ES2623396T3

ES2623396T3 - Procedimiento de análisis de una carga de alimentación que contiene hidrocarburos

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Publication number: ES2623396T3
Application number: ES05796893.5T
Authority: ES
Inventors: Joachim Voelkening; Michael Hodges
Original assignee: BP Oil International Ltd
Current assignee: BP Oil International Ltd
Priority date: 2004-09-17
Filing date: 2005-09-15
Publication date: 2017-07-11
Anticipated expiration: 2025-09-15
Also published as: KR100902806B1; EP1794584A1; EA011591B1; EA200700662A1; MX2007003004A; EP1797423B1; MX2007003005A; AU2005287017B2; KR20070059153A; NZ554295A; ES2677869T3; BRPI0515407A; EP1797423A1; CA2581954A1; NO20071867L; AU2005287020A1; AU2005287020B2; CA2580088A1; KR20070059149A; US20080253426A1

Abstract

Procedimiento de análisis de una carga de alimentación que contiene hidrocarburos, comprendiendo el procedimiento: (a) medición de un perfil de ebullición y al menos otra propiedad de la carga de alimentación que contiene hidrocarburos con al menos dos técnicas externas al laboratorio diferentes en las que cada técnica externa al laboratorio se selecciona para que sea predictiva de cada propiedad respectiva, en la que la al menos una de las al menos dos técnicas externas al laboratorio son predictivas del perfil de ebullición y la al menos otra es predictiva de al menos otra propiedad; (b) transmisión de las mediciones realizadas en la etapa (a) a un procesador capaz de reconstruir un ensayo determinativo de la carga de alimentación que contiene hidrocarburos a partir de las mediciones; y, (c) reconstrucción de un ensayo determinativo de la carga de alimentación que contiene hidrocarburos a partir de las mediciones en el que la otra propiedad se selecciona entre el grupo formado por: densidad, gravedad específica, índice de acidez total, punto de fluidez, viscosidad, contenido de azufre, contenido de metales, contenido de nitrógeno y combinaciones de las mismas.

Description

DESCRIPCION

Procedimiento de analisis de una carga de alimentacion que contiene hidrocarburos.

5 ANTECEDENTES DE LAINVENCION Campo de la descripcion.

[0001] La descripcion se refiere, en general, a un procedimiento para obtener un ensayo determinativo de

10 una carga de alimentacion que contiene hidrocarburos, tal como crudos, “sincrudos” (crudos sinteticos), productos intermedios de refinado y biocomponentes, a partir de una informacion limitada sobre la carga de alimentacion

Breve descripcion de la tecnologi'a relacionada.

15 [0002] Una carga de alimentacion que contiene hidrocarburos, tal como el petroleo crudo, consiste en una

