Influencia del contenido de asfáltenos en la combustión del petróleo crudo cubano (página 2)

1. 1.1 Correlación de Asfáltenos con otras Propiedades

Un aspecto importante es conocer la correlación que existe entre el contenido de Asfaltenos con las demás propiedades del fuel oil que influyen sobre la demanda de aire para la combustión teórica; para ellos se efectúo un estudio de correlación cuyos resultados se muestran en la tabla # 1.1.

Como se aprecia en la tabla 1.1, el contenido de Asfaltenos en el petróleo crudo cubano posee una correlación significativa solo con las siguientes propiedades:

• Viscosidad a 50 oC.
• Viscosidad a 80 oC.
• Azufre
• Carbono

En la figura 1.1 se observa claramente que existe una tendencia de variación creciente entre el Valor del contenido de Asfaltenos con la magnitud de la viscosidad a 50oC. En la Figura 1.2 se observa esta misma tendencia, pero a 80 oC , con una variación menos pronunciada.

Figura 1.1 Tendencia de variación de los Asfaltenos con la Viscosidad a 50oC.

Figua 1.2 Tendencia de variación de los Asfaltenos con la Viscosidad a 80oC.

Tabla 1.1 Análisis de las relaciones asfáltenos con otras variables que actualmente determinan la demanda de aire.

En la figura 1.3 se muestra la tendencia de variación del contenido de Asfaltenos con el contenido de Azufre en petróleo crudo cubano. Es significativo que con el aumento del contenido de Azufre se incrementa la magnitud de los Asfaltenos. Esta asociación, además de provocar los problemas de incombustion y pérdida de eficiencia debido a la presencia de los Asfaltenos, trae aparejado un aumento significativo de la corrosión que se produce a baja temperatura en los calentadores de aire regenerativos de la caldera

Figura 1.3 Tendencia de Variación del contenido de Asfaltenos con el Azufre

Figura 1.4 Tendencia de Variación de los Asfaltenos con el contenido de Carbono

En la figura 1.4 se evidencia que al aumentar el contenido de los Asfaltenos [Cruz , 2004] se produce una disminución en el contenido de Carbono en el combustible, lo cual se refleja, entre otras cosas, en la disminución del Valor Calórico de este y por tanto en un incremento en el consumo de combustible para lograr la misma carga.

Tal como fue demostrado el petróleo crudo cubano tiene una marcada tendencia a incrementar el Contenido de azufre, con relación a los combustibles que tradicionalmente se quemaban en las calderas japonesas de la Central Termoeléctrica ¨ Carlos Manuel de Céspedes ¨ de la provincia de Cienfuegos. En la figura 1.5 se observa que, cuando aumenta el contenido de Azufre va aparejado una disminución en el contenido de carbono del crudo cubano.

Figura 1.5 Tendencia de Variación del Contenido de Carbono con el Azufre

1. 1.2 Modelo matemático para estimar Asfáltenos

Utilizando la Regresión Lineal se encontró un modelo matemático para estimar el contenido de Asfaltenos (variable dependiente) en función de las cuatro propiedades antes analizadas (variables independientes), cuyo resultado se muestra en las siguientes tablas.

R

Aunque el modelo como tal es válido y con un Adecuado coeficiente de determinación R2 = 73,7 % , las viscosidad a 50 oC y 80 oC presentan una baja significación en el modelo anterior.

Ante esta situación se procedió a la aplicación de la Regresión Lineal Paso a Paso de donde resulta que, la única variable independiente con Aceptable significación es el contenido de Azufre, como se puede apreciar en los resultados que se muestran en las siguientes tablas.

Es decir, el Modelo para estimar el valor del contenido de Asfaltenos queda expresado de la siguiente manera:

Asf = 3, 153 + 1, 415 X % S, R2 = 71, 6 %

Este Modelo es válido.

Al estudiar la correlación de los Asfaltenos con otras propiedades, debemos destacar que No se identifica una correlación fuerte entre los Asfaltenos y los contenidos de vanadio y Carbono Conradson , en el crudo cubano, como se puede apreciar en la siguiente tabla.

1. CONCLUSIONES

1. Mayor contenido de Azufre en le Crudo Cubano, se refleja en un Incremento en el contenido de Asfaltenos y en una disminución del contenido de Carbono
2. Como parte del estudio Energético realizado en cuanto al contenido de asfaltenos en el proceso de combustión de petróleo crudo se obtiene un modelo matemático mediante el cual se puede evaluar el mismo según el contenido de azufre que presente el combustible.

Asf = 3, 153 + 1, 415 X % S

1. Bycosyn Cuba. Manual de capacitación sobre combustión en calderas y tratamiento de combustibles.– Ciudad de La Habana: Ciencia, 2002.—38 p.

   Cruz R. D. Análisis estadístico de las propiedades y del proceso de combustión de los petróleos utilizados en la ETE Carlos M. de Céspedes , /R. D. Cruz; Bienvenido Sarría López Tutor.– Tesis para optar por el grado científico de M. Sc. en Ciencias, Universidad de Cienfuegos, (CF), 2004.– 153 h

   Los crudos y sus características, tecnología de combustión. México, 43, (7): 7-8, Mayo 1998.

   Méndez V. T. Impacto ambiental producido por el proceso de combustión en calderas/ V. T. Méndez; Bienvenido Sarría López Tutor.– Tesis para optar por el grado científico de M. Sc. en Ciencias. Universidad de Cienfuegos, (C.F), 2000.– 92 h

    

    

    

   Autor:

   Carlos Eymel Campos Rodríguez

   Nacionalidad: cubano,

   Estudios realizados: graduado de Ingeniería Mecánica (2000-2005)

   Profesión: Profesor universitario Facultad Ingeniería Mecánica, Universidad de Cienfuegos

2. BIBLIOGRAFÍA

Bienvenido Sarría López

Nacionalidad: cubano,

Estudios realizados: estudios de doctorado

Profesión: Profesor universitario Facultad Ingeniería Mecánica, Universidad de Cienfuegos

Elia Cabrera Alvarez

Nacionalidad: cubano,

Estudios realizados: estudios de maestría

Profesión: Profesor universitario Facultad Matemática, Universidad de Cienfuegos

Trabajo realizado en Cienfuegos, Cuba. 2005