Clasificaciones de aceite

Clasificación del aceite : la división de los aceites en clases, tipos, grupos y tipos según su composición, propiedades y grado de preparación.

La clasificación original subdividía el petróleo según su base, su función principal era comunicar claramente información sobre las materias primas utilizadas a la industria petrolera , pero con el tiempo se hizo necesario sustituirla por clasificaciones cuantitativas, en las que sirvieran propiedades químicas o constantes físicas . como criterio de separación . Así, la clasificación química moderna subdivide el petróleo según su densidad y composición química . También existen clasificaciones geoquímicas basadas en la historia geológica y geoquímica del petróleo y la teoría de la formación del petróleo. La industria también utiliza clasificaciones tecnológicas según el contenido de azufre y parafina en el aceite, el rendimiento de fracciones hasta 350 °C y el índice de viscosidad de los aceites base. En el comercio, el petróleo se clasifica por origen, contenido de azufre y gravedad API , agrupados por grado .

Clasificaciones obsoletas

La primera clasificación del petróleo distinguió dos de sus clases [1] :

El primero de los aceites extraídos en la región de los Apalaches ( EE.UU. ) liberaba parafina sólida al enfriarse , y posteriormente en California y Texas se encontraron aceites que no liberaban dicha cera al enfriarse, pero algunos contenían compuestos asfálticos . En el curso del desarrollo de la industria petrolera , se propusieron varias adiciones a la clasificación original. Así, el aceite de una base mixta se asignó a la tercera clase, durante la destilación directa de la cual, sin descomposición, se aisló en el residuo una mezcla de parafina sólida y betún asfáltico . En 1927, se introdujo una cuarta clase de aceites base híbridos, que incluía aceites base asfálticos que contenían una pequeña cantidad de parafina sólida [2] .

Al mismo tiempo, se propuso una clasificación simplificada, separando el petróleo en parafínico, nafténico, aromático y asfáltico. En la práctica, los aceites también se subdividían según el contenido relativo de fracciones de bajo punto de ebullición (aceites ligeros y pesados) en ellos [3] .

Estas clasificaciones fueron de gran valor para la industria del petróleo, ya que describían claramente la naturaleza del petróleo, los métodos de su procesamiento y las posibles dificultades adicionales asociadas con esto, sin embargo, a medida que la ciencia se desarrolló, se hizo necesario reemplazar la clasificación cualitativa con una cuantitativa, en la que el criterio de división en clases serían las propiedades químicas o las constantes físicas [3] .

Clasificaciones químicas

En las primeras etapas del desarrollo de la industria petrolera, uno de los indicadores más importantes de la calidad de los productos derivados del petróleo era la densidad . Dependiendo de ello, los aceites comenzaron a dividirse en varias clases [4] :

Los aceites livianos se caracterizan por un alto contenido de fracciones de gasolina y una pequeña cantidad de resinas y azufre , el uso principal de tales aceites fue la producción de aceites lubricantes de alta calidad. Los crudos pesados ​​contenían una gran cantidad de resinas, y para obtener los crudos era necesario tratar el crudo con solventes selectivos, adsorbentes y otras sustancias. Sin embargo, el petróleo pesado se ha utilizado ampliamente y con éxito en la producción de betún . La principal desventaja de separar los aceites según su densidad es que la clasificación es aproximada y en la práctica no siempre se confirman los patrones de cada clase [4] .

Más tarde , la Oficina de Minas de EE. UU. propuso una clasificación química del petróleo, que se basaba en la relación entre su densidad y la composición de hidrocarburos . Se estudiaron las fracciones destiladas en el rango de temperatura de 250 a 275 °C a presión atmosférica y en el rango de 275 a 300 °C a una presión residual de 5,3 kPa. Después de determinar sus densidades, las partes ligeras y pesadas de los aceites se asignaron a una de las tres clases establecidas para diferentes tipos de aceites [5] :

Estándares de la Oficina de Minas de EE. UU. para la clasificación de petróleo
Fracción Densidad
base de parafina base intermedia base nafténica
250-275 °С (a presión atmosférica) < 0,8251 0.8251-0.8597 > 0.8597
275–300 °С (a 5,3 kPa) < 0,8762 0.8762-0.9334 > 0.9334

