestas por la Comisión Venezolana de Normas Industriales (COVENIN),
con el fin de brindarles mayor seguridad al momento de realizar sus jornadas de trabajo.
9
Capitulo I. El Problema
DELIMITACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN
Delimitación Espacial
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La investigación se realizó en la planta
S García, en el campo Distrito Zulia
EUrdaneta
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Occidental D
(DZO), ubicada en el Municipio La Cañada de Urdaneta, Estado Zulia Venezuela.
Delimitación Temporal
La estimación de tiempo para la el desarrollo de esta investigación, es de seis (6) meses,
iniciándose en Junio de 2006, hasta de Noviembre del mismo año.
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Capítulo II
MARCO TEÓRICO
Capitulo II. Marco Teórico
CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO
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E
conjunto de conocimientos previos,
aR
finE
deSbrindar una guía para la indagación y
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Sabino (2002, p. 48) define como el propósito, encuadrar el problema en estudio, en un
puntualizar los conceptos con los cuales pretende trabajar el investigador.
De esta manera, a continuación se presentan los antecedentes, las bases tanto teóricas
como legales, referente al área de la investigación, para lo cual se tomarán en cuenta,
criterios nacionales e internacionales y la documentación relacionada directamente con el
tema de objeto en estudio, se mostraron los términos básicos necesarios para esclarecer aun
más el estudio y por último, se presentaron las categorías en análisis.
ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN
Describe Bavaresco (1994: 54), no puede el marco teórico estar bien estructurado si
no se coteja con el conocimiento previamente elaborado. Los antecedentes, se refieren a la
revisión de otros trabajos, en relación con esta actividad, así, Risquez, Fuenmayor y Pereira
(1999: 22) afirman la necesidad de revisar investigaciones anteriores sobre el tema a
estudiar.
11
12
Capitulo II. Marco Teórico
BELANDRIA Y PIRELA (2004), Diseño de un plan de mejoramiento tecnológico
para el sistema absorbedor de gases de venteo. Tesis de grado. Universidad del Zulia.
Escuela de Ingeniería Química. Maracaibo.
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procedimientos, obteniendo que el principal
problema de esta planta es la manera de
ES
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DERE
En esta investigación se analizaron de manera detallada cada uno de los
realizar los análisis en el laboratorio, ya que en el mismo existen diversas irregularidades en
cuanto a los equipos utilizados para el desarrollo de cada actividad. Como resultado se
encontraron muchos equipos fuera de la configuración adecuada, esto debido a lo antiguo y
al estado de deterioro en el que los mismos se encuentran, por lo cual se efectuó la
propuesta del plan de mejoramiento tecnológico donde se recomienda la implantación de
nuevos y más actualizados equipos con el propósito de obtener mejores y más efectivos
resultados.
DOMÍNGUEZ, F. (2000). Diseño de un plan de mejora tecnológica en el proceso de
clarificación de la planta de potabilización B. Tesis de grado. Universidad del Zulia.
Escuela de Ingeniería Química. Maracaibo.
El problema fundamental de esta agua está constituido por las elevadas concentraciones
de hierro y manganeso, las cual fluctúan entre 2 a 4 ppm y 0.18 a 0.25 ppm
respectivamente; por lo cual se procede a airearla con el fin de oxidar a estos metales, antes
de someterla al proceso de coagulación-floculación. Para ayudar al proceso se decidió
13
Capitulo II. Marco Teórico
emprender un estudio utilizando tres coagulantes adicionales; sulfato de aluminio líquido
(SATA-SM), sulfato de aluminio sólido libre de hierro (SALH) y clorihidróxido de
aluminio (E-200), para determinar cual de ellos presenta los mejores beneficios técnicos
económicos.
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Para este estudio se consideró evaluarR
laE
efectividad
S del cloro como oxidante del hierro
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E 10 ó 20 minutos antes del coagulante, comparándolo con la
DalEserRagregado
y manganeso
adición del coagulante directamente al agua proveniente de la aireación. Se utilizó el Test
de Jarra como método de laboratorio para simular los procesos, determinando una serie de
parámetros fisicoquímicos, antes y después de la realización del mismo tales como
turbidez, color, pH, alcalinidad, concentración de hierro y concentración de manganeso, en
forma total y soluble.
Como criterio para la determinación de la dosis óptima para cada producto, se consideró
la obtención de un valor de turbidez menor o igual a 3.8 NTU para garantizar además un
valor de color por debajo de 15 UC y a la vez un porcentaje de remoción de hierro y
manganeso máximo, después de haber realizado el Test de Jarra. Todos los productos
ofrecieron una misma calidad de remoción de color y turbiedad, por lo cual el objetivo se
centró en cual de ellos ofrecía la mejor remoción de hierro a menor costo.
14
Capitulo II. Marco Teórico
BASES TEÓRICAS
Las bases para el desarrollo de los procedimientos de laboratorio en la planta Urdaneta
García fueron tomados de los documentos del bloque DZO.
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PROCEDIMIENTO PARA LA TOMA DE MUESTRAS DE PETRÓLEO CRUDO.
Tomado del documento número PIT-MP-LAB-001. (2006).
Este procedimiento aplica para la toma manual y automática en línea o tuberías de
muestras de petróleo crudo, en estado líquido, semilíquido o sólido, cuya presión de vapor a
condiciones ambientales esté por debajo de 101.32 Kilopascal (14.7 psi), para la posterior
determinación del contenido de agua libre u otros componentes pesados en muestras de
petróleo.
Seguridad
El personal debe ser entrenado en prácticas seguras antes de aplicar este procedimiento,
se requiere un alto grado de precaución en todo el proceso de muestreo, particularmente
con ciertos productos, como por ejemplo, petróleo crudo, puede contener diferentes
concentraciones de sulfuro de hidrógeno.
15
Capitulo II. Marco Teórico
El sulfuro de hidrógeno es un gas sumamente tóxico, más pesado que el aire, por lo cual
se puede concentrar en sitios bajos; es incoloro, tiene un olor característico a huevo
podrido, fácilmente apreciable al olfato cuando se presenta en bajas concentraciones. La
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bajas concentraciones (10-50 ppm) el sulfuro
EdeShidrógeno puede producir irritación de los
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exposición a altas concentraciones (mayor de 100 ppm) paraliza el sentido del olfato. A
ojos, nariz y garganta, en concentraciones mayores puede originar la muerte.
Utilizar todos los equipos de protección personal, para el manejo de muestras de crudo
con H2S, como detectores de H2S, bragas ignífugas, guantes, lentes de seguridad, equipos
de auto contenido y máscara para gases tóxicos (H2S) e Hidrocarburos, según los
programas de Seguridad, Higiene y Ambiente (SHA-000, SHA-001 y SHA-003). El manejo
de los desechos se debe realizar según procedimiento PIT-MP-LAB-007.
Descripción de las actividades
Objetivo del muestreo
El objetivo del muestreo es obtener una pequeña parte o alícuotas del material en un
área seleccionada del recipiente contentivo del mismo, la cuál sea representativa de todo el
material en toda el área.
16
Capitulo II. Marco Teórico
Significado y uso
Una muestra representativa de petróleo crudo se requiere para la determinación de sus
propiedades fisicoquímicas, para establecer su clasificación, el volumen estándar o definir
precios, cumpliendo con los entes comerciales y reguladores.
S
ADO
V
R
E
S
E
OS R
CH
E
R
E
D
Consideraciones para el muestreo
Para el uso del procedimiento de muestreo se deben considerar los siguientes factores:
Muestras para propiedades fisicoquímicas: La toma de muestras para la determinación
de las propiedades fisicoquímicas está relacionada con cada procedimiento de análisis, lo
que indicará la cantidad de muestra, tipos de envases y cualquier otra exigencia que se
necesite para tal fin.
Limpieza de equipos: El equipo de muestreo debe estar limpio antes de comenzar la
operación de muestreo. Cualquier material residual en los dispositivos o equipos de
muestreo o en el recipiente de la muestra perturba el carácter representativo de la misma. Es
una buena práctica usar productos claros de petróleo (kerosén), para limpiar el envase o
contenedor de las muestras de crudo, antes de muestrear.
Transferencias de muestras: El número de transferencias intermedias de un contenedor
o envase a otro, deben ser reducidas al mínimo, debido a las pérdidas de hidrocarburos
17
Capitulo II. Marco Teórico
livianos, pérdidas del contenido de agua y/o a la contaminación de las fuentes, esto puede
deformar los resultados de las pruebas, por ejemplo, la densidad y el contenido de agua y
sedimento. Al incrementarse el número de transferencias o trasegados de envases aumenta
la probabilidad que estos problemas puedan ocurrir.
S
O
D
A
V
R
E
Almacenaje de muestras: las muestrasR
deben
ESser mantenidas en un contenedor o envase
S
O
H
C
DERE
cerrado para prevenir la pérdida de componentes ligeros. Las muestras deben ser protegidas
durante su almacenaje para impedir la degradación por luz, calor u otras condiciones
potencialmente perjudiciales.
Manejo de las muestras: Si la muestra no es homogénea y se necesita transferir una
parte de ésta a otro contenedor o envase, la muestra debe ser mezclada conforme al tipo de
material y al método de análisis, para asegurar que la parte transferida sea representativa.
Esta precaución debe ser tomada para asegurar que no cambien los componentes dentro de
la mezcla (por ejemplo pérdida de productos livianos).
Envases para muestras
Existe una gran variedad de formas, tamaños y tipo de materiales de los envases. Para
poder seleccionar un contenedor o envase adecuado, se debe conocer la muestra que se va a
tomar, para estar seguro que no tendrá ninguna interacción con el tipo de material del
envase y por tanto no interfiere en la integridad de la muestra. Se deben tener en cuenta
18
Capitulo II. Marco Teórico
otras consideraciones adicionales, si se van a mezclar, el tipo de análisis, el envase debe ser
lo suficientemente grande para contener el volumen requerido de muestra con el espacio
suficiente para la expansión térmica y para mezclar.
S
O
D
A
V
R
E
y estos recipientes también permiten unaR
inspección
ES visual de la nebulosidad de la muestra
S
O
H
C
DERE
Botellas de vidrio: En las botellas de vidrio se puede examinar su limpieza visualmente
por el agua libre e impurezas sólidas. Las botellas de vidrio marrón o ámbar permiten la
protección de las muestras de la luz cuando esta puede afectar los resultados.
Latas: Las latas deben tener las costuras soldadas en la superficie exterior con una
cubierta de resina. No es recomendable utilizar latas cuando se requieran hacer pruebas
como la fuerza dieléctrica, la resistencia a la oxidación y formación de lodos.
Botellas plásticas: Las botellas plásticas hechas de un material conveniente pueden ser
usadas, cuando las pruebas a realizar indiquen que no hay ningún problema con la
solubilidad, contaminación, y pérdidas de compuestos livianos.
En ninguna circunstancia usar contenedores o envases de polietileno (convencionales)
para almacenar las muestras de hidrocarburos líquidos, para evitar la contaminación de la
muestra o la ruptura del envase. Las botellas plásticas tienen como ventajas que no se
rompen como las de vidrio y no se corroen como las de metal.
19
Capitulo II. Marco Teórico
Cierre de los envases
Para cerrar las botellas de vidrio se pueden usar tapones de corchos o tapas de cierre
hermético de plásticos o de metal. Los corchos deben ser de buena calidad, limpios y libres
S
O
D
A
V
R
E
evitado usando una hoja de aluminio envolvente
ES alrededor del corcho antes de cerrar la
R
S
O
H
C
DERE
de agujeros, no use tapones de goma. El contacto de la muestra con el corcho puede ser
botella. La tapa de cierre hermético permite generar un vapor que sella. La tapa debe estar
protegida por un disco de un material no deteriorable ni contaminante para la muestra. En
general los envases utilizados para determinar la densidad tienen estas tapas de cierre
hermético.
Procedimiento de limpieza de los envases
Los recipientes o envases deben estar limpios o libres de toda sustancia contaminante de
la muestra (como el agua, sucio, compuestos del lavado, nafta y otros solventes, capas de
soldadura, ácidos o petróleo). Si se reutilizan las latas y las botellas, estas deben ser lavadas
con un solvente conveniente, para quitar todos los rastros de sedimentos y lodos.
Después de usar el solvente, los envases deben ser lavados con una solución de jabón
fuerte, luego con bastante agua del grifo; para una limpieza final usar agua destilada. Seque
el envase con una corriente de aire limpio y caliente. Después de secado, tape
inmediatamente. Normalmente no es necesario lavar los envases nuevos.
20
Capitulo II. Marco Teórico
Sistema de mezcla de muestras
Para el caso en el cual se requiera mezclar muestras se deben usar envases compatibles
con el sistema de mezclado. Para mezclar muestras estratificadas, se transfieren agitando
S
O
D
A
V
R
E
crudos, para realizar el análisis del contenido
EdeSagua y sedimento.
R
S
O
H
C
DERE
desde un envase primario hasta el intermedio, esto es crítico, para el caso de mezclas de
Es necesario asegurar la muestra representativa. Cuando no hay estratificaciones la
muestra representativa puede ser obtenida por la agitación manual o mecánica.
Otros equipos
A menudo se requiere un cilindro graduado u otro aparato para medir la cantidad de
muestra requerida para algunos procedimientos analíticos y muestras compuestas.
Dispositivos de muestreo
Los dispositivos son descritos conforme a cada procedimiento de análisis específico,
estos deben estar limpios, secos y libres de cualquier sustancia la cual pueda contaminar la
muestra.
21
Capitulo II. Marco Teórico
Procedimiento
Los procedimientos de muestreo deben ser producto de acuerdo entre las partes
involucradas. Se recomienda colocar estos acuerdos por escrito y firmados por las personas
autorizadas.
S
ADO
V
R
E
S
E
OS R
DERECH
Muestreo en tuberías: El muestreo manual y automático en tuberías es aplicable a los
líquidos a 101.32 kilopascal (14.7 psi) de presión de vapor o menos y semilíquidos, en
cargas y descargas de las tuberías.
Procedimiento
a) Verificar que la muestra en el envase o contenedor del equipo automático, ha sido
recolectada durante el tiempo especificado, generalmente un día, que el envase esté
cerrado, con el volumen de muestra adecuado. El período de muestreo y el tamaño de la
muestra pueden ser variados según acuerdos entre las partes, pero es importante que la
muestra sea proporcional a ese flujo.
b) Colocar en recirculación la muestra de crudo del envase primario o recipiente del
muestreador automático por un tiempo de 45 minutos, para asegurarse que la muestra esta
homogénea.
22
Capitulo II. Marco Teórico
c) Abrir la llave del contenedor y dejar salir una cantidad de muestra para desplazar lo
que pueda estar acumulado en la válvula, debe existir un recipiente para recibir este
desplazamiento.
S
O
D
A
V
R
E
suficiente de muestra para la realización
de S
los ensayos. Inmediatamente después de
E
R
S
O
H
C
DERE
d) Se procede a tomar una alícuota de la muestra en un envase limpio, seco, la cantidad
tomada la muestra, se cierra el envase con la tapa hermética, para evitar las pérdidas de
hidrocarburos livianos. El tamaño del envase debe ser suficiente para permitir la expansión
térmica del petróleo, para evitar accidentes.
e) El envase con la muestra debe ser almacenado en un lugar fresco, seco y se debe
evitar la exposición directa a la luz solar.
f) La muestra se debe identificar y no debe ser transferida o trasegada del recipiente o
envase donde fue recogida antes de llevarla al laboratorio, para realizar los ensayos
requeridos.
Documentos de referencia
ASTM D 4057 Práctica de muestreo manual de petróleo y productos de petróleo.
ASTM D 4177 Práctica de muestreo automatizado de petróleo y productos de
petróleo.