mezcla compleja de hidrocarburos y compuestos organicos heteroatomicos con diversos pesos moleculares y polaridades. El petroleo crudo rara vez se emplea en la forma en la que se obtiene del pozo; en lugar de ello, se suele transformar en una amplia gama de combustibles aptos para ser utilizados, mediante una combinacion de procesos fisicos y quimicos, conocidos en su conjunto como refinado. Los crudos varian mucho en cuanto a sus 20 caracteristicas de refinado y valor comercial. Las negociaciones de ventas y el procesamiento quimico en los que entran en juego cargas de alimentacion que contienen hidrocarburos, como por ejemplo las cargas de alimentacion de refineria, pueden verse beneficiados por la informacion oportuna y precisa relativa a la composicion quimica y las propiedades fisicas y de rendimiento del crudo. No obstante, a menudo, dicha informacion simplemente no se encuentra disponible en el momento de la adquisicion y, por lo tanto, el operador encargado de negociar la 25 adquisicion de una carga de alimentacion de refineria debe tomar una decision de compra basandose en la informacion historica relativa a la fuente de la carga de alimentacion y en la expectativa de que la carga de alimentacion presentara sustancialmente las mismas caracteristicas que las que se han adquirido anteriormente de la misma fuente (o de alguna parte del mundo similar). Sin embargo, con mas informacion oportuna acerca de la carga de alimentacion, el operador cuenta con la ventaja de saber si la carga de alimentacion que esta considerando 30 adquirir es mejor o peor que el producto que normalmente esperaria obtener de dicha fuente y, por tanto, puede negociar mejor un precio en funcion de la composicion quimica y las propiedades fisicas y de rendimiento reales del producto concreto, en lugar de basarse en informacion historica y expectativas. Ademas, en la medida en la que sea posible encontrar componentes inesperados en la carga de alimentacion (componentes que podrian, por ejemplo, danar un proceso de refineria o resultar perjudiciales de cualquier otro modo), el operador se beneficia de la 35 informacion completa y precisa acerca de la carga de alimentacion en el momento de la negociacion de la venta. No obstante, hasta la fecha, no resultaba practico obtener informacion oportuna y precisa acerca de la carga de alimentacion en el momento de la negociacion y la posible venta, ya que se deben determinar numerosas propiedades de la carga de alimentacion de refineria y transmitirlas al operador. Tradicionalmente, dichos analisis requieren un gran volumen de muestras de la carga de alimentacion y un periodo de una o dos semanas para 40 llevarlos a cabo. Por tanto, lo habitual es que el operador que adquiere una carga de alimentacion de refineria cuente con una informacion de ensayo incompleta (o no determinativa) acerca de la carga de alimentacion adquirida.

[0003] De forma similar, un ensayo de carga de alimentacion de refineria, como, por ejemplo, un ensayo de

crudo, constituye un importante analisis que se debe llevar a cabo antes de refinar los crudos. Normalmente, una 45 refineria de petroleo refina un gran numero de crudos diferentes (y mezclas de los mismos), cada uno de los cuales puede diferir en diversas propiedades fisicas y de rendimiento importantes, para obtener una fraccion de destilacion concreta destinada a la fabricacion de productos o a la venta. De nuevo, se deben analizar numerosas propiedades de la carga de alimentacion de refineria antes de que los ingenieros de la refineria puedan determinar las condiciones optimas de los procesos de refinado para refinar cada carga de alimentacion y evaluar los posibles 50 efectos que pueda tener cada carga de alimentacion sobre los equipos de la refineria (por ejemplo, corrosion, deposicion, etc.). Estos ingenieros determinan las proporciones de mezcla concretas y otras etapas de procesamiento basandose en los perfiles de datos historicos sobre los componentes y las propiedades de cada tipo de crudo en funcion de su fuente. Sin embargo, los componentes y las propiedades generales del crudo pueden cambiar con el transcurso del tiempo y durante el transporte de la fuente a la refineria. De este modo, cuando la 55 carga de alimentacion de refineria llega a la refineria, a menudo posee unas caracteristicas diferentes a las que se determinaron cuando se produjo el crudo en la fuente. Estas diferencias pueden afectar enormemente a las proporciones de mezcla necesarias para obtener la fraccion de destilacion deseada. Al adquirir un carga de alimentacion basandose en informacion incompleta, es necesario llevar a cabo analisis previos al refinado para obtener informacion de ensayo determinativo. Como se indica anteriormente, estos analisis requieren un gran

volumen de muestras del producto y un periodo de una a dos semanas para llevarlos a cabo. Si tras haber obtenido los resultados de los analisis, la carga de alimentacion de refineria no posee la composicion quimica y las propiedades fisicas y de rendimiento esperadas, los ingenieros de la refineria se ven obligados a modificar el proceso para ajustarlo, lo cual da lugar a otras deficiencias.