Posteriormente, en base a los datos característicos de las fracciones, el aceite se divide en siete clases más [5] :

Clasificación química de aceites de la Oficina de Minas de EE. UU.
nombre de la clase Base de aceite ligero La base de la parte pesada del aceite.
Parafina Parafina Parafina
intermedio de parafina intermedio
Parafina Intermedia intermedio Parafina
Intermedio intermedio
nafténico intermedio nafténico
nafteno-intermedio nafténico intermedio
nafténico nafténico

En 1921 , el Instituto Americano del Petróleo también desarrolló una clasificación de los petróleos en petróleos livianos y pesados ​​según la densidad relativa del petróleo en relación con la densidad del agua a la misma temperatura ( gravedad API ). Si el valor de los grados API es inferior a 10, el aceite se hundirá en el agua, si es superior a 10, flotará en su superficie. Esta clasificación todavía se utiliza [6] [7] .

El Instituto de Investigación del Petróleo de Grozny (GrozNII) propuso una clasificación que reflejaría directamente la composición química del petróleo . Se basó en el contenido predominante de cualquier clase de hidrocarburos en la composición del petróleo [8] :

La primera clase de aceites se caracteriza por el hecho de que las fracciones de gasolina contienen >50% de hidrocarburos parafínicos, y las fracciones de aceite contienen <20% de parafinas sólidas, y la cantidad de compuestos resinosos - asfaltenos de estos aceites es extremadamente pequeña. La composición de los aceites parafínicos-nafténicos incluye una gran cantidad de hidrocarburos nafténicos y una pequeña cantidad de parafínicos; en cuanto a la composición de parafinas sólidas y compuestos resinoso-asfálticos, son similares a los aceites parafínicos. Los aceites nafténicos se caracterizan por un alto contenido (≈ 60%) de hidrocarburos nafténicos, el contenido de parafinas sólidas, resinas y asfaltenos es muy bajo. La cuarta clase de aceites se distingue por aproximadamente el mismo contenido de hidrocarburos parafínicos, nafténicos y aromáticos, mientras que la parafina sólida no alcanza el 1-1,5% en su composición; la cantidad de sustancias resinosas-asfalteno en la composición alcanza el 10%. Los hidrocarburos de esta clase predominan en la composición de los aceites nafteno-aromáticos, y su porcentaje aumenta a medida que el aceite se vuelve más pesado, y los hidrocarburos parafínicos también están contenidos en las fracciones ligeras de los aceites de esta clase, y la cantidad de parafinas sólidas no supera el 0,3 %. ; mientras que la cantidad de resinas y asfaltenos en la composición de los aceites nafténico-aromáticos alcanza el 15-20%. Los aceites aromáticos se caracterizan por una alta densidad y un gran predominio de arenos en ellos [9] .

Clasificaciones geoquímicas y genéticas

Las clasificaciones geoquímicas y genéticas dividen los petróleos según su historia geológica y geoquímica y la teoría de la formación de petróleo. Sin embargo, el desarrollo de tales clasificaciones se ve obstaculizado por el hecho de que todavía no se sabe exactamente qué tiene la mayor influencia en el proceso de formación de petróleo. Por lo tanto, al subdividir los aceites de acuerdo con este principio, los autores confían en los factores específicos más confiables, sin tener en cuenta otros, lo que es un inconveniente importante [10] [11] .

En 1948, la clasificación genética de A.F. Dobryansky , basado en el concepto de la composición del aceite en función de su transformación. Debido al hecho de que la dirección principal de la transformación del petróleo es su metanización , la clasificación subdividió el petróleo según el contenido de hidrocarburos de metano en él , y no afectó la composición real del petróleo, sino que se basó solo en los principios de transformación. , y tampoco tuvo en cuenta la presencia de compuestos heteroatómicos . Por lo tanto, esta clasificación no ha encontrado una amplia aplicación [12] .