23
Capitulo II. Marco Teórico
API Capitulo 8. Muestreo. Sección 1. Práctica estándar para muestreo manual de
petróleo crudo y productos.
PROCEDIMIENTO PARA LA DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE AGUA
S
O
D
A
V
R
E
S RES(2006).
OMP-LAB-002.
Y SEDIMENTOS EN PETRÓLEO CRUDO. Tomado del documento número PIT-
DERECH
Este procedimiento establece las condiciones para la determinación del contenido de
agua y sedimento en petróleo crudo, basado en la norma estándar (ASTM-D 96-88 Rev.
1998). Este método describe la determinación en el laboratorio, del agua y sedimento
presentes en el petróleo crudo, por medio del procedimiento de centrifugación.
Cuando se exija una alta precisión en el valor, o cuando se requiera determinar el
contenido de agua y sedimento en productos de petróleo, se recomienda utilizar el
método de determinación de contenido de agua por destilación (PIT-MP-LAB-008).
Seguridad
Realizar el ensayo dentro de la campana de extracción para evitar la emanación de
vapores tóxicos al medio ambiente. Utilizar todos los equipos de protección personal, para
el manejo de muestras de crudo con H2S, como bragas ignífugas, guantes, lentes de
seguridad, equipos de auto contenido y máscara para gases tóxicos (H2S) e Hidrocarburos,
24
Capitulo II. Marco Teórico
según los programas de Seguridad, Higiene y Ambiente (SHA-000, SHA-001 y SHA-003).
El manejo de los desechos se debe realizar según procedimiento PIT-MP-LAB-007.
Descripción de las actividades
DERECH
Resumen del método
S
ADO
V
R
E
S
E
OS R
Se colocan volúmenes equivalentes de petróleo y solvente (Xileno), en un tubo de
forma cónica para centrifugación y se calienta a 60 ºC +/- 3 ºC (140 ºF +/- 5 ºF). Luego de
la centrifugación, se lee el volumen de agua y la capa de sedimento ubicada en el fondo del
tubo cónico.
Significado y uso
Un alto contenido de agua y sedimento en el petróleo crudo puede causar corrosión,
erosión y taponamiento en equipos y tuberías y afectar las torres de destilación durante su
procesamiento.
La determinación del contenido de agua y sedimento en el crudo es imprescindible para
medir con precisión el volumen neto de petróleo para la venta, intercambios o transferencia
de custodia, así como para el cálculo de impuestos y otras operaciones contables.
25
Capitulo II. Marco Teórico
Muestras
Para la realización de este ensayo, las muestras de crudo deben estar homogenizadas, en
caso de que exista separación de fases, el agua libre debe ser separada y medido su
S
O
D
A
V
R
E
muestra debe ser llevada al laboratorio enR
el E
envase
S original en el cual se tomó, es decir que
S
O
H
C
ERE
no debe serD
trasegada o transferida a otro envase, debido a que esto puede interferir en los
volumen, para ser considerado en el cálculo del agua y sedimento total de la muestra. La
resultados. Las muestras deben ser tomadas según el procedimiento de muestreo PIT-MPLAB-001.
Equipos y reactivos
Equipos
a) Centrífuga: Se debe utilizar un equipo de centrifugación capaz de hacer girar 2 o
más tubos de centrifugación de forma cónica, de 203 milímetros de longitud (8 pulgadas), a
una velocidad la cuál pueda ser controlada para suministrar una fuerza centrífuga relativa
(fcr) con un valor mínimo de 600 en el extremo de los tubos.
b) Tubos de centrifugación: Cada tubo de centrifugación debe tener 203 milímetros (8
pulgadas) de longitud y una forma cónica en su extremo, de acuerdo con las dimensiones
mostradas en la figura 1, y deben ser completamente de vidrio recocido. Las graduaciones
26
Capitulo II. Marco Teórico
del tubo deben ser claras y bien definidas y la boca debe ser de forma estrecha para permitir
sea cerrado con un tapón.
Tabla 1
Graduación Mínima y Máxima Tolerancia
Para Tubos Cónicos de 8 pulg.
Rango, mL
ToleranciaO
Volumétrica,
S mL
D
A
V
R
E
0.05 RES
+- 0.02
OS
Subdivisión, mL
D> 0.1E–R0.3ECH
0.0 – 0.1
0.05
+- 0.03
> 0.3 – 0.5
0.05
+- 0.05
> 0.5 – 1.0
0.10
+- 0.05
> 1.0 – 2.0
0.10
+- 0.10
> 2.0 – 3.0
0.20
+- 0.10
> 3.0 – 5.0
0.5
+- 0.20
> 5.0 – 10.0
1
+- 0.50
> 10.0 – 25.0
5
+- 1.0
> 25.0 – 100.0
25
+- 1.0
Fuente: PIT-MP-LAB-002. (2006)
Figura 1
Tubo de centrifugación
1 7 ± 1 mm D I
7 – 10 mm
100 m l
75
3 6 .0 0 – 37 .75 mm D E
50
1 95 – 20 3 m m
25
20
1 0 mL
15
82 – 90 mm
10
8
6
5
4
3
2
1
L A L INE A D E L A
R E D UC C IÓ N
DEBE SER
RECTA
1 mL
5 8 .5 mm
± 10 mm
1 /2
2 3 .5 mm
± 10 mm
L INE A INT E R NA
D E L F O ND O
F O R M A INT E R NA
D E L A R E D UC C IÓ N
F igura 1 – T ubo de C entrifugación de 8
pulgadas (203 m ilím etros)
Fuente: PIT-MP-LAB-002. (2006)
27
Capitulo II. Marco Teórico
c) Baño: Puede ser un bloque sólido de metal con un líquido de suficiente profundidad
para sumergir los tubos de centrifugación en posición vertical hasta la marca de 100
mililitros. Se debe mantener la temperatura del baño a 60° ± 3°C (140° ± 5°F).
Reactivos
S
ADO
V
R
E
S
E
OS R
DERECH
a) Solvente: El Xileno debe cumplir con ASTM D 846. cuyas características son: Peso
Molecular: 106; rango de ebullición entre 137ºC y 144ºC y un contenido de residuo por
evaporación de 0.002 %.
b) Demulsificante: Se debe utilizar un demulsificante (generalmente F-46) para
romper la emulsión, promover la separación del agua de la muestra de crudo y prevenir la
adhesión de ésta a las paredes del tubo de centrifugación, el reactivo es una solución al 25
% de demulsificante y 75 % de solvente (xileno).
Procedimiento
-
Llenar dos tubos de centrifugación hasta la marca de 50 mililitros con muestra
proveniente directamente del recipiente contenedor. Luego, con la ayuda de una pipeta,
agregar 50 mililitros de Xileno. Leer el tope del menisco en ambas marcas, la de 50 y 100
mililitros. Utilizando una pipeta o gotero de 0.2 mililitros, agregar la solución
demulsificante a cada tubo. Se puede utilizar una pipeta automática. Tapar cada tubo
28
Capitulo II. Marco Teórico
ajustadamente e invierta los mismos 10 veces para asegurar que el crudo, el solvente y el
demulsificante formen una mezcla uniforme.
-
Aflojar las tapas ligeramente y sumergir los tubos hasta la marca de 100 mililitros, al
S
O
D
A
V
R
E
Asegurar las tapas e invertir nuevamente
ElosStubos 10 veces para asegurar la mezcla
R
S
O
H
C
DERE
menos por 15 minutos, en un baño el cuál se mantenga a 60 ° ± 3 °C (140° ± 5 °F).
uniforme del solvente y el crudo.
-
Colocar los tubos en las copas de la centrífuga, en sentido opuesto, para lograr una
condición de balance. Retirar las tapas y haga girar por 10 minutos a una fuerza centrífuga
relativa (rcf) mínima de 600 es decir entre 1250 a 1700 rpm. Inmediatamente después que
la centrífuga se detenga y termine de girar, leer y registrar el volumen combinado de agua y
sedimentos en el fondo de cada tubo, indicando el valor más cercano a cinco centésimas de
mililitro (0.05 ml) para la escala comprendida entre 0.1 a 1 mililitro y el valor más cercano
a una décima (0.1 ml) de mililitro por encima de la escala de 1 mililitro. Por debajo de 0.1
mililitro, estime el valor más cercano a veinticinco milésimas de mililitro (0.025 ml). Ver
tabla 2.
Nota 1: la temperatura de la muestra durante la centrifugación debe mantenerse en 60
+/- 3 ºC ( 140 +/- 5 ºF ). Para chequeos se permite realizar el ensayo con un solo tubo.
29
Capitulo II. Marco Teórico
Tabla 2
Puntos de Muestreo
Puntos de Muestreo y Análisis diarios realizados en la Planta Urdaneta García
Puntos de Muestreo
Análisis
HS
S en
H S en
O
D
A
V
R
E
crudo
Gas
S
E
OS R
%Ay
S
DERECH
Descarga bombas hacia UD-7
Separador V-101 A
2
2
Gravedad
API
X
X
X
X
X
Fuente: PIT-MP-LAB-002. (2006)
Cálculos
Si la diferencia entre las lecturas de cada tubo es mayor a una subdivisión del tubo de
centrifugación, es decir, 0.025 ó 1.0 ml según la escala del tubo (ver la tabla 1), los valores
no son correctos y se debe repetir el ensayo.
Informe
Registre los volúmenes finales agua y sedimento de cada tubo y reporte la suma de las
dos lecturas como el porcentaje de agua y sedimento total de la muestra.
Nota: Si se realiza el ensayo con una sola probeta, el valor obtenido se multiplica por 2,
para obtener el valor en porcentaje ya solamente se están tomando 50 ml de muestra.
30
Capitulo II. Marco Teórico
Precisión del método
La precisión de este método es obtenida por la comparación de resultados ínter
laboratorios, los resultados están entre 0.01 y 1.0 %.
S
O
D
A
V
R
E
Repetibilidad: La diferencia de resultados
entre dos (2) pruebas sucesivas, realizadas
ES
R
S
O
H
C
RE
DE
por un mismo
operador, con el mismo equipo, a condiciones constantes de operación, y
usando el mismo material, puede exceder solo una muestra en 20. Para 0.3 hasta 1.0 % de
agua, la repetibilidad es 0.12, constante.
Reproducibilidad: La diferencia entre dos (2) resultados independientes, obtenidos por
diferentes operadores, diferentes laboratorios y condiciones de trabajo con igual material de
prueba, a lo largo y en condiciones correctas de operación, excede en solo en un caso de
20. Para 0.3 hasta 1.0 % de agua la reproducibilidad es constante, 0.28.
Documentos de referencia
ASTM D 96 Método para la determinación de agua y sedimento en petróleo crudo por
el método de centrifugación.
ASTM D 846 Especificaciones para Xileno.
ASTM D 4006 Método para determinación del contenido de agua por destilación.
ASTM D 4057 Práctica de muestreo manual de petróleo y productos de petróleo.
31
Capitulo II. Marco Teórico
ASTM D 4177 Práctica de muestreo automatizado de petróleo y productos de petróleo.
COVENIN 422-82 Determinación de la cantidad de agua y sedimento en petróleo
crudo.
S
ADO
V
R
E
S
E
OS R
CH
E
R
E
D
PROCEDIMIENTO PARA LA DETERMINACIÓN DE LA GRAVEDAD API EN
PETRÓLEO CRUDO. Tomado del documento número PIT-MP-LAB-003. (2006).
Este procedimiento establece las condiciones para la determinación de la gravedad API
a muestras de petróleo, basado en la norma estándar (ASTM-D 287-92. Rev. 2000). Este
método aplica para la determinación de la gravedad API de petróleo crudo o sus derivados,
normalmente manejados como líquidos, en el laboratorio, utilizando un hidrómetro de
vidrio. La presión de vapor Reíd del crudo o producto no debe ser mayor de 180 KPa (26
psi). La gravedad API es determinada a 15.5 ºC (60 ºF), o convertidas a esa temperatura
utilizando tablas estándares.
Seguridad
Realizar el ensayo dentro de la campana de extracción para evitar la emanación de
vapores tóxicos al medio ambiente. Utilizar todos los equipos de protección personal, para
el manejo de muestras de crudo con H2S, como bragas ignífugas, guantes, lentes de
32
Capitulo II. Marco Teórico
seguridad, equipos de auto contenido y máscara para gases tóxicos (H2S) e Hidrocarburos,
según los programas de Seguridad, Higiene y Ambiente (SHA-000, SHA-001 y SHA-003).
El manejo de los desechos se debe realizar según procedimiento PIT-MP-LAB-007.
Descripción de las actividades
S
ADO
V
R
E
S
E
OS R
CH
E
R
E
D
Resumen del método
Este método está basado en el principio de la gravedad API de un líquido está
relacionada directamente con la profundidad de inmersión de un cuerpo el cual en él flote.
En este método, la flotabilidad del cuerpo es medida en hidrómetros de vidrios graduados
en unidades o grados ºAPI.
Significado y uso
La gravedad es un factor de calidad y de clasificación de los petróleos crudos, para los
procesos de comercialización y refinación, cuando se correlaciona con otras propiedades.
La gravedad también se puede utilizar para obtener de un modo aproximado la composición
en hidrocarburos y calor de combustión. La determinación exacta de la gravedad API del
petróleo o sus productos, es necesaria para efectuar la conversión de los volúmenes,
medidos a temperaturas observadas, a unidades de volúmenes corregidas a la temperatura
estándar de 15.5 ºC (60 ºF).
33
Capitulo II. Marco Teórico
Muestra
La muestra de crudo debe ser tomada según el procedimiento de muestreo PIT-MPLAB-001 y debe estar homogenizada. No debe existir separación de fases (agua libre)
S
O
D
A
V
R
E
y sedimento, deberá ser deshidratada antes
de
S el ensayo. La tabla 3 y 4 muestra las
Erealizar
R
S
O
H
C
E y análisis:
DEdeRmuestreo
muestras, puntos
durante el tiempo de ejecución del ensayo. Si la muestra contiene más de un 30 % de agua
Tabla 3
Especificaciones de los Termómetros
Escala
Rango
ºC
ºC
ºF
-1 a +38
-20 a +102
-5 a +215
Intérvalo de
Graduación
0.1
0.2
0.5
Error de
la Escala
+- 0.1
+- 0.15
+- 0.25
Fuente: PIT-MP-LAB-003. (2006)
Tabla 4
Puntos de Muestreo
Puntos de Muestreo y Análisis diarios realizados en la Planta Urdaneta García
Puntos de Muestreo
Análisis
%AyS
Descarga bombas hacia UD-7
Separador V-101 A
H2S en crudo
H2S en Gas
Gravedad API
X
X
X
X
X
Fuente: PIT-MP-LAB-003. (2006)
34
Capitulo II. Marco Teórico
Equipos
-
Hidrómetro de vidrio: Graduado en grados API, según la tabla 1 y conforme con las
especificaciones E 100 ASTM o IP para hidrómetros de petróleo.
-
S
O
D
A
V
R
E
Termómetro: Con rango de -5 a R
+215
ºF, conforme con las especificaciones para
ES
S
O
H
C
DERE
termómetros 12F como se indica en E 1 de la ASTM, o termómetros 64F según las
especificaciones IP para termómetros.
Nota: Los termómetros, los cuales se utilizan para el cálculo de gravedad, según la
ASTM, deben tener subdivisiones de 0.5 ºF con un error de +/- 0.25 ºF. Los termo
hidrómetros, por su parte, presentan una escala de subdivisiones de 2 ºF con un error de +/1ºF. No se recomienda el uso de estos últimos para análisis relacionados con la
transferencia de custodia.