5

[0004] Existen programas informaticos disponibles en el mercado, como, por ejemplo, ciertos productos de Spiral Software Ltd. (Reino Unido), capaces de proporcionar datos de ensayo determinativo para una carga de alimentacion de refineria basandose en una informacion limitada de la carga de alimentacion (por ejemplo, perfil de ebullicion, contenido de azufre, contenido de nitrogeno, densidad, rendimientos de producto, etc. reales) y una base

10 de datos exhaustiva que contiene ensayos completos (o determinativos) de cientos (preferentemente, miles) de crudos, sincrudos, productos intermedios de refinado o biocomponentes conocidos. Para utilizar de forma correcta dichos programas informaticos, la base de datos debe ser de alta calidad y contener informacion acerca de diversos crudos y otras cargas de alimentacion de refineria basada en el tipo y la fuente. Estos programas informaticos pueden tomar la informacion limitada y llevar a cabo complejas operaciones matematicas para relacionar la carga de 15 alimentacion (basandose en la limitada informacion que se conoce) con el ensayo de un crudo conocido que presenta los atributos mas similares. Como otra posibilidad, estos programas informaticos pueden tomar la informacion limitada y llevar a cabo complejas operaciones matematicas para construir o reconstruir un ensayo determinativo de un crudo, sincrudo, producto intermedio, etc., conocidos, basandose en las interrelaciones de las diversas propiedades y en los diversos crudos, sincrudos, productos intermedios de refinado, etc., presentes en la 20 base de datos. Por lo tanto, estos programas informaticos requieren la entrada de informacion de ensayo limitada obtenida a partir de un volumen de muestra de una carga de alimentacion de refineria, y una base de datos exhaustiva. Al margen de la utilidad de los programas informaticos, estan la velocidad y precision de las pruebas realizadas para obtener la informacion de ensayo limitada, asi como el valor de la informacion de ensayo limitada a la hora de predecir con precision la informacion de ensayo determinativo de la carga de alimentacion de refineria.

25

[0005] Tanto si la carga de alimentacion de refineria se evalua en el punto de venta, como si acaba de llegar a una refineria, existe la necesidad de disponer de la informacion de ensayo mas completa (o determinativa), y a la mayor brevedad posible, para tomar decisiones de adquisicion y procesamiento pertinentes. La informacion de ensayo completa o determinativo puede incluir informacion relativa a la composicion quimica y las propiedades

30 fisicas de la carga de alimentacion de refineria y sus propiedades de rendimiento. No obstante, con la tecnologia conocida, es dificil obtener informacion de ensayo rapida y determinativa de una carga de alimentacion de refineria. Aunque existen programas informaticos para predecir la informacion de ensayo determinativo basandose en datos de ensayo limitados, es preciso llevar a cabo procesos y analisis que requieren mucho tiempo y trabajo para obtener los datos de ensayo limitados necesarios para utilizar el programa informatico. Concretamente, para obtener tan solo 35 los datos necesarios para utilizar el programa informatico, se debe destilar el crudo para obtener multiples fracciones y despues analizar cada fraccion para obtener datos de numerosas propiedades fisicas. Incluso los avances mas recientes de la tecnica, como, por ejemplo, los que se describen en la publicacion internacional de patente n.° WO 00/39561 A1, dan a conocer procedimientos para analizar automaticamente crudos con espectroscopia, pero requieren unas cantidades de crudo de un volumen considerable y equipos de destilacion convencionales. Ademas, 40 siguen requiriendose aproximadamente dos dias para concluir dichos procedimientos. Otros avances de la tecnica, como, por ejemplo, los que se describen en la publicacion de patente n.° WO 03/048759 A1, requieren la obtencion de datos de ensayo de cientos de parametros antes de poder generar un ensayo determinativo. Por tanto, los procedimientos no suponen una ayuda beneficiosa para el operador que negocia la adquisicion de una carga de alimentacion de refineria en la fuente o para el ingeniero de refineria cuando la carga de alimentacion de refineria 45 llega a la refineria.

