Ajuste de curvas de propiedades de crudos: nueva metodología e implementación en el módulo CrudeExpert

Fitting crude oil property curves: new methodology and implementation into the CrudeExpert program

La predicción de propiedades de mezcla y recorte de crudos a partir de los datos de laboratorio consignados en los reportes denominados assays es una importante actividad para la planeación de la producción en las refinerías. En los assays de crudos se reportan las propiedades promedio discontinuas de los compuestos destilados en el respectivo intervalo de temperaturas. Estos intervalos experimentales difieren de los obtenidos en operación industrial. De acuerdo a esto, se hace necesaria la implementación de un procedimiento matemático de ajuste de curvas para la representación continua de las propiedades de los crudos. En el presente trabajo se propone una nueva metodología para el ajuste de curvas continuas basada en la ecuación de Riazi para la curva TBP, la interpolación por trazadores cúbicos y la validación por medio de la ecuación de Kay. Esta nueva metodología fue programada en un módulo de VBA-Excel® denominado CrudeExpert el cual procesa la información de los assays de crudos y evalúa las propiedades en mezcla y recorte. La metodología fue aplicada a los assays de los crudos Castilla Coveñas Blend, South Blend y Caño Limón de ECOPETROL S.A. con resultados satisfactorios en la reproducción de los datos experimentales para las propiedades densidad, contenido de azufre, punto de llama y carbón Conradson. Los resultados obtenidos con CrudeExpert para recorte y mezcla con los anteriores crudos en intervalos diferentes a los reportados en sus assays fueron validados con el paquete comercial CrudeManager LE.

Introducción

La predicción de propiedades resultantes de la mezcla y la destilación (recorte) de crudos y sus fracciones es una importante actividad para la planeación y la operación en las refinerías . Esto se debe a que cerca a. 90% de los costos de insumos corresponden a la selección de la mezcla de crudos con propiedades óptimas para su procesamiento. Las propiedades (e.g. densidad, contenido de azufre y viscosidad entre otras) de los crudos del petróleo y sus diferentes fracciones medidas en laboratorio son reportadas en los informes denominados assays; en la Tabla 1 se presenta el assay para el crudo Caño Limón de ECOPETROL. Estos assays contienen información resultante de diferentes análisis estándar de los destilados obtenidos por el procedimiento TBP (ASTM D 2892). Los datos estimados para las propiedades de cada corte corresponden a valores promedio para los compuestos en el respectivo intervalo de temperaturas (Tabla 1). De acuerdo a lo anterior, los assays presentan una imagen discontinua de la variación de las propiedades de los crudos sobre el intervalo total de destilación del crudo (Figura 1). La información de los assays tiene poco uso directo ya que en el laboratorio se obtienen cortes o destilados con intervalos de ebullición que no coinciden con los intervalos obtenidos en las torres de destilación industriales. 

La representación continua de la información de los assays permite la estimación teórica de propiedades resultantes de la mezcla y el recorte de crudos en las refinerías con el objetivo de explorar diferentes modos de operación industrial y seleccionar los escenarios con las mayores ganancias económicas.