-
Cilindro para hidrómetros: Pueden ser de vidrio, plástico o metal, para
conveniencia en el vaciado, el cilindro debe tener un labio en el borde. El diámetro interno
del cilindro debe ser al menos 25 milímetros mayor al diámetro externo del hidrómetro
utilizado. La altura del cilindro debe permitir un hidrómetro apropiado flote en la muestra,
dejando al menos un espacio de 25 milímetros entre el fondo del hidrómetro y el fondo del
cilindro.
35
Capitulo II. Marco Teórico
-
Baño de temperatura constante: Se utiliza cuando la naturaleza de la muestra
requiere una temperatura de ensayo significativamente superior o inferior de la temperatura
ambiente, manteniendo una temperatura casi constante con desviaciones no mayores de
0.25 ºC durante la ejecución del ensayo.
S
ADO
V
R
E
S
E
OS R
DERECH
Temperatura de ensayo
La gravedad API, determinada por medio del método del hidrómetro es más precisa
cuando la temperatura del ensayo está cerca de la temperatura de referencia 15.5 ºC (60 ºF).
El ensayo se puede desarrollar a cualquier otra temperatura entre -18 y 90 °C (0 y 195 °F),
si está consistente con el tipo de muestra y con las condiciones limitantes necesarias
mostradas en la Tabla 5.
Tabla 5
Condiciones limitantes necesarias
Tipo de muestra
Límite de gravedad
API
Más liviano que 70 º
API
Límite de punto de
ebullición inicial
Moderadamente volátil
Más pesado que 70 ºAPI
Por debajo de 120 ºC
(250 ºF)
Moderadamente volátil y
viscoso
Ma pesado que 70 ºAPI
Por debajo de 120 ºC
(250 ºF)
No volátil
Más pesado que 70 ºAPI
Por debajo de 120 ºC
(250 ºF)
Altamente volátil
Mezclas de compuestos
que no provienen del
petróleo o hidrocarburo
puro
Otros límites
viscosidad demasiada
alta a 18 ºC (65 ºF)
Temperatura de
ensayo
Enfríe a 2ºC (35 ºF) o
menos em el recipiente
cerrado original
Enfríe a 18ºC (65 ºF) o
menos em el recipiente
cerrado original
Caliente a temperatura
mínima para mantener
suficiente fluidez
Cualquier temperatura
entre -18º Y 90ºC (0º y
195 ºF) según sea
conveniente
15.6ºC +/- 0.10 ºC
(60ºF+/- 0.25 ºF)
Fuente: PIT-MP-LAB-003. (2006)
36
Capitulo II. Marco Teórico
Procedimiento
-
Ajustar la temperatura de la muestra siguiendo las recomendaciones de la Tabla 3.
Mantener la temperatura del cilindro y la de la muestra objeto de ensayo a la misma
temperatura.
-
S
ADO
V
R
E
S
E
OS R
DERECH
Transferir la muestra a un cilindro para hidrómetro limpio, procurando no salpicar,
para evitar la formación de burbujas de aire y para minimizar la evaporación de los
compuestos más volátiles.
-
Remover las burbujas de aire las cuales se puedan acumular en la superficie de la
muestra, tocándola con un pedazo de papel de filtro limpio antes de insertar el hidrómetro.
-
Ubicar el cilindro junto con la muestra en una posición vertical y en un sitio libre de
corrientes de aire y/o vibraciones. La temperatura de la muestra no debe cambiar más de
2ºC (5ºF) durante el tiempo necesario para completar el ensayo.
-
Colocar cuidadosamente el hidrómetro dentro de la muestra contenida en el cilindro.
Evitar que se moje el tallo del hidrómetro por encima del nivel al cual será sumergido en el
líquido.
37
Capitulo II. Marco Teórico
-
Sumergir el hidrómetro unas dos divisiones de la escala dentro del líquido y soltarlo
luego. El resto del tallo del hidrómetro, el cual se encuentra por encima del nivel de líquido,
debe permanecer seco, ya que el líquido innecesario en el tallo afecta la lectura obtenida.
Cuando el hidrómetro se haya estabilizado y se encuentre flotando libremente sin tocar las
S
O
D
A
V
R
E
división mas cercana de la escala, pero
como
ESel crudo es un líquido no- transparente
R
S
O
H
C
DERE
paredes del cilindro, y la temperatura de la muestra sea constante, se lee el hidrómetro en la
(fluido opaco), tomar la lectura mirando ligeramente por encima del plano de la superficie
del líquido, el punto de la escala del hidrómetro hasta el cual sube la muestra. Esta lectura
en la parte superior del menisco requiere corrección, reste 0.1 al valor leído en la escala
API del vástago del hidrómetro como se muestra en la figura 2
Figura 2
Lectura Hidrómetros Líquidos Opacos
Fuente: PIT-MP-LAB-003. (2006)
38
Capitulo II. Marco Teórico
-
Agitar inmediatamente la muestra cuidadosamente con el termómetro mientras se
mantiene el hilo de mercurio completamente sumergido. Registrar la temperatura de la
muestra. Si la diferencia de temperatura es mayor a 2ºC (5ºF), se debe repetir el ensayo
colocando la muestra en un baño de agua a temperatura constante durante la medición.
DERECH
Cálculos
S
ADO
V
R
E
S
E
OS R
Cuando la gravedad es observada para líquidos opacos restar la corrección (0.1) a la
lectura observada en el hidrómetro.
Corregir las lecturas del hidrómetro a 60 ºF usando las tablas 5 A o 5 B de la Guía D
1250 de la ASTM.
Informe
La lectura del hidrómetro se reporta como___ ºAPI, o como Gravedad API.
Precisión del método
La precisión de este método es obtenida por la comparación de resultados ínter
laboratorios:
39
Capitulo II. Marco Teórico
La repetibilidad o la diferencia de resultados entre dos pruebas sucesivas, realizadas por
un mismo operador, con el mismo equipo, a condiciones constantes de operación y usando
el mismo material, puede exceder solo 0.2 ºAPI solamente en una muestra de 20.
S
O
D
A
V
R
E
por diferentes operadores, diferentes laboratorios
ES y condiciones de trabajo con igual
R
S
O
H
C
DERE
La reproducibilidad o La diferencia entre dos (2) resultados independientes, obtenidos
material de prueba, en condiciones correctas de operación no excede 0.5 ºAPI, solamente
en un caso de 20.
Documentos de referencia
D 323 Método para la determinación del presión de vapor de productos de petróleo
(método Reíd).
D 1298 Práctica para la determinación, de la densidad, densidad relativa (gravedad
especifica) y gravedad API para petróleo crudo y productos líquidos de petróleo por el
método del hidrómetro.
D 1250 Tablas de medición de petróleo. Vol. 05.01.
D 4057 Práctica de muestreo manual de petróleo y productos de petróleo.
D 4177 Práctica de muestreo automatizado de petróleo y productos de petróleo.
E1 Especificaciones ASTM para termómetros.
E 100 Especificaciones ASTM para hidrómetros.
Métodos estándares del Instituto de Petróleo (IP).
40
Capitulo II. Marco Teórico
Procedimiento par toma de muestras de crudo PIT-MP-LAB-001.
Procedimiento de manejo de desechos tóxicos PIT-MP-LAB-007.
PROCEDIMIENTO PARA LA DETERMINACIÓN DE H2S EN PETRÓLEO
S
CRUDO. Tomado del documento número PIT-MP-LAB-004. (2006)
ADO
V
R
E
S
E
OS R
DERECH
El objetivo de este procedimiento es determinar el contenido de sulfuro de hidrógeno
(H2S) en petróleo crudo, mediante la precipitación del Azufre en una solución de sulfato de
cadmio (CdSO4), donde el precipitado formado (CdS) es equivalente al contenido de H2S
presente en el petróleo crudo.
Este método describe la determinación del contenido de sulfuro de hidrógeno en
muestras de petróleo crudo, haciéndolo pasar por una solución de sulfato de cadmio
(CdSO4), para producir un precipitado amarillo de CdS, mediante una titulación con
solución estándar de yodo. El rango de medición esta definido entre 0 y 80 ppm
volumétrico de H2S.
Seguridad
El sulfuro de hidrógeno (H2S) es un gas altamente tóxico. Sus efectos por exposición a
concentraciones altas pueden tener consecuencias irreversibles mortales en el organismo,
por lo tanto se debe cumplir con las siguientes precauciones:
41
Capitulo II. Marco Teórico
Utilizar todos los equipos de protección personal, para el manejo de muestras de crudo
con H2S, como detectores de H2S, bragas ignífugas, guantes, lentes de seguridad, equipos
de auto contenido y máscara para gases tóxicos (H2S) e Hidrocarburos, según los
S
O
D
A
V
R
E
de los desechos se debe realizar según procedimiento
ES PIT-MP-LAB-007.
R
S
O
H
C
DERE
programas de Seguridad, Higiene y Ambiente (SHA-000, SHA-001 y SHA-003). El manejo
Nota: Los niveles de exposición a vapores de H2S según La Comisión Venezolana de
Normas Industriales (COVENIN) Nº 2253 son:
CAP-PPT : 10 ppm
CAP-LEB : 15 ppm
CAP-T
: 20 ppm
Descripción de las actividades
Resumen del método
Se toma un volumen conocido de crudo en un cilindro (300 ó 495 ml), se conecta a un
kitazato (matraz con tubos laterales de salida) de 1000 ml (ver figura 3) y éste a su vez se
conecta a dos (2) absorbedores contentivos de la solución de sulfato de cadmio.
42
Capitulo II. Marco Teórico
Figura 3
Equipo para H2S en Crudo
Aire
Muestra
de Crudo
Titula con Sln.
de yodo 0.1 N
S
ADO
V
R
E
S
E
OS R
DERECH
Titula con tiosulfato.
de sodio
Luego
Plancha de Calentamiento
con Agitación
Vol 1
Sln.
CdSO4
Vol 2
Vol 1 + Vol 2
Vol 1 + Vol 2
Fuente: PIT-MP-LAB-004. (2006).
El kitazato se coloca en una plancha de calentamiento con agitación magnética, donde
se calienta la muestra de crudo a una temperatura de 60 ºC , agitándolo constantemente para
ayudar se desprenda el gas natural y el H2S presentes en el crudo; este proceso se realiza
por un tiempo de 10 minutos, evitando la temperatura exceda los 60ºC debido podría
evaporarse parte del líquido y esto puede interferir en las titulaciones.
El volumen de la solución de sulfato de cadmio con una concentración 10 mg/l es de
150 ml por cada absorbedor. Después de haber calentado por 10 minutos, se retira cada
43
Capitulo II. Marco Teórico
absorbedor y se le agrega 5 ml de solución de yodo 0.1 N (si nota mucho precipitado
amarillo de CdS agregue mas yodo 0.1 N y anote el volumen), seguidamente se le agrega
una pequeña cantidad de HCl, agite y homogenice.
S
O
D
A
V
R
E
de potasio (KI) para estabilizar el color del
yodo.
SLuego, se procede a realizar la titulación
E
R
S
O
H
C
RE
DE
con Tiosulfato
de Sodio 0.1 N (ver figura 3), hasta el viraje de color a incoloro.
Transferir la muestra a un beaker de 500 ml y agregar una pequeña cantidad de yoduro
El contenido de H2S se determina por la siguiente ecuación:
ppm( H 2 S ) =
( A × A' ) − ( BxB' ) × 17 × 1000
V ×D
Donde:
V = Volumen de muestra (crudo)
A= Volumen de Yodo
A’ = Normalidad del Yodo
B = Volumen del Tiosulfato de Sodio (Na2S2O3)
B’ = Normalidad del Tiosulfato de Sodio (Na2S2O3)
17 = Peso equivalente del H2S
D = Densidad del crudo
(1)
44
Capitulo II. Marco Teórico
Significado y uso
El contenido de sulfuro de hidrógeno (H2S) en el petróleo crudo representa un
contaminante puede causar corrosión en equipos y es altamente peligroso para la salud.
DERECH
Equipos y Reactivos
S
ADO
V
R
E
S
E
OS R
Equipos
-
Kitazatos de 1000 ml
-
Absorbedores de 500 ml c/u
-
Buretas de 25 ml, graduadas de 0.1 ml
-
Pera se succión
-
Termómetro
-
Cronómetro
-
Pipetas volumétricas de 10 y 20 ml
-
Cilindros graduados de 50, 100 y 200 ml
-
Vasos de precipitados de 25, 50 y 250 ml
-
Gotero para añadir indicador
-
Soporte universal
-
Agitador de vidrio y magnético
-
Balanza analítica de precisión 0.1 mg.
45
Capitulo II. Marco Teórico
Reactivos:
- Sulfato de Cadmio (CdSO4) 10 mg/l, disolver 10 g de sulfato de Cadmio
octahidratado CdSO4.8H2O en agua destilada y diluir hasta un litro.
- Tiosulfato de sodio 0.1 N (Na2SO2O3).
DERECH
- Solución de yodo 0.1 N.
S
ADO
V
R
E
S
E
OS R
- Yoduro de potasio (KI)
- Solución de almidón.
- Ácido clorhídrico concentrado (HCl)
Procedimiento
Este procedimiento es una modificación del método de determinación de H2S y
Mercaptanos en Gas. Método de absorción con sulfato de cadmio y titulación con solución
de yodo.
-
Tomar un volumen conocido de crudo (300 a 495 ml) en un cilindro de acero
inoxidable.
-
Conectar el cilindro a un kitazato de 1000 ml (matraz con tubos laterales).
46
Capitulo II. Marco Teórico
-
Conectar el Kitazato a los absorbedores (2 vasos de precipitados) los cuales
contienen 150 ml c/u de solución de sulfato de cadmio Cdso4. 10 mg/l (Ver Figura 1).
-
Colocar el kitazato sobre una plancha de calentamiento con agitación magnética,
S
para calentar la muestra de crudo aproximadamente a 60 ºC, para desprender el gas natural
ADO
V
R
E
S
E
OS R
DERECH
y H2S presentes en el crudo.
-
Dejar calentando durante 10 minutos, cuidar que la temperatura no exceda los 60 ºC
para evitar evaporación de algunos líquidos pueden interferir en las titulaciones.
-
Retirar cada absorbedor y agregar a cada uno 5 ml de una solución de yodo 0.1 N, si
se observa mucho precipitado amarillo (CdS), agregar mas solución de yodo y anotar el
volumen gastado.
-
Agregar una pequeña cantidad de HCl, agitar y homogenizar.
-
Transferir a un beaker de 500 ml y agregar una pizca de yoduro de potasio (KI) 0.1
N hasta viraje incoloro. Utilizar solución indicadora de almidón cuando esté cerca del punto
final; al agregar el almidón, la solución toma una coloración azul y al llegar al punto final
se torna incoloro.
47
Capitulo II. Marco Teórico
Cálculos
La concentración de sulfuro de hidrógeno se calcula mediante la siguiente ecuación:
( A × A' ) − ( BxB' ) × 17 × 1000
V ×D
(2)
ppm( H 2 S ) =
V × ( I 2 consumido) × 0.1 × 1000
300 × 0.8674
(3)
ppm( H 2 S ) =
V × ( I 2 consumido) × 0.1 × 1000
495 × 0.8674
ppm( H 2 S ) =
OS
DERECH
OS
D
A
V
R
E
RES
Donde:
V = Volumen de muestra (crudo)
A = Volumen de yodo
A’ = Normalidad del yodo
B = Volumen de tiosulfato de sodio (Na2S2O3)
B’ = Normalidad del tiosulfato de sodio ( Na2S2O3)
17 = Peso equivalente del H2S
D = Densidad del crudo
(4)
48
Capitulo II. Marco Teórico
Para obtener una expresión más sencilla, tenemos que:
ppm( H 2 S ) = Factor × V ( I 2 consumido )
(5)
S
ADO
V
R
E
S
E
Para un volumen de muestra de muestra
de
300
ml:
SR
O
H
C
E
R
DE
Los factores son:
Factor =
0.1 × 17 × 1000
...........(1)
300 × 0.8674
Factor = 6.53
Para un volumen de muestra de 495 ml:
Factor =
0.1 × 17 × 1000
...........(2)
495 × 0.8674
Factor = 3.95
Informe
Para reportar correctamente la concentración (ppm) de H2S en crudo debe utilizarse la
ecuación (1) ó (2) según el volumen de muestra utilizado.