[0006] Seria conveniente desarrollar pruebas capaces de obtener rapidamente informacion de ensayo limitada. Ademas, tambien seria conveniente determinar que propiedades de una carga de alimentacion que contiene hidrocarburos son especialmente predictivas de un ensayo preciso y determinativo de la carga de

50 alimentacion. Basandose en dicha determinacion, de acuerdo con el procedimiento descrito en la presente memoria, solo es necesario llevar a cabo las pruebas que son capaces de proporcionar resultados especialmente predictivos de un ensayo determinativo.

RESUMEN DE LA INVENCION

55

[0007] En la presente memoria, se describe un procedimiento para analizar cargas de alimentacion que contienen hidrocarburos tales como cargas de alimentacion de refineria que incluyen, entre otros, crudos, crudos sinteticos, fracciones intermedias parcialmente refinadas tales como un componente residual o un componente de material de craqueo, biocomponentes o mezclas de los mismos, y muestras de pozos de preproduccion de

prospeccion petrolera, de acuerdo con la reivindicacion 1.

[0008] Las tecnicas se seleccionan entre el grupo formado por: espectroscopia de absorbancia de ultravioleta

visible (UV-Vis), espectroscopia de absorbancia de infrarrojo (IR), espectroscopia de fluorescencia UV, 5 espectroscopia de absorbancia de infrarrojo medio (MIR), espectroscopia de absorbancia de infrarrojo cercano (NIR), espectroscopia de fluorescencia de rayos X (XRF), resonancia magnetica nuclear, microoscilacion, microdestilacion, microespectrometria de masas, microespectrometria de movilidad ionica y microcromatografia de gases.

10 [0009] Otras caracteristicas de la descripcion pueden resultar evidentes para los expertos en la materia tras

examinar la siguiente descripcion detallada y las reivindicaciones adjuntas.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION

15 [0010] La presente invencion se refiere a un procedimiento para analizar una carga de alimentacion que

contiene hidrocarburos, que comprende la medicion del perfil de ebullicion y al menos otra propiedad con al menos dos distintas tecnicas de medicion externas al laboratorio en las que una tecnica predice el perfil de ebullicion y la otra tecnica predice la otra propiedad, la transmision de las mediciones a un procesador capaz de reconstruir un ensayo determinativo de la carga de alimentacion que contiene hidrocarburos a partir de las mediciones, en el que la 20 otra propiedad se selecciona entre el grupo formado por: densidad, gravedad especifica, indice de acidez total, punto de fluidez, viscosidad, contenido de azufre, contenido de metal, contenido de nitrogeno y combinaciones de las mismas. El perfil de ebullicion es preferentemente el perfil de ebullicion real.

[0011] La etapa de medicion incluye preferentemente la ejecucion de al menos dos tecnicas seleccionadas 25 entre el grupo formado por: espectroscopia de absorbancia en ultravioleta visible (UV-Vis), espectroscopia de

absorbancia en infrarrojos (IR), espectroscopia de fluorescencia UV, espectroscopia de absorbancia en infrarrojo medio (MIR), espectroscopia de absorbancia en infrarrojo cercano (NIR), espectroscopia de fluorescencia de rayos X (XRF), resonancia magnetica nuclear, microoscilacion, microdestilacion, microespectrometria de masas, microespectrometria de movilidad ionica y microcromatografia de gases (GC). En cada caso, la tecnica de medicion 30 seleccionada segun el procedimiento de ensayo es la tecnica mas predictiva de la propiedad en cuestion. Al realizar dicha seleccion, el procedimiento de ensayo descrito en la presente memoria permite reconstruir la muestra de hidrocarburos midiendo tan solo un numero limitado de propiedades clave, es decir, al menos dos propiedades.

[0012] El procedimiento incluye preferentemente la ejecucion de al menos dos de las tecnicas mencionadas 35 anteriormente con un dispositivo externo al laboratorio, la correlacion de datos obtenidos con las tecnicas para

obtener el perfil de ebullicion y al menos otra propiedad del crudo, la transmision del perfil de ebullicion y otra propiedad a un procesador capaz de reconstruir un ensayo determinativo del crudo a partir de las mediciones, y la reconstruccion de un ensayo determinativo del crudo.