En 1958 A.A._ _ Kartsev propuso la división de los aceites en dos clases: aceites de paleotipo y aceites de cainotipo. Los primeros incluían aceites con >30% de parafinas en sus destilados y >50% en gasolinas. La segunda categoría incluía aceites con 30% y 50% de parafinas en sus destilados y gasolinas, respectivamente. Esta división describió solo las características generales de la historia geoquímica de los aceites, por lo que esta clasificación fue insuficiente. En 1960 , Kartsev formó una clasificación geoquímica evolutiva basada en la relación entre la composición de los aceites y las condiciones geológicas y geoquímicas de las transformaciones catagénicas (edad y profundidad, entorno geotectónico). Se identificaron ocho clases de aceites, cada una de las cuales tenía subclases de aceites de “línea pura”, oxidados, sulfurados y aceites - productos de diferenciación física. Sin embargo, los factores primarios de la composición de los aceites, que están asociados con la heterogeneidad de las sustancias formadoras de aceite, no se tuvieron en cuenta en la clasificación. Esto afectó la vigencia incompleta de la sistematización, lo que explica la falta de su aplicación [13] .

La más correcta y completa es la clasificación geoquímica de A.A. Petrov , basado en el contenido de reliquias de hidrocarburos en el petróleo. Se introdujeron los siguientes criterios [14] :

donde i es la suma de las alturas de los picos de pristano y fitano según el cromatograma de aceite ; P es la suma de las alturas de los picos de n - heptadecano y n - octadecano en el mismo cromatograma, Nf  es el fondo de cicloalcano del cromatograma ("joroba" de hidrocarburos no separados, en los que aparecen los picos i y P). Esta clasificación subdivide el petróleo en cuatro tipos según los valores de estos criterios (los valores más preferidos entre paréntesis) [15] :

Tipos genéticos de aceites
tipo de aceite Ki _ yo f pf_ _
un 1 0,95-2,5
(0,2-1) 		0,2-20
(3-10) 		4-70
(6-15)
un 2 2.5-100
(5-50) 		3-20
(5-10) 		0,1-6
(0,5-4)
B 1 — — —
B 2 — 0,1-15
(0,5-8) 		—

Clasificación tecnológica

La clasificación tecnológica del petróleo en la URSS se introdujo el 7 de julio de 1967 (GOST 912-66). Según esta clasificación, el aceite se subdivide según el contenido de azufre, parafina, el rendimiento de las fracciones hasta 350 °C y el índice de viscosidad de los aceites base [16] .

Según el contenido de azufre en el aceite, se dividen en [16] :

El crudo dulce contiene < 0,5 % de azufre, con fracciones de gasolina y turbosina < 0,1 %, y fracciones de diesel  < 0,2 %, sin embargo, si uno o más combustibles destilados tienen un mayor contenido de azufre, entonces este aceite se clasifica como sulfuroso. El crudo agrio contiene < 2% de azufre, mientras que la fracción de gasolina es < 0.1%, el turbosina < 0.25% y el diésel < 1%, además, si uno o más combustibles destilados tienen un mayor contenido de azufre, entonces este aceite se clasifica como alto contenido de azufre. El aceite con alto contenido de azufre contiene > 2 % de azufre, mientras que la fracción de gasolina es > 0,1 %, el combustible para aviones es > 0,25 % y el diesel es > 1 %, si el contenido de azufre es menor en uno o más combustibles destilados, entonces este aceite es clasificado como sulfuroso [16] [17] .

En los Estados Unidos, el aceite se divide en “ dulce ” (con un bajo porcentaje de compuestos de azufre) y “ agrio ” (con un alto porcentaje de compuestos de azufre) según el contenido de azufre [7] . Esta terminología se ha desarrollado históricamente: en las primeras etapas del desarrollo de la industria petrolera en Pensilvania, el petróleo se usaba como aceite para lámparas para alumbrar, y si la fracción de queroseno contenía mucho azufre, entonces su combustión iba acompañada de un olor desagradable. Por lo tanto, se probó el aceite en los campos para determinar de inmediato si era apto para el envío al mercado, si era dulce, entonces se consideraba apto, si era ácido, entonces no . Además, los aceites con un contenido de azufre medio a veces se denominaban "dulce medio" o "ácido medio". La principal desventaja de esta clasificación es la falta de límites claros del contenido de azufre [18] .