49
Capitulo II. Marco Teórico
Este método no tiene determinada una precisión, pero es aceptado como un
procedimiento adecuado de análisis de laboratorio para medición del contenido de H2S
considerando la temperatura de calentamiento del crudo es suficiente para la evaporación
de todo el H2S presente en la muestra de crudo.
S
ADO
V
R
E
S
E
OS R
CH
E
R
E
D
Documentos de referencia
Covenin 2051-93 Gas Natural. Determinación del contenido de Sulfuro de Hidrógeno y
Mercaptanos por Absorción de Sulfato de Cadmio. Método de Valorización Yodométrica.
PROCEDIMIENTO PARA LA DETERMINACIÓN DE H2S EN GAS. Tomado del
documento número PIT-MP-LAB-005. (2006).
Este procedimiento establece las condiciones para la determinación del contenido de
sulfuro de hidrógeno (H2S ) en gas natural, basado en el equipo Dräger.
Este método describe la determinación del contenido de sulfuro de hidrógeno en
muestras de gas natural mediante el procedimiento de campo Método Dräger, El rango de
medición esta definido entre 0.5 a 2000 ppm volumétrico a 20 ºC y 760 mmHg.
50
Capitulo II. Marco Teórico
Seguridad
Utilizar todos los equipos de protección personal, para el manejo de muestras de crudo
con H2S, como detectores de H2S, bragas ignífugas, guantes, lentes de seguridad, equipos
S
O
D
A
V
R
E
programas de Seguridad, Higiene y Ambiente
ES(SHA-000, SHA-001 y SHA-003). Los
R
S
O
H
C
DERE
de auto contenido y máscara para gases tóxicos (H2S) e Hidrocarburos, según los
niveles de exposición a vapores de H2S son TLV- 10 ppm y TLV- T 20 ppm.
Descripción de las actividades
Resumen del método
El contenido de sulfuro de hidrógeno (H2S) es determinado utilizando el equipo Dräger
con tubos de detección colorimétricos rellenos con sílica gel (soporte y secante), el cuál
contiene un reactivo químico (fase activa) puede ser de Plomo (Pb+2) o un Complejo de
Mercurio (Hg+2) o Cobre (Cu+2). En cada caso las reacciones que tienen lugar son:
Reacciones:
Con Pb+2
H2S + Pb+2
PbS + 2H+ (color pardo claro)
Con Hg+2
H2S + Hg+2
HgS + 2H+ (color pardo claro)
51
Capitulo II. Marco Teórico
Con Cu+2
H2S + Cu+2
CuS + 2H+ (color negro)
Significado y uso
S
O
D
A
V
R
E
El contenido de sulfuro de hidrógeno
E(HSS) en el petróleo crudo representa
R
S
O
H
C
DERE
2
un
contaminante puede causar corrosión en equipos y es altamente peligroso para la salud.
Equipos
Equipo Dräger
-
Bomba Dräger de Fuelle: Es una bomba de accionamiento manual (Ver figura 4),
cada accionamiento de la bomba maneja un volumen de 100 cm3 (ml) de gas, por tanto su
funcionamiento no solo es para succionar el gas sino también para medir la cantidad de gas
succionado. Después de comprimir el fuelle, al soltarlo, se abre automáticamente. Se llega
al final del proceso de succión del gas cuando se tensa toda la cadena distanciadora.
El tiempo el cuál transcurre entre el momento en que se suelta el fuelle (una vez
comprimido) y la tensión total de la cadena distanciadora, se denomina tiempo de apertura.
El tiempo de apertura depende de la resistencia a la circulación que ofrece el tubo Dräger
52
Capitulo II. Marco Teórico
insertado, esta resistencia varía según el tubo empleado, también varía el tipo de empaque.
Existen tubos cuyo tiempo de apertura es de 3 segundos y otros es de 40 segundos.
Figura 4
Bomba Dräger de Fuelle
S
ADO
V
R
E
S
E
OS R
DERECH
Fuente: PIT-MP-LAB-005. (2006).
-
Tubos Detectores Dräger: Son tubos de vidrio empacados con sílica gel que contiene
un reactivo químico que reacciona con el H2S presente en la muestra de gas, detectada por
cambio de color (colorimetría). Los extremos del tubo vienen sellados y se deben romper
para permitir la entrada del gas. Cada tubo tiene impresa una escala graduada permite leer
el valor de la medida realizada. El tiempo de vencimiento de los Tubos Dräger es de 2 años,
53
Capitulo II. Marco Teórico
si han sido almacenados en condiciones ambientales normales (25 ºC y presión
atmosférica).
Procedimiento
S
-
ADO
V
R
E
Drenar la línea o punto de muestreo
(ver
tabla
6.)
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
-
Romper el tubo en sus extremos y conectarlo por un extremo al equipo de muestreo
-
Colocar el equipo según lo indica el manual.
y por el otro a la Bomba Dräger.
-
Aplicar el número de carreras o succiones, según la indicación del Tubo Dräger
utilizado.
-
Leer el valor de la escala, donde se efectuó el cambio de color, este representa el
contenido en ppm de sulfuro de hidrógeno (H2S) en el gas muestreado.
-
Agregar una pequeña cantidad de HCl, agitar y homogenizar.
Todo el procedimiento se realiza a presión de trabajo de 1 atmósfera.
Tabla 6
Puntos de Muestreo
Puntos de Muestreo y Análisis diarios realizados en la Planta Urdaneta García
Puntos de Muestreo
Análisis
%AyS
Descarga bombas hacia UD-7
Separador V-101 A
X
H2S en
crudo
X
X
H2S en
Gas
Gravedad
API
X
X
Fuente: PIT-MP-LAB-005. (2006).
54
Capitulo II. Marco Teórico
Cálculos
El valor observado en la escala del tubo representa la concentración en partes por millón
(ppm) de sulfuro de hidrógeno en el gas.
S
ADO
V
R
E
S
E
OS R
DERECH
Informe
Para reportar correctamente la lectura del Tubo Dräger debe utilizarse “ppm de H2S en
gas”.
Documentos de referencia
Manual del equipo Dräger.
PROCEDIMIENTO DE HIGIENE Y SEGURIDAD EN EL LABORATORIO.
Tomado del documento número PIT-MP-LAB-006. (2006).
Este procedimiento establece los principales elementos preventivos a ser considerados
en la formulación de planes de seguridad y protección a la salud en el Laboratorio de la
Planta Urdaneta García.
55
Capitulo II. Marco Teórico
La información y los lineamientos presentados en este documento son aplicables al
Laboratorio de la Planta Urdaneta García.
Seguridad
S
O
D
A
V
R
E
Los trabajadores de los laboratoriosR
están
ESexpuestos en forma rutinaria a sustancias
S
O
H
C
DERE
químicas peligrosas tales como xileno, sulfuro de hidrógeno, monóxido de carbono, ácidos,
y otras.
Se puede afirmar, la exposición de los trabajadores de los laboratorios a estas sustancias
químicas peligrosas, es generalmente prolongada y en concentraciones muy variables, es
por eso, la aplicación de las normas y procedimientos de Higiene y Seguridad en estos
ambientes de trabajo deben ser de cumplimiento obligatorio.
Descripción de las actividades
Plan de Higiene y Seguridad
En cualquier laboratorio donde se usen o manejen sustancias químicas peligrosas, se
debe realizar un plan de Higiene y Seguridad a fin de proteger a los trabajadores de los
riesgos y mantener las exposiciones por debajo de las Concentraciones Ambientales
56
Capitulo II. Marco Teórico
Permisibles (C.A.P.). El plan debe estar disponible para consulta de los trabajadores,
supervisores e inspectores de los organismos oficiales.
El plan debe dar especial atención a las técnicas del laboratorio envuelvan riesgos
S
O
D
A
V
R
E
envuelven riesgo de explosión, presiones
elevadas,
ES manejo de material de vidrio, uso de
R
S
O
H
C
ERE
centrífugas,D
entre otros.
adicionales a los ya mencionados, tales como reacciones altamente exotérmicas y
Monitoreo
El custodio del laboratorio debe solicitar Departamento de HSE, la evaluación de la
concentración de las sustancias manejadas en el laboratorio. Se debe establecer un
programa de monitoreo cuya frecuencia estará dada por el tipo de sustancia presente en el
ambiente de trabajo y/o por el tipo de actividad del laboratorio.
Registros
El laboratorio debe dejar registro de las regulaciones aplicables, así como de los
resultados del monitoreo; constancia de notificación de riesgos a los trabajadores;
constancia de entrega y recepción de los equipos de protección personal; Hoja de
Información de Productos Químicos (MSDS) de los productos usados en el laboratorio y
constancia del adiestramiento recibido por los trabajadores.
57
Capitulo II. Marco Teórico
Adiestramiento
El adiestramiento debe asegurar que los trabajadores estén en conocimiento de los
riesgos a los cuales están expuestos y desarrollar en ellos la facultad les permita su
reconocimiento y la adopción de medidas preventivas y de control.
S
ADO
V
R
E
S
E
OS R
CH
E
R
E
D
Vigilancia Médica
Deben ser practicados a todos los trabajadores el examen médico de pre-empleo, los
exámenes periódicos y el examen para control de riesgos correspondientes.
Identificación y Notificación de Riesgos
Todos los reactivos y muestras del laboratorio deben ser considerados peligrosos a la
salud y a la seguridad del personal, por tanto deben estar debidamente identificados y
disponer de la Hoja de Información de Productos Químicos (MSDS).
Dar atención especial a las sustancias con un punto de inflamación (flash point) por
debajo de la temperatura ambiente y aquellas las cuales tienen temperaturas de autoignición
muy bajas. El laboratorio debe tener un mapa de riesgo de su instalación, colocado en un
lugar visible para sus trabajadores y visitantes.
58
Capitulo II. Marco Teórico
Protección Personal y Respiratoria
La selección y uso de equipos de protección personal en el laboratorio debe ser
considerada con otros métodos de control de riesgos y éstos serán específicos para cada
situación.
S
DERECH
ADO
V
R
E
S
E
OS R
Debe ser obligatoria la protección respiratoria cuando la concentración de una sustancia
(o varias) excede el nivel permitido. Debe considerarse la protección respiratoria, de los
ojos y del cuerpo en general. Especial atención debe darse al uso y selección de los
respiradores.
Plan de Emergencia
En todo laboratorio debe existir un plan de respuesta para emergencias contemple los
siguientes elementos: tipos de emergencias posibles, identificando la gravedad y
probabilidad, recursos internos o externos disponibles, equipos y personal necesario, vías y
rutas de escapes claramente identificadas y despejadas de toda obstrucción y técnicas de
primeros auxilios.
Documentos de referencia
COVENIN-1057 Criterios de Selección y Uso de equipos de Protección Respiratoria.
59
Capitulo II. Marco Teórico
COVENIN-2253 Concentraciones Ambientales Permisibles en lugares de trabajo e
Índices Biológicos de Exposición.
COVENIN Materiales peligrosos. Guía de respuestas de Emergencia a Incidentes o
Accidentes.
S
O
D
A
V
R
E
PROCEDIMIENTO PARA MANEJO
YE
DISPOSICIÓN
FINAL DE PRODUCTOS
S
R
S
O
H
C
DERE
PELIGROSOS.
Tomado del documento número PIT-MAP-LAB-007. (2006)
Este procedimiento establece las condiciones bajos las cuales se deben utilizar y
manejar los productos y desechos químicos peligrosos, con la finalidad de prevenir la
contaminación en trabajadores y en el medio ambiente.
En este documento se presentan los lineamientos para el manejo seguro de los productos
químicos y desechos, con el objeto de prevenir los efectos nocivos a la salud e integridad
física de los trabajadores, instalaciones y medio ambiente, aplicables al Laboratorio de la
Planta Urdaneta García.
Seguridad
Los trabajadores de los laboratorios deben manejar frecuentemente desechos químicos
peligrosos, productos de los ensayos y análisis rutinariamente se realizan en esas
instalaciones.
60
Capitulo II. Marco Teórico
Se puede afirmar que la exposición de los trabajadores de los laboratorios a estos
materiales peligrosos, es muy frecuente, es por eso, que la aplicación de las normas y
procedimientos de Higiene y Seguridad en estos ambientes de trabajo deben ser de
cumplimiento obligatorio.
S
ADO
V
R
E
Descripción de las actividades
S
E
SR
O
H
C
E
R
DEGenerales
Disposiciones
El manejo seguro de productos químicos va dirigido a la protección del personal,
instalaciones y medio ambiente, cumpliendo con la aplicación de las leyes, decretos y
normas relativas a la seguridad, salud y calidad ambiental.
Todas las decisiones envuelven la utilización de sustancias o productos químicos
peligrosos, deben tomar en cuenta los riesgos intrínsecos de la operación y las posibles
afectaciones a los trabajadores, al público, al ambiente y a la imagen de la empresa. Todos
los productos adquiridos, elaborados y utilizados, deberán poseer su hoja de información
(MSDS).
Utilización de Productos Químicos
- Inventario de productos químicos: Se debe elaborar y mantener actualizado un
inventario de los productos químicos utilizados en el laboratorio.
61
Capitulo II. Marco Teórico
- Hoja de información de productos químicos (MSDS): Todo producto químico que se
adquiera, debe tener su hoja de información o MSDS, la cual debe estar escrita en español y
conservar una copia en el idioma original.
S
O
D
A
V
R
E
- Identificación de productos químicos:
S envase o contenedor de estos productos
ETodo
R
S
O
H
C
ERE
debe estar D
identificado con una etiqueta, en la cual se deben colocar, adicionalmente al
nombre, las propiedades físico-químicas del producto.
- Evaluación de riesgo: Se deben evaluar los riesgos de cada producto químico
utilizando como mínimo la información contenida en los MSDS.
- Evaluación de la exposición: Se deben realizar mediciones de la exposición de los
productos químicos constituyan un riesgo para la salud.
- Prácticas seguras de trabajo: Ningún trabajador debe ser expuesto a productos
químicos en concentraciones superiores a las indicadas, como “Concentraciones
Permisibles e Índices Biológicos de Exposición”.
- Notificación de riesgos: Todos los trabajadores que utilicen productos químicos
deben ser notificados de los riesgos que estos representan para su salud, además deben ser
62
Capitulo II. Marco Teórico
adiestrados en el manejo seguro de estos productos. La notificación debe ser por escrita y se
debe dejar registro en los archivos de cada trabajador.
Disposición Final de los Desechos
S
O
D
A
V
R
E
Los desechos deben ser recogidos en R
forma
separada de los drenajes de aguas negras, en
ES
S
O
H
C
DERE
tambores cerrados, los cuales deben ser transportadas en forma segura hasta el sitio o fosa
de disposición de desechos se ha definido para este fin, estos desechos pueden ser
incorporados nuevamente a la producción de crudo y de esta manera evitar su disposición
en medio ambiente.
Registros
El laboratorio debe dejar registro de los resultados de los monitoreo realizados; copia de
la
constancia de notificación de riesgos a los trabajadores; constancia de entrega y
recepción de los equipos de protección personal, Hoja de Información de Productos
Químicos (MSDS) de los productos usados en el laboratorio y constancia del
adiestramiento recibido por los trabajadores.
Documentos de referencia
COVENIN-1057 Criterios de Selección y Uso de equipos de Protección Respiratoria.