40 [0013] En una realizacion preferida, la tecnica de medicion incluye la medicion del perfil de ebullicion de la

muestra con al menos una de entre: espectroscopia de absorbancia en infrarrojo medio (MIR), espectroscopia de absorbancia en infrarrojo cercano (NIR), resonancia magnetica nuclear, microoscilacion, microdestilacion, y microcromatografia de gases (GC). Los datos espectrales obtenidos mediante estas tecnicas espectroscopicas o los datos obtenidos por medio de las tecnicas de resonancia magnetica nuclear, microoscilacion, microdestilacion, y 45 microcromatografia de gases (GC) se pueden correlacionar con el perfil de ebullicion de la muestra mediante analisis quimiometricos conocidos por los expertos en la materia. Estas tecnicas se pueden llevar a cabo con la propia muestra de crudo o, como otra posibilidad, con fracciones destiladas de la muestra de crudo. Por ejemplo, la muestra se puede someter a una separacion en diversas fracciones mediante microcromatografia de gases (GC) o microdestilacion y, posteriormente, se puede irradiar cada fraccion con luz infrarroja media (MIR) y/o luz infrarroja 50 cercana (NIR). Los datos espectrales obtenidos con la irradiacion se pueden correlacionar mediante analisis quimiometricos con el perfil de ebullicion de un material de referencia cuyos datos espectrales estan almacenados en una base de datos, por ejemplo.

[0014] En otra realizacion preferida, la otra propiedad se selecciona entre el grupo formado por: densidad,

55 gravedad especifica, indice de acidez total, punto de fluidez, viscosidad y combinaciones de las mismas, y la etapa de medicion incluye la medicion mediante la ejecucion de al menos una tecnica seleccionada entre el grupo formado por: espectroscopia de absorbancia en ultravioleta visible (UV-Vis), espectroscopia de absorbancia en infrarrojos (IR), espectroscopia de fluorescencia UV, espectroscopia de absorbancia en infrarrojo medio (MIR), espectroscopia de absorbancia en infrarrojo cercano (NIR), espectroscopia de fluorescencia de rayos X (XRF), resonancia

magnetica nuclear, microoscilacion, microdestilacion y microcromatografia de gases (GC). Preferentemente, la tecnica es al menos una de entre: espectroscopia de absorbancia en infrarrojo medio (MIR), espectroscopia de absorbancia en infrarrojo cercano (NIR) y resonancia magnetica nuclear.

5 [0015] En otra realizacion preferida, la otra propiedad se selecciona entre el grupo formado por: contenido de

azufre y contenido de metal (por ejemplo, contenido de niquel, contenido de vanadio, contenido de hierro, etc.) y combinaciones de las mismas, y la etapa de medicion incluye la medicion de la propiedad con espectroscopia de fluorescencia de rayos X (XRF). En otra realizacion preferida, la propiedad es el contenido de metal (por ejemplo, contenido de niquel, contenido de vanadio, contenido de hierro, etc.), y la etapa de medicion incluye la medicion de 10 la propiedad con espectroscopia de absorbancia de ultravioleta visible (UV-Vis).

[0016] Como se indica anteriormente, los procedimientos de ensayo descritos en la presente memoria incluyen generalmente la obtencion de al menos dos propiedades: el perfil de ebullicion y al menos otra propiedad de la carga de alimentacion que contiene hidrocarburos, por ejemplo, petroleo crudo. Esto se logra llevando a cabo

15 al menos dos de las tecnicas mencionadas anteriormente con la muestra de crudo para obtener datos, en las que la tecnica de medicion siempre se selecciona para determinar la propiedad de la que es mas predictiva, y, a continuacion, correlacionando los datos obtenidos con el perfil de ebullicion y la otra propiedad mediante analisis quimiometricos conocidos por los expertos en la materia. La etapa de correlacion incluye la identificacion del espectro obtenido, por ejemplo, y la determinacion de la propiedad del crudo que se puede predecir mediante los 20 datos. La etapa de correlacion tambien incluye preferentemente la operacion en la que se relaciona el espectro o datos obtenidos con la propiedad de un material de referencia cuyo espectro o datos conocidos estan almacenados en una base de datos, o mediante analisis quimiometricos para determinar la propiedad de la muestra.