De acuerdo con el rendimiento de las fracciones de hasta 350 ° C, los aceites se dividen en tres tipos (T 1 , T 2 , T 3 ), y de acuerdo con el contenido de destilados y aceites base residuales, en cuatro grupos (M 1 , M 2 , M 3 , M 4 ). Según el valor del índice de viscosidad de los aceites base, se subdividen cuatro subgrupos más [19] .

Según el contenido de parafina, el aceite se divide en tres tipos (P 1 , P 2 , P 3 ). El primer tipo incluye aceites bajos en cera con un contenido de < 1,5% de parafina con un punto de fusión de 50 ° C, siempre que a partir de este aceite se pueda obtener combustible para aviones sin desparafinar , combustible diesel de invierno con un límite de destilación de 240-350 ° C y un punto de fluidez < -45 °C, así como aceites base. Si el contenido de aceite de la parafina está en el rango de 1,51 a 6% y siempre que sea posible obtener combustible para aviones y gasóleo de verano a partir de este aceite sin desparafinar con un límite de destilación de 240-350 °C y un punto de fluidez < - 45 ° C, y también con el uso de desparafinado - aceites destilados, entonces dicho aceite se llama parafínico y pertenece al segundo tipo. Los P 3 son aceites muy parafínicos que contienen > 6 % de parafina, siempre que sea imposible obtener gasóleo de verano a partir de dichos aceites sin desparafinar [20] .

Si al menos uno de los productos derivados del petróleo previstos en esta clasificación no puede obtenerse a partir de aceites del tipo P 1 sin desparafinar, dicho aceite debe asignarse al tipo P 2 . Además, si es imposible obtener gasóleo de verano a partir de aceite parafínico sin desparafinar, entonces el aceite debe considerarse altamente parafínico (tipo P 3 ), y viceversa, el aceite altamente parafínico, del que se puede obtener gasóleo sin desparafinar, debe atribuirse al segundo tipo P 2 [20] .

Clasificación según GOST R 51858-2002

Actualmente, también existe una clasificación de aceites según la norma GOST R 51858-2002. [21] De acuerdo con esta norma, el aceite se divide en clases, tipos, grupos y tipos según sus propiedades físicas y químicas, grado de preparación, contenido de sulfuro de hidrógeno y mercaptanos ligeros [22] .

Dependiendo de la fracción de masa de azufre, el petróleo se divide en cuatro clases [22] :

Por densidad, y cuando se exporta , además por el rendimiento de fracciones y la fracción de masa de parafina, el aceite se divide en cinco tipos [22] :

0 - luz adicional; 1 - luz; 2 - medio; 3 - pesado; 4 - bituminoso.
Nombre del parámetro Norma para el tipo de aceite
0 una 2 3 cuatro
Densidad, kg / m 3 830 (a 20°С)
833,7 (a 15°С) 		830.1-850 (a 20°C)
833.8-853.6 (a 15°C) 		850.1-870 (a 20°C)
853.7-873.5 (a 15°C) 		870.1-895 (a 20°C)
873.6-898.4 (a 15°C) 		> 895 (a 20°С)
> 898.4 (a 15°С)
Rendimiento de fracción, % vol. > 30 (hasta 200 °С)
> 52 (hasta 300 °С)
 > 27 (hasta 200 °С)
> 47 (hasta 300 °С)
 > 21 (hasta 200 °С)
> 42 (hasta 300 °С)
Fracción de masa de parafina, % < 6 < 6 < 6

Según el grado de preparación, el aceite se divide en tres grupos [22] :

Nombre del indicador Norma de aceite del grupo
una 2 3
Fracción de masa de agua, % <0,5 <0,5 < 1
Concentración másica de sales de cloruro , mg/dm³ < 100 < 300 < 900
Fracción de masa de impurezas mecánicas, % <0.05 <0.05 <0.05
Presión de vapor saturado, kPa (mm Hg) <66,7 (500) <66,7 (500) <66,7 (500)
Fracción de masa de cloruros orgánicos en la fracción que hierve hasta una temperatura de 204 ° C , ppm < 10 < 10 < 10