63
Capitulo II. Marco Teórico
COVENIN-2253 Concentraciones Ambientales Permisibles en lugares de trabajo e
Índices Biológicos de Exposición.
S
COVENIN Materiales peligrosos. Guía de respuestas de Emergencia a Incidentes o
ADO
V
R
E
S
E
OS R
DERECH
Accidentes.
LEY PENAL DEL AMBIENTE. Decreto Nº 2.218
LEY PENAL DEL AMBIENTE. Decreto Nº 2635
PROCEDIMIENTO PARA LA DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE AGUA
EN CRUDO POR DESTILACIÓN. Tomado del documento número PIT-MP-LAB008. (2006)
Este procedimiento establece las condiciones para la determinación del contenido de
agua en muestras de crudo, por el método de destilación, basado en la norma estándar
(ASTM-D 4006-81 Rev. 2000).
Este método describe la determinación en el laboratorio, del contenido de agua en el
petróleo crudo, por medio del método de destilación. El conocimiento de la cantidad de
64
Capitulo II. Marco Teórico
agua en el crudo es importante en la compra/venta, refinación y transferencia de custodia de
los crudos.
Seguridad
S
Realizar el ensayo dentro de la campana de extracción para evitar la emanación de
ADO
V
R
E
vapores tóxicos al medio ambiente.
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
Utilizar todos los equipos de protección personal, para el manejo de muestras de crudo
con H2S, como detectores de H2S, bragas ignífugas, guantes, lentes de seguridad, equipos
de auto contenido y máscara para gases tóxicos (H2S) e Hidrocarburos, según los
programas de Seguridad, Higiene y Ambiente (SHA-000, SHA-001 y SHA-003). El manejo
de los desechos se debe realizar según procedimiento PIT-MP-LAB-007.
Descripción de las actividades
Resumen del método
La muestra se calienta bajo reflujo con un solvente inmiscible en agua, que co-destile
con el agua de la muestra.
65
Capitulo II. Marco Teórico
El solvente y el agua se condensan y el agua es separada continuamente en una trampa,
quedando depositada en la sección graduada de la trampa y retornando el solvente al balón
de destilación.
Significado y uso
S
ADO
V
R
E
S
E
OS R
DERECH
El contenido de agua en el petróleo es importante conocerlo para los procesos de
refinación y transferencia de custodia del crudo.
Muestras
Las muestras deben ser tomadas según el procedimiento de muestreo PIT-MP-LAB001.
Equipos y reactivos
-
Equipos: El diseño del equipo se muestra en la figura 1, el cual consiste de un balón
de destilación, un condensador, una trampa graduada de vidrio y un calentador. Otros tipos
de aparatos de destilación están especificados en el apéndice de la ASTM E 123.
-
Equipo de destilación: El balón debe ser de vidrio, con fondo redondo de 1000
mililitros de capacidad y con juntas esmeriladas de 24/40, las trampas deben ser de vidrio
de 5 mililitros (ml), según las especificadas en el apéndice E 123 de la ASTM, tipo E
66
Capitulo II. Marco Teórico
calibradas, con graduaciones de 0.05 mililitros (ml), un condensador tipo Liebig de 400
mililitros (ml). En la parte superior del condensador se debe colocar un tubo de secado para
impedir la entrada de humedad atmosférica. Ver figura 5
S
O
D
A
V
R
E
inferior del balón de destilación, preferiblemente
ESmantas de calentamiento por razones de
R
S
O
H
C
ERE
seguridad. D
Se utiliza un calentador eléctrico que pueda distribuir uniformemente el calor en la parte
Figura 5
Montaje Típico con Balón de Vidrio
Fuente: PIT-MP-LAB-008. (2006)
-
Reactivos:
67
Capitulo II. Marco Teórico
a. Solvente: Usar Xileno grado reactivo, debe cumplir con ASTM
D 846, se le
determina un blanco, colocando 400 ml del solvente en el equipo de destilación y se aplica
el procedimiento como lo indica esta técnica de ensayo.
S
O
D
A
V
R
E
valor se usa para corregir el volumen deR
agua
S en la trampa, como se indica en el
Erecogido
S
O
H
C
DERE
procedimiento.
El contenido de agua en volumen debe tener un valor aproximado de 0.025 ml, este
Características del Xileno:
Color (APHA)
: No más de 10
Punto de Ebullición
: 137-144 ºC
Residuos de Evaporación
: 0.002 %
Compuestos de azufre (S)
: 0.003 %
Agua (H2O)
: 0.02 %
Metales Pesados (Pb)
: 0.1 ppm
Cobre (Cu)
: 0.1 ppm
Hierro (Fe)
: 0.1 ppm
Níquel (Ni)
: 0.1 ppm
Plata (Ag)
: 0.1 ppm
68
Capitulo II. Marco Teórico
b.
Muestreo, muestras y equipo para el ensayo: El muestreo, comprende todos los
pasos para obtener una porción del contenido de una tubería, tanque u otro sistema, hasta
ser colocada en un recipiente o envase para el ensayo en el laboratorio.
S
O
D
A
V
R
E
(Procedimiento manual) y por ASTM DR
4177
ES(Procedimiento automático). Las muestras
S
O
H
C
DERE
La muestra, se considera representativa si es obtenida bajo la norma ASTM D 4057
deben mezclarse muy bien y calentar si es necesario, para asegurar uniformidad. El tamaño
de la muestra se basa en la cantidad de agua esperada, como se indica, en la tabla 7
Tabla 7
Relación cantidad agua/muestra
Contenido de agua
esperado
(% en peso o volumen)
50.1- 100.0
25.1 - 50.0
10.1 - 25.0
5.1 - 10.0
1.1 - 5.0
0.5 - 1.0
Menos de 0.5
Cantidad aproximada de
muestra
( gr. o ml)
5
10
20
50
100
200
200
Fuente: PIT-MP-LAB-008. (2006)
Nota: Si hay alguna duda en cuanto a la uniformidad de la muestra, se deben hacer tres
determinaciones y el promedio de los resultados se reporta como el contenido de agua.
Para determinar el contenido de agua en base volumétrica, medir 5, 10, 20, 50, 100 y
200 ml en un cilindro graduado (NBS Clase A), dependiendo del tamaño de la muestra
69
Capitulo II. Marco Teórico
según la información indicada anteriormente. Tenga cuidado al vaciar las muestras en el
cilindro graduado, hágalo lentamente para evitar el entrampamiento de aire y poder ajustar
el nivel lo mas cerca posible de la graduación adecuada.
S
O
D
A
V
R
E
volumen de 200 ml de Xileno en 5 porciones
EdeS40 ml. El volumen de Xileno usado para
R
S
O
H
C
REser vertido en el balón de destilación. Asegure toda la muestra sea
DEdebe
lavar el cilindro
Coloque el contenido del cilindro en el balón de destilación y lave el cilindro con un
transferida al balón.
Para determinar el contenido de agua en base másica, pese la cantidad de muestra según
la información indicada anteriormente, coloque la muestra directamente en el balón de
destilación. Si usa otro envase (cilindro o beaker), lave con 5 porciones de xileno y
colóquelo en el balón de destilación.
c.
Calibración de la trampa: Verifique la calibración de la trampa antes de ser
ensamblado el equipo de destilación.
Procedimiento
-
Si el procedimiento se realiza a muestras de entrega de custodia, se debe verificar el
estado de los precintos colocados al envase que contiene la muestra, junto con el personal
del Ministerio de Energía y Petróleo (M.E.P) y PDVSA.
70
Capitulo II. Marco Teórico
-
La precisión de este método se puede ver afectada por gotas de agua que se adhieren
a las superficies del equipo y no entran a la trampa. Para minimizar este error, se debe
limpiar el equipo por lo menos una vez al día para eliminar la película de la superficie y los
residuos que impiden el libre flujo del agua, use xileno, acetona u otro solvente apropiado.
S
O
D
A
V
R
E
analizando y produce contaminaciones persistentes.
ES
R
S
O
H
C
E se realiza según el procedimiento PIT-MP-LAB-001, tomando
DEdeRmuestra
- La toma
Se recomienda realizar limpiezas mas frecuentes si la naturaleza de la muestra se esta
las siguientes consideraciones: recircular la muestra durante 35 minutos, drenar la línea por
un tiempo de 10 minutos para su desplazamiento, tomar una muestra en un envase de un
litro, con su respectiva tapa para su traslado hasta el laboratorio.
-
Homogenice la muestra manualmente en el envase de un litro, antes de transferir al
cilindro graduado o directamente al balón de destilación.
-
Realizar el blanco al solvente según este procedimiento, registrar el valor obtenido
para restarlo al registrado para la muestra.
-
Antes de montar el equipo de destilación verificar la calibración de la trampa.
-
Si la muestra se va ha tomar en base másica (peso en gr.), colocar la muestra
directamente en el balón de destilación, la cantidad depende del contenido de agua
71
Capitulo II. Marco Teórico
esperada, según la información de la tabla 7, agregue al balón de destilación un volumen
total de xileno de 400 ml.
-
Si la muestra se va ha tomar en base volumétrica, mida un volumen según el
S
O
D
A
V
R
E
destilación, lavando el cilindro con 5 porciones
ESde 40 ml de xileno, hasta un volumen total
R
S
O
H
C
DERE
indicado en la tabla 1, para la cantidad de agua esperada, transfiera la muestra al balón de
de xileno de 200 ml.
-
Luego, coloque unas perlas de vidrio o un material equivalente, para controlar la
ebullición del líquido y evitar salpicaduras.
-
Los componentes del equipo se ensamblan tal como se muestra en la figura 1, todas
las conexiones deben quedar herméticas, pero no se recomienda utilizar grasas para el
sellado. El tubo del condensador y la trampa deben estar limpios para asegurar una libre
circulación del agua hacia la trampa. Insertar un secante (tapón de algodón) en la parte
superior del condensador para impedir la condensación de la humedad atmosférica en su
interior, recircule agua a la camisa del condensador a una temperatura entre 20º y 25º C.
-
Se aplica lentamente calor (aproximadamente ½ hora) al balón de destilación para
prevenir una ebullición violenta, luego se ajusta la velocidad de ebullición, de manera que
el destilado condensado se descargue desde el condensador a una velocidad de 2 a 5
gotas/segundo. Se continúa la destilación hasta que no quede agua visible en ninguna parte
del equipo a excepción de la trampa y la cantidad de agua recolectada permanezca
72
Capitulo II. Marco Teórico
constante durante 5 minutos. Si persiste un anillo se agua en el tubo del condensador, lavar
con xileno. (use un spray para lavar el tubo), agregue una solución del rompedor de
emulsiones a una concentración de 1000 ppm en xileno, para lavar y quitar las gotas de
agua. Después continué redestilando por 5 minutos. El calentamiento debe ser suspendido
S
O
D
A
V
R
E
procedimiento se debe repetir hasta que
no
S agua visible en el condensador y el
Eexista
R
S
O
H
C
ERE
volumen deD
agua en la trampa se mantenga constante durante 5 minutos.
15 minutos antes para realizar el proceso de lavado, para prevenir la ebullición. Este
Cuando la destilación del agua es completa, permita la trampa y su contenido se enfríe
a 20 ºC. Remueva cualquier gota de agua adherida a las paredes de la trampa con una
varilla de vidrio o de PTF (politetrafluoroetileno) y transfiera a la capa de agua.
Lea el volumen de agua en la trampa, la trampa esta graduada en 0.05 ml, con
incremento en volumen estimado aproximadamente de 0.025 ml.
Cálculos
Se calcula el agua en la muestra como el porcentaje en peso o en volumen, de acuerdo a
la base en la cual se tomó la muestra, de la manera siguiente:
a.- En base volumétrica
% Aguav =
( A − B)
× 100
C
(6)
73
Capitulo II. Marco Teórico
Donde:
A: volumen de agua en la trampa, en ml
B: volumen de agua del blanco del solvente, en ml
C: volumen de la muestra, en ml
S
ADO
V
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S
E
OS R
DERECH
b.- En base en peso
% Agua m =
( A − B)
× 100
M
(7)
Donde:
A: volumen de agua en la trampa, en ml.
B: volumen de agua del blanco del solvente, en ml.
M: peso de la muestra, en gr.
Nota: Si existe material volátil soluble en agua, se calcula como agua.
Informe
Reporte el contenido de agua con una aproximación de 0.025 %, con referencia al
método ASTM D 4006, usado en este procedimiento.
Precisión del método
74
Capitulo II. Marco Teórico
La precisión de este método es obtenida por la comparación de resultados ínter
laboratorios, para un rango desde 0.01 hasta 1.0 %.
-
Repetibilidad: La diferencia de resultados entre dos (2) pruebas sucesivas,
S
O
D
A
V
R
E
operación y usando el mismo material, puede
S solo una muestra en 20.Para 0.1 %
Eexceder
R
S
O
H
C
ERE
de agua, la D
repetibilidad es constante es 0.08
realizadas por un mismo operador, con el mismo equipo, a condiciones constantes de
-
Reproducibilidad: La diferencia entre dos (2) resultados independientes, obtenidos
por diferentes operadores, diferentes laboratorios y condiciones de trabajo con igual
material de prueba, a lo largo y en condiciones correctas de operación, excede en solo un
caso de 20.
Para 0.1 % de agua, la reproducibilidad es constante 0.11.
Documentos de referencia
ASTM D 96 Método para la determinación de agua y sedimento en petróleo crudo por
el método de centrifugación.
ASTM D 846 Especificaciones para Xileno.
ASTM D 4006 Método para determinación del contenido de agua por destilación.
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Capitulo II. Marco Teórico
ASTM D 4057 Práctica de muestreo manual de petróleo y productos de petróleo.
ASTM D 4177 Práctica de muestreo automatizado de petróleo y productos de petróleo.
S
O
D
A
V
R
E
COVENIN 422-82 Determinación de
la
S de agua y sedimento en petróleo
Ecantidad
R
S
O
H
C
DERE
crudos.
PROCEDIMIENTO PARA EL MANEJO Y CONTROL DE MUESTRAS TESTIGO.
Tomado del documento número PIT-MP-LAB-009. (2006).
El objetivo del presente procedimiento es almacenar y controlar las muestras testigos
bajo condiciones ambientales específicas e instalaciones adecuadas para prevenir su
deterioro, a fin de garantizar la confiabilidad de los resultados cuando se realizan las
verificaciones solicitadas por el cliente. Este procedimiento aplica a las muestras cuyos
resultados estén fuera de especificación y a todas las muestras oficiales suministradas por el
cliente.
Seguridad
Utilizar todos los equipos de protección personal, para el manejo de muestras de crudo
con H2S, como detectores de H2S, bragas ignífugas, guantes, lentes de seguridad, equipos
76
Capitulo II. Marco Teórico
de auto contenido y máscara para gases tóxicos (H2S) e Hidrocarburos, según los
programas de Seguridad, Higiene y Ambiente (SHA-000, SHA-001 y SHA-003). El manejo
de los desechos se debe realizar según procedimiento PIT-MP-LAB-007.
S
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D
A
V
R
E
- Preparar e identificar las muestras:
ElE
Operador
S del Laboratorio una vez culminado
R
S
O
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C
RE de los análisis de las muestras oficiales, procede a preparar las
DlosEresultados
el reporte de
Descripción de las actividades
muestras testigo para su almacenamiento en caso de requerirse.
- Revisar muestras por archivar y actualizar Control de muestras testigo: El Operador
del Laboratorio revisa las muestras, se asegura estén bien tapadas, identificadas y se hallan
colocado en la bolsa plástica con sus precinto de seguridad; luego procede a colocarlas en
el lugar determinado ordenándolas de acuerdo por fecha y procede a registrar la
información en el “Control de Muestras Testigo”, donde coloca toda la identificación
incluyendo el número de los precintos si estos poseen código.