[0017] Por ejemplo, para correlacionar la densidad de un petroleo crudo con un espectro NIR, se debe 25 seleccionar un conjunto de muestras de calibracion que cubran toda la escala de la propiedad que se pretenda medir

en el futuro. Una correlacion para la densidad podria incluir la densidad de muestras distribuidas uniformemente entre 700 kilogramos por metro cubico (kg/m3) y 1100 kg/m3. A partir de esas muestras, se pueden medir los espectros NIR y la densidad mediante una metodologia ASTM convencional (por ejemplo, ASTM 1655-00 para el NIR e IP 365 para la densidad) u otras metodologias estandar bien conocidas. Mediante analisis quimiometricos 30 como, por ejemplo, algoritmos de correlacion multilineal como los de minimos cuadrados parciales, regresion lineal multiple, redes neuronales o algoritmos geneticos, se puede determinar una correlacion matematica entre el espectro NIR y la densidad. Esta correlacion matematica se puede utilizar posteriormente para obtener la densidad de muestras desconocidas a partir de sus espectros NIR. A partir de la densidad, se puede calcular la gravedad especifica (API) de la muestra. Se pueden llevar a cabo calibraciones similares para otras propiedades del crudo 35 basandose en estandares bien conocidos, tal como se expone en la siguiente tabla 1:

Tabla 1

Propiedad: Estandar

Densidad: IP 365

Perfil de ebullicion real: ASTM D2892

: ASTM D5236

Contenido de niquel: IP 437

Contenido de azufre: IP 477

Contenido de vanadio: IP 437

Contenido de nitrogeno: IP 379

Acidez: ASTM D664

Punto de fluidez: ASTM D97

Viscosidad: ASTM D445

40 [0018] Como se indica anteriormente, las propiedades que se van a medir o correlacionar de acuerdo con los

procedimientos descritos se seleccionan entre el grupo formado por: densidad, gravedad especifica, perfil de

ebullicion, indice de acidez total, indice de alcalinidad total, punto de fluidez, viscosidad, contenido de azufre, contenido de niquel, contenido de vanadio y contenido de nitrogeno. Se pueden medir otras propiedades, si bien se ha descubierto que la informacion sobre las propiedades seleccionadas es todo lo que deberia necesitarse para obtener un ensayo determinativo de la carga de alimentacion que contiene hidrocarburos que se este considerando.

5 Las propiedades quimicas pueden incluir, entre otras, las composiciones elemental y molecular. Las propiedades fisicas de un crudo pueden incluir, entre otras, densidad, viscosidad, estructura de rendimiento, punto de humo y propiedades de flujo frio tales como el punto de fluidez, punto de turbidez o punto de congelacion. Las propiedades de rendimiento de una carga de alimentacion que contiene hidrocarburos pueden incluir, entre otras, el indice de octano y el indice de cetano. Los expertos en la materia del refinado de crudos conocen, en general, otras 10 propiedades quimicas, fisicas y de rendimiento.

[0019] El procedimiento de ensayo de la presente invencion es capaz de reconstruir la carga de alimentacion que contiene hidrocarburos a partir de datos limitados de propiedades clave en parte mediante la tecnica de medicion independiente optima mas predictiva de la propiedad en cuestion. A este respecto, por ejemplo, se podria

15 utilizar la tecnica NIR para determinar el perfil de ebullicion y la densidad, la tecnica XRF para determinar el contenido de niquel, vanadio o azufre, la tecnica microrreologica para determinar la viscosidad y la tecnica de conductividad para determinar la acidez.