De acuerdo con la fracción de masa de sulfuro de hidrógeno y mercaptanos ligeros, en 2 tipos [22] :

Nombre del indicador Norma para tipo de aceite
una 2
Fracción de masa de sulfuro de hidrógeno , ppm < 20 < 100
Fracción de masa de metil y etil mercaptanos en total , ppm < 40 < 100

Marcador de grados de aceite

Los grados de petróleo son la división del petróleo que se produce en diferentes campos , según su composición, calidad y uniformidad, sin embargo, para simplificar la exportación, el petróleo también se divide en grados livianos y pesados. En Rusia, los principales aceites marcadores son Urals , Siberian Light y ESPO . En el Reino Unido - Brent , en los EE. UU. - WTI (Light Sweet), en los Emiratos Árabes Unidos - Dubai Crude . El precio estándar es WTI (en el Hemisferio Occidental ) y Brent (en Europa y países de la OPEP ). El Dubai Crude se utiliza como base para determinar el costo de las exportaciones de petróleo desde el Golfo Pérsico a la región de Asia-Pacífico [23] [24] .

Características/Grado [25] Brent WTI Crudo Dubái Urales Luz siberiana ESPO
Densidad API de 38° API de 40° API de 30° 31°API API de 36,5° API de 34,8°
contenido sulfuroso 0,37% 0,24% 2,13% 1,3% 0,57% 0,6%

Notas

  1. ↑ Van Nes K., Van Westen K., 1954 , pág. 21
  2. ↑ Van Nes K., Van Westen K., 1954 , pág. 21-22.
  3. ↑ 1 2 Van-Nes K., Van-Westen K., 1954 , p. 23
  4. ↑ 1 2 Proskuryakov V.A., Drabkin A.E., 1995 , p. 31
  5. ↑ 1 2 Proskuryakov V.A., Drabkin A.E., 1995 , p. 31-32.
  6. ↑ Norman J. Hyne, 2014 , pág. 124.
  7. ↑ 1 2 Wendy Lyons Sunshine. Conceptos básicos del petróleo  crudo . acerca de.com . Consultado el 26 de agosto de 2015. Archivado desde el original el 6 de septiembre de 2015.
  8. ↑ Proskuryakov V.A., Drabkin A.E., 1995 , p. 32.
  9. ↑ Gurevich IL, 1972 , p. 122-123.
  10. ↑ Batueva I.Yu., Gaile AA, Pokonova Yu.V. et al., 1984 , pág. dieciséis.
  11. ↑ Kartsev A.A., 1969 , p. 162.
  12. ↑ Sokolov V.A., Bestuzhev M.A., Tikhomolova T.V., 1972 , p. 7-8.
  13. ↑ Kartsev A.A., 1969 , p. 163-164.
  14. ↑ Manovyan AK, 2001 , p. 229.
  15. ↑ Manovyan AK, 2001 , p. 230.
  16. ↑ 1 2 3 Gurevich IL, 1972 , p. 123.
  17. ↑ Proskuryakov V.A., Drabkin A.E., 1995 , p. 35-36.
  18. ↑ Leffler WL, 2004 , p. 23-24.
  19. ↑ Proskuryakov V.A., Drabkin A.E., 1995 , p. 36.
  20. ↑ 1 2 Gurevich IL, 1972 , p. 124.
  21. ↑ Erofeev V.I. Clasificación de aceites . Universidad Politécnica de Tomsk . Consultado el 26 de agosto de 2015. Archivado desde el original el 5 de marzo de 2016.
  22. ↑ 1 2 3 4 5 GOST R 51858-2002. aceite _ Consultado el 26 de agosto de 2015. Archivado desde el original el 9 de octubre de 2015.
  23. ↑ Grados de aceite . Biblioteca técnica del portal Neftegaz.RU. Consultado el 26 de agosto de 2015. Archivado desde el original el 3 de septiembre de 2015.
  24. ↑ Litovchenko E.E., 2015 , pág. 29-30.
  25. ↑ Litovchenko E.E., 2015 , pág. treinta.

Literatura