Muestra
Solo se almacenan muestras oficiales las cuales son colocadas en el sitio especificado,
de acuerdo al orden cronológico. Las muestras se guardarán durante una semana; en caso
de requerirse más tiempo, debe ser solicitado al Ingeniero de Procesos para que apruebe el
requerimiento e indique las instrucciones necesarias, antes de proceder.
77
Capitulo II. Marco Teórico
Desincorporar y desechar las muestras testigo
Cuando haya culminado el tiempo establecido para el almacenamiento y resguardo de
S
O
D
A
V
R
E
depósito y procede a desechar la muestra
según
ESel procedimiento de manejo de desechos
R
S
O
H
C
E en el “Control de Muestras Testigo” coloca la palabra
DERluego
PIT-MP-LAB-007,
las muestras (una semana), el Operador del Laboratorio retira las muestras testigo del
“Desincorporada” para indicar que la muestra fue desechada.
Documentos de referencia
PIT-MP-LAB-007, procedimiento para manejo de desechos tóxicos.
DEFINICIÓN DE TÉRMINOS BÁSICOS
A continuación se definen los términos utilizados a lo largo del trabajo especial de
grado:
Sulfuro de Hidrógeno (H2S): Es un gas tóxico e inflamable, detectable por el olfato
humano a muy bajas concentraciones (0,02 ppm), con un olor característico a huevo
podrido, tiene la particularidad de insensibilizar el sentido del olfato en concentraciones
altas, dejando de ser percibido.
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Capitulo II. Marco Teórico
Muestra: Una parte de un volumen total puede o no contener los componentes en las
mismas proporciones y están presentes en el volumen total.
Muestrear: Todos los pasos requeridos para obtener una muestra representativa del
contenido de cualquier tanque o línea.
S
ADO
V
R
E
S
E
OS R
DERECH
Muestra puntual: Una muestra tomada en un punto específico de un tanque o línea en
un momento especifico.
Muestreador automático: Es un dispositivo el cuál extrae una muestra representativa
del líquido fluye en un tubo. El muestreador automático generalmente consiste en un tubing
(probeta) o extractor de muestra, con un regulador asociado, un aparato de medir flujo y un
receptor de muestras.
Agua disuelta: Agua en solución en el crudo.
Emulsión: Una mezcla de petróleo y agua no se separan fácilmente.
Agua arrastrada: Es el agua suspendida en el crudo. El agua arrastrada incluye el agua
emulsionada y el agua libre.
79
Capitulo II. Marco Teórico
Alícuota: Volumen de muestra extraída de una tubería por una acción simple del
extractor de muestra.
Probeta o tubing: Es aquella porción de un equipo automático de muestreo se extiende
S
hasta el interior de la tubería y conduce una porción del fluido hacia el extractor de
muestra.
ADO
V
R
E
S
E
OS R
DERECH
Homogéneo: Cuando la composición de un líquido es la misma en todos los puntos del
recipiente, tanque o sección transversal de tubería lo contiene.
Contenedor o envase primario de la muestra: Un contenedor o envase en el cual una
muestra es recogida al principio. (Ejemplo los contenedores primarios de las muestras
incluyen botellas de vidrio, plásticas, el ladrón, receptores fijos y portátiles de muestreo).
Muestra representativa: Es una parte extraída del volumen total que contiene todos los
componentes en las mismas proporciones que están presente en el volumen total.
Muestra de flujo proporcional: Es una muestra tomada en una tubería proporcional al
caudal del fluido.
80
Capitulo II. Marco Teórico
Contenedor intermedio: Es el envase en el cual se transfiere todo o parte de la muestra
del contenedor o envase primario, se transfieren para transportar, almacenar o por la
facilidad de manejo.
S
O
D
A
V
R
E
centrífuga relativa mínima (rcf) de 600 R
expresada
ES en revoluciones por minuto.
S
O
H
C
DERE
Velocidad de rotación (rpm): Es la velocidad necesaria para producir una fuerza
Para calcular la velocidad de rotación en revoluciones por minuto (rpm)
rpm = 1335 (rcf/d) ½
Donde: rcf es la fuerza centrífuga relativa (600 mínima) y d es el diámetro, referido a la
longitud existente entre el tope de dos tubos opuestos colocados en la posición de rotación.
Densidad Relativa (Gravedad Específica): Es la relación entre la masa de un volumen
dado de un líquido a una temperatura específica y la masa de un volumen igual de agua
pura a la misma temperatura.
Nota. Las temperaturas de referencia más usadas son 60 ºF y 20 ºC.
Gravedad API (°API): Es una función especial de la densidad relativa (gravedad
específica) 60/60°F, representada por:
81
Capitulo II. Marco Teórico
°API = (141.5 / densidad relativa 60/60 °F) – 131.5
No es necesaria la declaración de la temperatura de referencia, ya que 60 °F está
incluida en la definición.
S
ADO
V
R
E
S
E
OS R
DERECH
Valores Observados: Son valores observados a temperaturas distintas a la especificada
como temperatura de referencia. Estos valores son sólo lecturas realizadas en el hidrómetro
y no valores de densidad, densidad relativa (gravedad específica) o gravedad API a esa otra
temperatura.
Concentración en ppm: Es la concentración en partes por millón de H2S.
Concentración Ambiental Permisible- Promedio Ponderado de Tiempo (CAPPPT): Es la concentración ambiental permisible para una jornada de trabajo de 8 hrs./día y
40 hrs./semana, sin necesidad de que el trabajador utilice equipos de protección personal y
sin que sufra efectos adversos en el organismo.
Concentración Ambiental Permisible- Limite de Exposición Breve (CAP-LEB): Es
la máxima concentración a la cual pueden ser expuestos los trabajadores durante un periodo
de 15 minutos como máximo, sin sufrir irritación ni daño tisular crónico irreversible.
82
Capitulo II. Marco Teórico
Concentración Ambiental Permisible – Techo: Es la concentración que no debe
superarse ni aun por un instante.
Concentración en ppm: Es la concentración en partes por millón de H2S.
S
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D
A
V
R
E
Materiales, Sustancias o Productos
Químicos
ES Peligrosos: Se considera que una
R
S
O
H
C
DERE
sustancia o producto químico es peligroso cuando puede causar daños al trabajador, ya sea
afectando su salud (tóxicos y/o radiactivos) o su integridad física (explosivos, combustibles
y reactivos), pudiendo además afectar al ambiente y/o a las instalaciones.
Peligro físico: Es una sustancia para la que existe una evidencia científica de ser un
liquido inflamable, un gas comprimido, explosivo o inflamable, un peroxido orgánico, un
oxidante, pirofórico, inestable o reactivo con el agua.
Sustancia peligrosa a la salud: Es una sustancia para la cual existe una evidencia
estadísticamente significativa, en al menos un estudio conducido científicamente, de que
produce efectos agudos y/o crónicos en los trabajadores expuestos. El término “peligro a la
salud o riesgo a la salud”, indica que la sustancia es tóxica o altamente tóxica, carcinógena,
toxina reproductiva, irritante, y/o agente que daña los pulmones, piel, ojos y membranas
mucosas.
83
Capitulo II. Marco Teórico
Concentración Ambiental Permisible (CAP): Es la concentración promedio
ponderada en el tiempo, de sustancias químicas en el ambiente de trabajo, por debajo del
cual los trabajadores están expuestos durante 8 horas diarias de trabajo, día tras día, con
baja probabilidad de sufrir efectos adversos a la salud.
S
O
D
A
V
R
E
Nivel de Acción: Significa la concentración
ESde una sustancia, en la forma de gas, vapor
R
S
O
H
C
RE
DE
o de partículas
suspendidas en el aire, estimada como promedio ponderado para 8 horas de
exposición, a la cual se debe iniciar la aplicación de las medidas preventivas, como el
monitoreo de la exposición y la vigilancia medica. El Nivel de Acción equivale al 50 % de
la Concentración Ambiental Permisible (CAP).
Plan de Higiene y Seguridad: Es un programa escrito, elaborado e implementado por
el Supervisor del laboratorio, que establece los procedimientos, equipos de protección
personal y prácticas de trabajo, para proteger a los trabajadores de los riesgos inherentes a
los productos químicos peligrosos usados en ese lugar de trabajo en particular.
Líquido Combustible: Es cualquier líquido con un punto de ignición (flash-point)
igual o superior a 37,8 ºC.
Monitoreo: Es la medición periódica o continua de los contaminantes presentes en el
ambiente de trabajo.
84
Capitulo II. Marco Teórico
Productos Químicos: Expresión que designa a los elementos químicos, sus
compuestos, sus mezclas y sus productos, ya sean naturales o sintéticos.
Sustancias o productos químicos peligrosos: Se considera que una sustancia o
S
O
D
A
V
R
E
salud (tóxicos) o su integridad física (explosivos,
ES combustibles y reactivos), pudiendo
R
S
O
H
C
RE
DE
además afectar
al ambiente y/o a las instalaciones.
producto químico es peligroso cuando puede causar daños al trabajador, ya sea afectando su
Hoja de Información de Productos Químicos (Material Safety Data Sheet- MSDS):
Es una ficha técnica del producto químico de donde se obtiene la información anticipada
sobre la identificación del producto, sus propiedades físicas y químicas, sus características
de explosividad, de inflamación y toxicológicas. Adicionalmente, la MSDS explica las
medidas de seguridad relacionadas con su utilización.
Utilización de Productos Químicos: Este término comprende la manipulación, el
almacenamiento, el transporte, la disposición y la emisión al medio ambiente de los
productos químicos.
Desechos: Todo material o sustancia generada o producida, cualquiera que sea su
naturaleza u origen, destinada al desuso o al abandono.
85
Capitulo II. Marco Teórico
Manejo: Conjunto de operaciones dirigidas a darle a los desechos el destino mas
adecuado, tomando en cuenta sus características particulares, con la finalidad de prevenir
daños a la salud y al ambiente. Comprende la recolección, almacenamiento, transporte,
caracterización, tratamiento, disposición final y cualquier otra operación que lo involucre.
S
O
D
A
V
R
E
Desechos Peligrosos: Son aquellos desechos
ESque por sus características y propiedades
R
S
O
H
C
DERE
físico-químicas, constituyen un peligro para la salud y/o el ambiente.
Efectos Nocivos: Conjunto de condiciones externas, circunstanciales, físicas y químicas
que rodean a un organismo vivo o grupo de éstos y que influyen negativamente en su
desarrollo y en sus actividades fisiológicas o psicofisiológicas.
Muestras Oficiales: Muestras de crudo para entrega de custodia, que son procesadas o
analizadas en el laboratorio.
Muestras Testigo: Muestras de crudo que después de analizadas son almacenadas por
un tiempo determinado para posterior verificación en caso que se requiera.
86
Capitulo II. Marco Teórico
MAPA DE VARIABLES
Variable
Dimensión
Indicadores
Toma de muestra
Toma manual y automática en línea o tuberías de
muestras de petróleo crudo, en estado líquido,
semilíquido o sólido.
Determinación del agua y sedimento presentes en
el petróleo crudo, por medio del procedimiento
de centrifugación.
Determinación de la gravedad API de petróleo
crudo o sus derivados, normalmente manejados
como líquidos, utilizando un hidrómetro de
vidrio.
Determinación del contenido de sulfuro de
hidrógeno en muestras de petróleo crudo,
haciéndolo pasar por una solución de sulfato de
cadmio (CdSO4), para producir un precipitado
amarillo de CdS, mediante una titulación con
solución estándar de yodo.
Determinación del contenido de sulfuro de
hidrógeno en muestras de gas natural mediante el
procedimiento de campo Método Dräger,
Determinación de los principales elementos
preventivos que deben ser considerados en la
formulación de planes de seguridad y protección
a la salud.
Establecer los lineamientos para el manejo
seguro de los productos químicos y desechos,
con el objeto de prevenir los efectos nocivos a la
salud e integridad física de los trabajadores,
instalaciones y medio ambiente.
Determinación del contenido de agua en el
petróleo crudo, por medio del método de
destilación.
Aplicación a las muestras cuyos resultados estén
fuera de especificación y a todas las muestras
oficiales suministradas por el cliente.
S
ADO
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OS R
Determinación
de
contenido de Agua y
Sedimentos
CH
DEREDeterminación
gravedad API
de
la
Determinación de H2S en
crudo
Procedimientos
de pruebas de
Laboratorio
en análisis de
crudo y gas ácido
(única)
Determinación de H2S en
gas
Seguridad,
Ambiente
Higiene
y
Manejo de desechos
Determinación
del
contenido de Agua por
destilación
Manejo y control de
muestras testigo
Fuente: Romero (2007)
S
ADO
V
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DERECH
Capítulo III
MARCO METODOLÓGICO
Capitulo III. Marco Metodológico
CAPÍTULO III
MARCO METODÓLOGICO
OS
D
A
V
R
E
S como referencia, para visualizar el
técnicas de recolección de datos que
seráE
tomada
R
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C
DERE
alcance del planteamiento del problema y de los objetivos formulados en la temática objeto
En este capítulo, se presenta el tipo de la investigación, así como la población y las
de estudio.
TIPO DE INVESTIGACIÓN
Para llevar a cabo el proceso metodológico y el alcance de los objetivos que se
pretenden lograr el Diseño de un plan de mejora tecnológica a los procedimientos de prueba
de laboratorio en análisis de crudo y gas ácido en la planta Urdaneta García de PDVSA
PETRÓLEO Y GAS S.A., se determinó que ésta investigación es de tipo descriptiva, y
aplicada.
Al respecto Balestrini (2002, p. 7), sustenta que las investigaciones descriptivas tienen
por objeto medir los efectos de un programa en comparación con las metas que se proponen
alcanzar, a fin de contribuir a la toma de decisiones subsiguientes acerca del programa, para
mejorar la programación futura.
88
89
Capitulo III. Marco Metodológico
En este sentido Sabino (2002, p. 43), plantea que los estudios descriptivos relatan
algunas características fundamentales de conjuntos homogéneos de fenómenos utilizando
criterios sistemáticos para destacar los elementos esenciales de su naturaleza.
S
O
D
A
V
R
E
Bajo este lineamiento se puede obtener
ElaSinformación que caracteriza la realidad
R
S
O
H
C
DERE
estudiada. Por su parte Chávez (1999, p. 135), señala que la investigación descriptiva es
aquella orientada a recolectar información relacionada con el estado real de las personas,
objetos, situaciones o fenómenos.
Esta investigación fue de tipo descriptiva, ya que especifica los aportes y conocimientos
que se tomaron de personas, grupos, comunidades o cualquier otro tipo de ayuda. El
personal especializado en el área de laboratorio en análisis de crudo y gas ácido en la planta
Urdaneta García de PDVSA PETRÓLEO Y GAS, S.A., aportó conocimientos que fueron
de gran importancia en el desarrollo de esta investigación.
Por otra parte la misma fue considerada Aplicada, ya que según Chávez (1997), las
investigaciones de tipo aplicadas tienen como objetivo fundamental dar soluciones a
problemas en un corto periodo tiempo. Este estudio tiene como fin el desarrollo de un plan
de mejora tecnológica a los procedimientos de prueba de laboratorio en análisis de crudo y
gas ácido en la planta Urdaneta García de PDVSA PETROÓLEO Y GAS, S.A.
90
Capitulo III. Marco Metodológico
DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN
El diseño de la investigación se refiere a los pasos, etapas y estrategias las cuales se
aplican para el logro del objetivo planteado.
S
ADO
V
R
E
S
E
OS R
DERECH
Según Tamayo y Tamayo (2001) el diseño consiste en el planteamiento de una serie de
actividades sucesivas mostradas y organizadas, adaptadas a las particularidades de cada
modalidad de investigación, para indicar los pasos y pruebas a efectuar, así como las
técnicas para recolectar y analizar datos.