[0020] El procedimiento descrito utiliza una base de datos que contiene una fuente de datos de ensayo 20 actualizados y completos (o determinativos) de cargas de alimentacion que contienen hidrocarburos como

referencia, tales como cargas de alimentacion de refineria entre las que se incluyen crudos, sincrudos, productos intermedios y biocomponentes cuya composicion y propiedades fisicas y de rendimiento han sido medidas y caracterizadas previamente. Se entiende que un ensayo de crudo “determinativo” hace referencia a una informacion tan completa como pudiera ser convenientemente necesaria para que un operador o ingeniero tome una decision de 25 negocios o de procesamiento. La base de datos tambien puede contener datos de correlacion relativos a estos crudos de referencia. Dichos datos de correlacion pueden incluir, por ejemplo, datos espectrales y datos de propiedades quimicas, fisicas y de rendimiento. Un procesador capaz de acceder a la base de datos y que contiene un programa informatico que utiliza procedimientos matematicos avanzados puede generar informacion de ensayo determinativo para cargas de alimentacion que contienen hidrocarburos, tales como crudos, incluido el 30 refraccionamiento preciso y el intercambio de datos flexible con otras aplicaciones. El procesador puede utilizar procedimientos estadisticos avanzados que, preferentemente, forman parte del programa informatico para identificar vinculos entre los datos de correlacion y una propiedad concreta, construyendo un modelo de crudo que se puede utilizar para reconstruir caracteristicas completas a partir de la informacion disponible. Incluso cuando se basan unicamente en unos pocos parametros clave, estas reconstrucciones abarcan toda la escala de las propiedades 35 fisicas y quimicas. Las estimaciones de error en todos los valores predichos permiten al usuario (por ejemplo, el operador, el ingeniero de refineria, etc.) evaluar cualquier riesgo en las decisiones de negocios y de procesamiento relacionadas con las mismas. Estos procedimientos estadisticos avanzados, combinados con la informacion de ensayo limitada que se especifica en la presente memoria, hacen posible la reconstruccion de una carga de alimentacion que contiene hidrocarburos que se desconoce, a partir de mediciones limitadas y con una precision 40 notable. Por consiguiente, cuando se evalua una carga de alimentacion que contiene hidrocarburos y que se desconoce, mediante dos tecnicas de medicion descritas en la presente memoria, los datos medidos se pueden correlacionar con los datos existentes para una o mas referencias conocidas a fin de generar un ensayo determinativo de la carga de alimentacion que contiene hidrocarburos y que se desconoce. Por ejemplo, Spiral Software Ltd. (Reino Unido) comercializa programas informaticos adecuados. Entre los procesadores adecuados, se 45 incluyen microprocesadores tanto de uso general como especial, tales como los que se encuentran habitualmente en ordenadores industriales, ordenadores personales y asistentes personales digitales (PDA).

[0021] Se puede utilizar cualquier tecnica multivariante como tecnica de correlacion (es decir, para correlacionar los datos medidos con los datos de composicion y propiedades fisicas y de rendimiento existentes para

50 la referencia conocida). Una medicion multivariante es aquella en la que se realizan multiples mediciones en una muestra de interes, dicho de otro modo, se mide mas de una variable o respuesta para cada muestra. De este modo, por ejemplo, la utilizacion de un conjunto de sensores para obtener multiples respuestas con una muestra de vapor es una medicion multivariante. Vease, en general, Beebe y col. “Ohemometrios: A Practical Guide", 6 (John Wiley & Sons Inc. 1998). Las tecnicas de correlacion preferidas son tecnicas de datos escasos, tecnicas quimiometricas tales 55 como, por ejemplo, minimos cuadrados parciales, regresion lineal multiple, algoritmos geneticos y redes neuronales. De este modo, los datos obtenidos con tecnicas multivariantes se relacionan matematicamente con una propiedad intrinseca de la composicion para producir informacion acerca de la propiedad.