En cuanto al diseño de la investigación, Ballestrini (2000), expresa que el diseño de la
investigación comprende la planificación general de la misma, la cual incluye de manera
integrada y coherente las técnicas de recopilación de información y análisis, los cuales
serán aplicados para el logro de los objetivos planteados.
Por otra parte, en el diseño de la investigación, se optó por el de campo. Para Chávez
(1999, p. 135) un estudio es de campo cuando la recolección de datos primarios se realiza
directamente en el lugar seleccionado como objeto de estudio, mediante la aplicación de
técnicas de recolección de datos, tales como la encuesta y la observación directa, a fin de
obtener información sobre la problemática existente. De esta manera, podrá soportarse en
diseños exploratorios, descriptivos experimentales y predictivos.
91
Capitulo III. Marco Metodológico
Por lo antes expuesto la presente investigación fue tipificada de campo debido a que la
recolección de datos se realiza en el área donde se encuentra situado el objeto de estudio.
Asimismo, la investigación fue transeccional descriptiva, porque los datos fueron
S
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D
A
V
R
E
Asimismo, Hernández, Fernández y Baptista
S definen los diseños transeccionales
E(1998),
R
S
O
H
C
ERlaEforma de indagar en la incidencia y los valores en los cuales se
Dcomo
descriptivos,
recolectados en un momento determinado, presentando el estado de las variables utilizadas.
manifiesta una o más variables. El procedimiento consiste en medir un grupo de personas u
objetos, una o más variables y proporcionar su descripción.
TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN
Para todo tipo de investigación se dispone de técnicas y diversos tipos de instrumentos
que permiten medir las variables a estudiar, en algunos casos, pueden combinarse varias
técnicas e instrumentos de recolección de información.
Hernández, Fernández y Baptista (1.998, p. 234), afirman que luego de haber
seleccionado el diseño de investigación apropiado y la muestra adecuada de acuerdo con el
problema de estudio, la siguiente etapa es la recolección de datos pertinentes sobre las
variables involucradas en la investigación, la cual implica tres actividades estrechamente
vinculadas entre sí, que son seleccionar un instrumento de medición, aplicarlo y preparar
las mediciones obtenidas.
92
Capitulo III. Marco Metodológico
En relación a las técnicas de observación Balestrini (2002, p. 146), señala que aquellos
que se dedican a la observación de la realidad, exigen respuestas directas de los sujetos
estudiados; donde se interrogan a las personas en entrevistas orales o por escrito con uso de
encuestas, cuestionarios o medidas de actitudes.
S
ADO
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E
S
E
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DERECH
Según Bavaresco (2000, p. 287), la investigación no tiene significado sin las técnicas de
recolección de datos; éstas conducen a la verificación del problema planteado. Cada tipo de
investigación determinará las técnicas a utilizar, y cada una de ellas establece sus
herramientas, instrumentos o medios que serán empleados.
Según Méndez (2002) las técnicas e instrumentos de recolección de datos, son las
herramientas en las cuales se basa el investigador para captar el comportamiento de la
categoría objeto de estudio. Sobre la base de las ideas expuestas, se deduce como las
técnicas utilizadas en la presente investigación según Risquez, Fuenmayor y Pereira (1999)
fueron:
La observación directa: Consiste en una técnica para observar y recoger datos mediante
su propia observación, apoyado en sus sentidos. Por lo cual, en el presente estudio se utiliza
dicha observación, donde la información recolectada es extraída directamente de los textos,
documentos, publicaciones, para luego ser analizada.
93
Capitulo III. Marco Metodológico
La técnica de lectura evaluativa: Utilizada para realizar las lecturas críticas, es decir,
aquella la cual no sólo permite comprender el mensaje del autor sino también valorarlo. En
cuanto a esta técnica, es muy utilizada en el presente proyecto, por cuanto la información
se recolecta, se analiza y se evalúa, para luego exponer un juicio critico de la misma.
S
O
D
A
V
R
E
La técnica de resumen lógico: Consiste
en S
condensar de manera lógica las ideas de un
E
R
S
O
H
C
DERE
texto de acuerdo con su importancia y con las relaciones existentes entre ellas. Esta es
utilizada a lo largo del presente estudio, por cuanto el mismo tiene una secuencia lógica
guiada por el objetivo general de la misma.
En el desarrollo del presente estudio fue utilizada la observación directa debido a que se
realizaron numerosas visitas a los laboratorios de análisis de crudo y gas ácido en la planta
Urdaneta García de PDVSA PETRÓLEO Y GAS, S.A., lo que fue primordial para el
desarrollo de esta investigación, recolectando de este modo la información pertinente sobre
los procedimientos existentes.
Adicionalmente a esto, se realizó una observación simple para hacer un reconocimiento
de la situación actual de los procedimientos aplicados. Aunado a esto se realizaron una
serie de entrevistas al personal especializado sobre los conocimientos técnicos y teóricos de
los procedimientos que se efectúan en los mismos lo que sirvió de gran ayuda para el
desarrollo de esta investigación.
94
Capitulo III. Marco Metodológico
POBLACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN
Según Chávez (2001) la población de un estudio es el universo de la investigación,
S
O
D
A
V
R
E
características o estratos que le permiten R
distinguir
ES los sujetos unos de otros.
S
O
H
C
DERE
sobre el cual se pretende generalizar los resultados. La población está conformada por
En concordancia con esta definición, Tamayo y Tamayo (2000) enuncia que la
población es la totalidad de un fenómeno de estudio, incluye la totalidad de unidades de
análisis o entidades de población que integran dicho fenómeno de estudio, incluye la
totalidad de unidades de análisis o entidades de población que integran dicho fenómeno un
conjunto N de entidades que participan de una característica.
FASES DEL ESTUDIO PARA EL DISEÑO DE UN PLAN DE MEJORA
TECNOLÓGICA A LOS PROCEDIMIENTOS DE LOS LABORATORIO EN
ANÁLISIS DE CRUDO Y GAS ÁCIDO EN LA PLANTA URDANETA GARCÍA DE
PDVSA PETRÓLEO Y GAS.
Con el objeto de poseer una estrategia útil para llevar a cabo el estudio para diseñar un
plan de mejora tecnológica a los procedimientos de los laboratorio en análisis de crudo y
gas ácido en la planta Urdaneta García de PDVSA PETRÓLEO Y GAS, S.A., esta
investigación ha sido dividida en varias etapas o fases, siguiendo una planificación
95
Capitulo III. Marco Metodológico
metodológica diseñada por el autor debido al hecho de no existir una metodología
específica para este tipo de investigación. Este consta te tres (3) fases:
Fase I: Análisis de los procedimientos actuales
S
O
D
A
V
R
E
El primer paso en el proceso de diseño
esE
analizar
S y estudiar definir el problema, con el
R
S
O
H
C
REconocimiento de los objetivos, alcances, normas de seguridad,
DEpleno
propósito tener
descripción de las actividades, equipos utilizados, cálculos y todo aquello que tenga
relación directa e indirecta con todos y cada uno de los procedimientos efectuados en los
laboratorios de análisis de crudo y gas ácido en la planta Urdaneta García de PDVSA
PETRÓLEO Y GAS, S.A.
Fase II. Determinación de requerimientos
En esta etapa se describirán los requerimientos técnicos de cada uno de los
procedimientos que se efectúan dentro de los laboratorios de análisis de crudo y gas ácido
en la planta Urdaneta García de PDVSA PETRÓLEO Y GAS, S.A.
Fase III. Elaboración de un plan de mejora tecnológica a los procedimientos
En esta fase se busca realizar el diseño de las mejoras tecnológicas para los
procedimientos de prueba a los laboratorios de análisis de crudo y gas ácido en la planta
96
Capitulo III. Marco Metodológico
Urdaneta García de PDVSA PETRÓLEO Y GAS, S.A., en este se mostrara una
modificación de los mismos efectuando observaciones, sugerencias y recomendación de
nuevas implementaciones tecnológicas y mejoras en los procedimientos.
S
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ADO
V
R
E
S
E
OS R
S
ADO
V
R
E
S
E
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DERECH
Capítulo IV
RESULTADOS DE LA
INVESTIGACIÓN
Capitulo IV. Resultados de la Investigación
CAPÍTULO IV
RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN
S
ADO
V
R
E
S
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PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS
ECH
R
E
D
Los resultados expuestos a continuación, se organizaron a través de un esquema, según
lo definido en la primera parte de esta investigación (Capítulo I, objetivos específicos),
cada punto de dicho esquema corresponde al análisis e interpretación de los indicadores
especificados para cada objetivo específico.
En el primer objetivo examinar los procedimientos de prueba de laboratorio en análisis
de crudo y gas ácido en la planta Urdaneta García de PDVSA PETRÓLEO Y GAS, S.A. se
realizó una revisión a cada uno de los procedimientos que sigue el laboratorio de la planta
Urdaneta García, para cumplir con sus actividades de análisis diarios, de este análisis se
determinó que en dicho laboratorio se ejecutan nueve procedimientos, a saber: toma de
muestra, determinación del contenido de agua y sedimento en crudo, determinación de la
Gravedad API en crudo, determinación de H2S en crudo, determinación de H2S en gas,
higiene y seguridad en el laboratorio, manejo y disposición final de productos peligrosos,
determinación del contenido de agua por destilación, y manejo y control de muestras
testigo.
98
99
Capitulo IV. Resultados de la Investigación
Adicionalmente se conoció de manera general cada uno de los procedimientos que sigue
el laboratorio para desarrollar sus actividades. Esta información fue suministrada por el
operador del laboratorio, así como se efectuó una revisión de cada procedimiento de forma
detallada, para conocer los equipos y reactivos utilizados.
S
ADO
V
R
E
S
E
OS R
DERECH
En relación al segundo objetivo determinar los requerimientos para diseñar un plan de
mejora tecnológica a los procedimientos de prueba de laboratorio en análisis de crudo y gas
ácido en la planta Urdaneta García de PDVSA PETRÓLEO Y GAS, S.A. se reviso cada
uno de los procedimiento de forma detallada, para conocer los equipos y reactivos
utilizados, investigando en los manuales de las especificaciones de cada equipo (data
sheets) para conocer sus funciones, ubicación, fecha de emisión, material de elaboración,
empresa comercializadora.
Adicionalmente, fueron revisadas las especificaciones de las normas donde están
registrados todos los equipos y procedimientos utilizados, ASTM, COVENIN. Así como
fue necesario ubicar a las personas expertas en equipos, realizando encuestas, entrevistas al
personal que labora en la planta y laboratorio.
Con respecto al último objetivo elaborar un plan de mejora tecnológica a los
procedimientos de prueba de laboratorio en análisis de crudo y gas ácido en la planta
Urdaneta García de PDVSA PETRÓLEO Y GAS, S.A. fue importante recordar que para
100
Capitulo IV. Resultados de la Investigación
realizar los análisis diarios de laboratorio, se debe seguir un patrón de procedimiento que
varia de acuerdo a las actividades a cumplir.
En el diseño de un procedimiento tecnológico, para análisis en el laboratorio, el
S
O
D
A
V
R
E
constantes que se deben seguir aun cuando
elE
desarrollo
S de actividades sea diferente.
R
S
O
H
C
DERE
objetivo, alcance, responsable, seguridad, definición de términos, son parámetros
A continuación se presentan de manera general:
OBJETIVOS: Se establece de manera general, el analista debe conocer que se busca en
la realización del análisis. Es decir la razón por las que se desarrollan las actividades en el
laboratorio.
ALCANCE: Se aplica para conocer todas las condiciones de las actividades a realizar
en el laboratorio, lugar, procedimiento a utilizar, equipos, propiedades físicas y químicas.
RESPONSABLE: El analista debe conocer, las personas encargadas de autorizar,
revisar y aprobar su trabajo.
SEGURIDAD: Todo el personal que labora en el laboratorio, debe ser entrenado en
prácticas seguras, antes de realizar cualquier procedimiento de análisis, ya que se requiere
de un alto grado de precaución en todos los procesos de realización de actividades.
101
Capitulo IV. Resultados de la Investigación
También para evitar cualquier tipo de accidente que puede causar daño a su persona y en el
área de trabajo.
DEFINICIÓN DE TÉRMINOS: En esta parte se debe colocar todos los nombres de
sustancias, equipos, utilizados en el desarrollo de las actividades.
S
ADO
V
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DERECH
DOCUMENTOS DE REFERENCIA: Todas las normas, informes, manuales donde se
encuentran justificado todo el análisis que se realiza.
Con relación a los procedimientos efectuados por el laboratorio estos fueron
modificados, para una mayor efectividad en el análisis de las muestras y en el tiempo de
ejecución de los mismos, quedando los mismos de la siguiente manera:
PROCEDIMIENTO 1. TOMA DE MUESTRA
Este procedimiento establece las condiciones para la toma de muestras representativas
en forma manual y automática de petróleo crudo.
La realización de este ensayo se hace de forma manual y automática en el laboratorio,
pero como un nuevo diseño se recomienda de igual manera realizarlas de ambas formas,
considerando que la muestra tomada de forma manual si se coloca en los recipientes
adecuados, cerrados correctamente, protegidos de la degradación, arroja al momento de
102
Capitulo IV. Resultados de la Investigación
calcular el porcentaje de error en los resultados a reportar finales, valores dentro del rango
permisible del margen de error exigido por la planta.
Para el desarrollo de este procedimiento se recomendó que los envases en los que se
S
O
D
A
V
R
E
disco de un material no contaminanteR
para
ESla muestra, para prevenir la pérdida de
S
O
H
C
DERE
recoge la muestra deben estar debidamente tapados, y la tapa debe estar protegida por un
componentes ligeros y la contaminación de la misma, ya que estas no eran tapadas al
momento del muestreo.
Los equipos para la toma de muestra se encuentran especificados en Norma ASTMD
4177.
PROCEDIMIENTO 2. DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE AGUA Y
SEDIMENTO EN CRUDO
Este método describe la determinación en el laboratorio, del agua y sedimento presentes
en el petróleo crudo, por medio del procedimiento de centrifugación, utilizando un equipo
capaz de hacer girar más de dos tubos o discos.
Estos equipos son centrifugación de tobera – discos y de canasta las cuales son muy
usados en la refinerías. Estas determinan agua, sedimentos, lodos, del crudo los cuales
103
Capitulo IV. Resultados de la Investigación
pueden causar alteración en su composición. Para la determinación del sedimento se utiliza
un solvente (xileno), mientras que para el agua se utiliza un demulsificante (F46).
Las muestras deben estar homogenizadas sin ningún tipo de alteraciones, es por eso que
S
O
D
A
V
R
E
limpios y cerrados herméticamente conR
tapas
de plásticos y no de metal ya que causan
ES
S
O
H
C
ERE
corrosión. D
se recomienda tomarlas a mano y depositarlas en recipientes de vidrio completamente
Si se desea mayor precisión en el ensayo, se puede realizar mediante el proceso de
destilación, para determinar el agua presente en el crudo. También mediante el método de
rompimiento de emulsiones entre crudo y el agua agregando agentes demulsificantes como,
ácido sulfúrico, rompedores orgánicos, alumbres o sales.
La tabla 8 muestra las especificaciones de los equipos, muestras y compuestos químicos
recomendados:
Tabla 8
Equipos recomendados procedimiento 1
Equipos
Especificaciones
Centrifugadora de Tobera – Discos
ASTMD – 4128
Centrifugadora de Canasta
ASTMD – 4139
Equipo de Destilación
ASTMD 4006-4009, PIT-MP-LAB 008
Muestras
ASTMD 4057-4060 (Practica Manual de
Petróleo y Productos Químicos)
ASTMD 846 Manual de Productos
Químicos
Fuente: Romero (2007)
Xileno
104
Capitulo IV. Resultados de la Investigación
De acuerdo a los resultados, se puede decir de manera general, que los equipos
recomendados, antes mencionados, son los más capacitados para este tipo de ensayo. Estos
equipos son utilizados en refinerías, petroquímicas, laboratorios.
OS
D
A
V
R
E
ES DE LA GRAVEDAD API EN EL
R
PROCEDIMIENTO 3.H
DETERMINACIÓN
S
O
C
DERE
CRUDO
Este método aplica para la determinación de la gravedad API de petróleo crudo o sus
derivados, manejados como líquidos en el laboratorio, utilizando como instrumento un
hidrómetro de vidrios, termómetro y cilindros.
Los equipos recomendados en este ensayo, son los mismos que utilizan actualmente
pero digitales. Es decir, el hidrómetro digital graduado en grados API, de vidrio o plásticos
resistentes. De metal no se recomienda debido a que puede causar reacción con cualquier
compuesto presente en el crudo.
Para el termómetro graduado en °F y con un rango de -5 a 215 °F, con subdivisiones de
0.5 °F y un % error de +/- 0.25°F.
105
Capitulo IV. Resultados de la Investigación
Los cilindros utilizados para colocar la muestra, pueden ser de vidrio, plásticos o metal,
siendo los mas usados los de vidrio ya que en estos se pueden observar las muestras y todo
el proceso de medición.
S
La tabla 9 muestra las especificaciones de los instrumentos recomendados
ADO
V
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E
S
E
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Tabla 9
Instrumentos recomendados procedimiento 2
Instrumentos
Especificaciones
Hidrómetro de vidrio
E 100 ASTM. Hidrómetros de petróleo
Termómetros
E1 ASTM para termómetros
Cilindros
Manual de laboratorio de compuestos
químicos. (Refinerías y Petroquímicas)
Fuente: Romero (2007)
En este procedimiento no se recomendaron, nuevos instrumentos, ya que los
presentados, son los utilizados para la medición de gravedad API en la industria petrolera.
Solo se sugiere que los instrumentos sean digitales, para tener mayor precisión y rapidez en
la medición, debido a que los manuales hay que aplicar el método de repetibilidad de
ensayo, lo que ocasiona mayor empleo de tiempo.
PROCEDIMIENTO 4. DETERMINACIÓN DE H2S EN CRUDO
Este método describe la determinación del contenido de sulfuro de hidrógeno en
muestras de petróleo crudo, haciendo pasar por una solución de sulfato de cadmio (CdSO4),
106
Capitulo IV. Resultados de la Investigación
para producir un precipitado amarillo de CdS, mediante una titulación con yodo,
recomendando los siguientes equipos:
-
Kitazatos: estos son los más adecuados, este debe ser de vidrio muy resistente
S
O
D
A
V
R
E
- Absorbedores: los utilizados sonR
losE
que
Smejor se adaptan al procedimiento, los
S
O
H
C
RE
DE
mismos deben
ser de 500ml o 1000ml, son los más amplios.
debido a los calentamientos a los que se somete.
-
Buretas: usar buretas digitales ya que la precisión es mucho mayor, estas deben ser
de 25ml, 50ml, graduadas en 0.1ml de vidrio.
-
Pera de Succión: con la mejora este instrumento no se utiliza, debido a que las
pipetas y buretas son digitales, estas vienen adheridas a las pipetas.
-
Termómetro: digitales, al sumergirlos en las sustancias marca la temperatura.
-
Cronómetro: digitales y amplios, para que la lectura sea clara, debe estar conectado
diariamente en el laboratorio, cerca del mesón de trabajo, para ahorrar tiempo de análisis.
-
Pipetas: deben ser digitales de vidrio, cuya cavidad es 10ml, 20ml, 50ml.
-
Balanza Analítica de Precisión: debe ser digital y calibrada continuamente, para que
al momento de la lectura el porcentaje de error sea mínimo.
-
Cilindros, vasos precipitados y agitadores todos de vidrio.
Las especificaciones de estos equipos están en la normas COVENIN 2051-93 Gas
Natural. Manual de Laboratorio Análisis Químico. De manera general, no se recomendaron
otros equipos, solo que sean digitales, para garantizar exactitud en la medición.
107
Capitulo IV. Resultados de la Investigación
PROCEDIMIENTO 5. DETERMINACIÓN EN H2S EN GAS
El contenido de sulfuro de hidrógeno (H2S) es determinado, utilizando el equipo
Dräger con tubos de detección colorimétricos rellenos con sílica gel.
S
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En este procedimiento se recomienda utilizar el mismo equipo Dräger, pero con tubos
detectores con mayor vida útil y de mayor resistencia ambiental, es decir, que puedan ser
guardados a cualquier temperatura, tomando en cuenta los tipos de empaques, ya que estos
varían de acuerdo al tubo utilizado. Cuidar que no se origine ningún tipo de corrosión, entre
el material del tubo y el empaque, siendo plata (Ag), plomo (Pb), cobre (Cu), los
compuestos que poseen los tubos.
Para hacer este equipo automático se debe adaptar una bomba al proceso de
determinación de H2S, lo que ocasionaría presentar un proceso exclusivo para determinar
gas, generando alteraciones en el proceso ya conocido y mayores costos a la empresa.
PROCEDIMIENTO 6. HIGIENE Y SEGURIDAD EN EL LABORATORIO
Este procedimiento establece los principales elementos preventivos que deben ser
considerados en la formulación de planes de seguridad y protección de salud.
108
Capitulo IV. Resultados de la Investigación
Para su desarrollo no se utiliza ningún equipo, este ensayo se refiere al adiestramiento
que deben tener los analistas de cualquier laboratorio donde se manejen sustancias químicas
peligrosas a fin de proteger a los trabajadores de los riesgos y mantener las exposiciones
por debajo de las concentraciones ambientales permisibles (C.A.P.). El adiestramiento debe
S
O
D
A
V
R
E
inspectores de los organismos oficiales.R
En
S debe contener todos los aspectos para
Eeste
S
O
H
C
ERE
trabajar en D
el laboratorio como: Conocer todas las sustancias químicas, su volatilidad, si
estar en un manual por escrito, disponible, para consulta de los trabajadores, supervisores e
son explosivas, corrosivas y también la protección personal como, usar lentes, máscaras,
batas de laboratorio, guantes, botas de seguridad.
De acuerdo a los resultados, el procedimiento es teórico-practico, simplemente un
requerimiento exigido por la ley para proteger al trabajador de cualquier accidente en el
área de trabajo.
PROCEDIMIENTO 7. MANEJO Y DISPOSICIÓN FINAL DE PRODUCTOS
PELIGROSOS
Este procedimiento establece las condiciones bajo las cuales se debe manejar y utilizar
los productos y desechos químicos, con la finalidad de prevenir la contaminación en
trabajadores y medio ambiente.
109
Capitulo IV. Resultados de la Investigación
En el ensayo no se sugiere ningún cambio, ya que se trata del entrenamiento que deben
recibir los trabajadores para que conozcan todos los aspectos sobre el manejo seguro de
productos químicos, protección personal, instalaciones y medio ambiente, cumpliendo con
la aplicación de las leyes, decretos y normas relativas a la seguridad, salud y calidad
ambiental.
S
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V
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También, como manejar la hoja de información de productos químicos, identificación
de los productos químicos, inventarios químicos.
El laboratorio debe tener un manual que contenga todos los productos químicos,
ordenados alfabéticamente para su rápida ubicación. Dentro del entrenamiento debe estar la
disposición final de desechos, para no causar contaminación ambiental.
Especificaciones: Normas COVENIN-1057, 2253. Criterios de selección y uso de
equipos de protección respiratoria. Concentraciones Ambientales Permisibles.
PROCEDIMIENTO 8. DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE AGUA POR
DESTILACIÓN
La determinación del contenido de agua en el petróleo crudo en el laboratorio, se realiza
aplicando el método de destilación, utilizando un equipo de destilación, el cual consta de un
balón de destilación, una trampa graduada de vidrio y un calentador.
110
Capitulo IV. Resultados de la Investigación
En este procedimiento el equipo utilizado es el más actualizado, ya que en algunos
laboratorios el calentamiento que se agrega al balón de destilación, se realiza con un
mechero.
S
O
D
A
V
R
E
Sin embargo se pueden utilizar otros
equipos
ES cuyos balones de destilación sean de
R
S
O
H
C
DERE
vidrio, tengan mayor capacidad y las trampas sean más amplias, estas pueden ser de 10ml,
calibradas a 0.010ml, con un condensador de tipo liebig de 600ml.
En general, los que se pueden recomendar son equipos de destilación semejantes que
solo varían en tamaño, fecha de emisión.
Los modelos de equipos de destilación están en la Norma ASTM E 123.
PROCEDIMIENTO 9. MANEJO Y CONTROL DE MUESTRAS TESTIGO
Este procedimiento se aplica a las muestras cuyos resultados estén fuera de
especificación y a todas las muestras oficiales suministradas por el cliente.
Para el desarrollo de este ensayo no se utiliza ningún equipo, simplemente, el operador
de laboratorio realiza un esquema a seguir diariamente para la realización de las actividades
de análisis del laboratorio.
111
Capitulo IV. Resultados de la Investigación
Se procede de la manera siguiente:
-
Preparar e identificar las muestras, en ésta parte el operador prepara la muestra
testigo para luego almacenarla.
S
O
D
A
V
R
E
asegura que estén colocadas en los recipientes
ESadecuados, bien cerradas y en el lugar
R
S
O
H
C
ERsuEalmacenamiento, luego registra la información en el control de
determinadoDpara
-
Revisar muestras por archivar y actualizar control de muestra testigo, el operador se
muestra testigos, grabadas en archivos computarizados o libros de control diario. Las
muestras solo deben guardarse una semana.
-
Desincorporar y desechar la muestra testigo después de transcurrido el tiempo de
almacenamiento.
En general para este procedimiento no se recomienda a nivel tecnológico ningún
equipo, ya que es teórico, y no requiere de estos; las especificaciones son las mismas del
procedimiento original, la de desechos tóxicos PIT-MP-LAB-007.
Los procedimientos antes descritos presentan nuevos diseños tecnológicos para un
mejor desarrollo de las actividades en el laboratorio de la Planta Urdaneta García. En ellos,
a los procedimientos 1, 2, 3, 4, 5, 8, se le adaptaron nuevos equipos mas sofisticados. En los
procedimientos 6, 7, 9, no se adaptaron equipos, por ser patrones teóricos que deben
conocer los operadores de laboratorio para la realización de las actividades de análisis.
S
ADO
V
R
E
S
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CONCLUSIONES
113
Conclusiones
CONCLUSIONES
Para determinar los requerimientos en el diseño de un plan de mejora tecnológica a los
S
O
D
A
V
R
E
Urdaneta García de PDVSA PETRÓLEO
YE
GAS,
S S.A., se efectuó una evaluación de cada
R
S
O
H
C
RE
DE
procedimiento
en forma detallada, con la finalidad de conocer los equipos y reactivos
procedimientos de prueba de laboratorio en análisis de crudo y gas ácido en la planta
utilizados, investigando en los manuales de las especificaciones de cada equipo (data
sheets) para conocer sus funciones, ubicación, fecha de emisión, material de elaboración y
empresa comercializadora, así como las especificaciones de las normas ASTM y
COVENIN, donde están registrados todos los equipos y procedimientos utilizados.
Como resultado de dicha evaluación, se diseñó un plan de mejora tecnológica a los
procedimientos estudiados, recomendando el uso de nuevos equipos a los siguientes
procedimientos: Toma de muestra, determinación del contenido de agua y sedimento en
crudo, determinación de H2S en crudo y determinación de H2S en gas. El procedimiento de
determinación de la gravedad API en el crudo cuenta con los equipos adecuados, por lo
cual el objetivo de la sugerencia es ahorrar tiempo en el desarrollo del procedimiento.
Para los procedimientos: Higiene y seguridad en el laboratorio, manejo y disposición
final de productos peligrosos y manejo y control de muestras testigo, no se recomendó la
utilización de nuevos equipos por ser normas y procedimientos teóricos, sin embargo en el
114
Conclusiones
procedimiento higiene y seguridad en el laboratorio, se realizaron recomendaciones para
brindarle mayor seguridad a los laboratoristas, supervisores y demás personal que labore en
la planta Urdaneta García.
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de agua por destilación, que el equipo utilizado
ESes de última generación, es decir, el más
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Se pudo constatar que en el procedimiento que describe la determinación del contenido
actualizado.
La revisión de cada uno de los procedimientos antes mencionados, se realizó de forma
manual y detallada, tomando en cuenta aspectos desde el punto de vista económico y
material.
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RECOMENDACIONES
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Recomendaciones
RECOMENDACIONES
Luego de haber diseñado el plan de mejora tecnológica a los procedimientos de prueba
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PETRÓLEO Y GAS, S.A., se realizan lasR
siguientes
ES recomendaciones:
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de laboratorio en análisis de crudo y gas ácido en la planta Urdaneta García de PDVSA
- En el procedimiento 1, se recomienda que los envases en los que se recoge la muestra
deben estar debidamente tapados, y la tapa debe estar protegida por un disco de un material
no contaminante para la muestra, para prevenir la pérdida de componentes ligeros y la
contaminación de la misma. Estos envases no eran tapados al momento de la recolección de
la muestra.
- Para el procedimiento 2, se recomienda un equipo de centrifugación digital de tobera
y discos, o de canasta, capaces de hacer girar más de dos tubos o discos, ya que el equipo
en planta es obsoleto y se encuentra deteriorado.
- En el procedimiento 3 no se efectuaron recomendaciones. Se sugiere que los
instrumentos sean digitales, para tener mayor precisión y rapidez en la medición, debido a
que según los manuales hay que aplicar el método de repetibilidad de ensayo, lo que
ocasiona mayor empleo de tiempo.
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Recomendaciones
- En el procedimiento 4 se recomienda el uso de buretas, pipetas y termómetros
digitales, ya que los mismos son de mayor precisión ahorrando tiempo en el desarrollo del
procedimiento.
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tubos detectores con mayor vida útil y R
de E
mayor
S resistencia ambiental. Y cambiando la
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bomba de D
fuelle con visor óptico que sustituya a la cadena ya que la misma tiende a
- Para el procedimiento 5 se recomienda utilizar el mismo equipo Dräger, pero con
corroerse y romperse.
- En cuanto al procedimiento 6 se sugiere que el manual de procedimientos de
laboratorio PIT-MP-LAB desarrollado en el período de pasantías, esté disponible para
consulta de los trabajadores, supervisores e inspectores de los organismos oficiales. En este
están contenidos todos los aspectos para trabajar en el laboratorio.
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REFERENCIAS
BIBLIOGRAFICAS
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Referencias Bibliográficas
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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Manual de procedimiento para determinación de contenido de agua y sedimento (PIT-MPLAB-002)
Manual de procedimiento para determinación de H2S en crudo (PIT-MP-LAB-004)
Manual de procedimiento para determinación de H2S en gas (PIT-MP-LAB-005)
Manual de procedimiento para determinación de la gravedad API (PIT-MP-LAB-003)
Manual de procedimiento para determinación del contenido de agua por destilación (PITMP-LAB-008)
Manual de procedimiento para el higiene y seguridad en el laboratorio (PIT-MP-LAB-006)
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Referencias Bibliográficas
Manual de procedimiento para el manejo y control de muestras testigo (PIT-MP-LAB-009)
Manual de procedimiento para manejo de desechos (PIT-MP-LAB-007)
Manual de procedimiento para toma de muestras (PIT-MP-LAB-001)
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Tamayo y Tamayo. (2002). Metodología formal de la investigación científica. México, DF.
Limusa Noriega Editores. Segunda Edición.