[0022] Por ejemplo, se pueden utilizar espectros NIR para medir la intensidad de los armonicos de las

vibraciones moleculares de una molecula, como enlaces carbono-hidrogeno, oxigeno-hidrogeno y nitrogeno hidrogeno y la molecula. Las bandas de absorcion carbono-hidrogeno (C-H) suelen resultar utiles para mezclas de compuestos organicos. Los diferentes tipos de enlaces C-H, por ejemplo, hidrocarburos aromaticos, alifaticos y olefinicos, absorben la luz a diferentes frecuencias caracteristicas. La magnitud de la banda de absorcion es 5 proporcional a las cantidades de los enlaces C-H en la muestra. Por lo tanto, el espectro NIR puede proporcionar una huella digital de la composicion de la muestra. Esta huella digital se puede correlacionar empiricamente con las propiedades intrinsecas de la muestra.

[0023] La espectroscopia NIR presenta ciertas ventajas con respecto a otros procedimientos analiticos que

10 se llevan a cabo en las refinerias y puede cubrir un gran numero de aplicaciones repetidas de manera rapida y precisa. La region NIR entre los 800 nanometros (nm) y los 2500 nm contiene la totalidad de la informacion molecular en forma de combinaciones y armonicos de vibraciones poliatomicas, pero se necesitan tecnicas matematicas para utilizar esta informacion y para calcular los parametros deseados. En las patentes de EE. UU. n.° 5.490.085, 5.452.232 y 5.475.612, se describe la utilizacion de NIR para determinar el indice de octano, 15 rendimientos y/o propiedades de un producto de un proceso quimico o proceso de separacion a partir de un analisis de los materiales de alimentacion introducidos en dicho proceso, y rendimientos y/o propiedades de un producto de una operacion de mezcla, de nuevo a partir de un analisis de los materiales de alimentacion introducidos en la misma.

20 [0024] Cuando la luz incide en un fluido, se producen varios fenomenos. Por ejemplo, una parte de la luz se

puede reflejar en la superficie, mientras que otra parte penetra en el fluido. La parte de la luz que penetra en el fluido puede transmitirse a traves del fluido o experimentar una dispersion o absorcion. A menudo, todos estos mecanismos tienen lugar de manera simultanea. La cantidad de luz absorbida en una longitud de onda dada constituye una caracteristica de la sustancia a traves de la cual se desplaza la luz. Mientras que la luz que es 25 absorbida no se puede medir directamente, la luz que emerge del fluido si se puede medir. A consecuencia de la absorcion, la intensidad de la luz emergente se reducira o “atenuara”. La medida en que se puede atenuar la luz para cualquier composicion dada variara en funcion de su longitud de onda. Por tanto, para un espectro de una fuente de luz dada, la evaluacion de la intensidad de los componentes de la luz emergente en longitudes de onda seleccionadas proporciona informacion acerca de la composicion del fluido.

30

[0025] La dispersion tambien provoca la atenuacion de la intensidad de la luz. No obstante, mientras que la atenuacion resultante de la absorcion provoca cambios relativos en la intensidad de la luz en funcion de la longitud de onda, es decir, se produce un cambio de forma del espectro de banda ancha, la atenuacion debida a la dispersion de la luz es mucho menos dependiente de su longitud de onda absoluta; presenta una dependencia lenta

35 y monotona de la longitud de onda. Por lo tanto, la dispersion de la luz da lugar a una caida en la intensidad de la luz en todas las longitudes de onda, de manera que a cualquier longitud de onda dada, la intensidad no cambia de manera apreciable con respecto a la intensidad a otras longitudes de onda. Para fluidos que dispersan y absorben la luz al mismo tiempo, el resultado final es que, aunque la magnitud absoluta de la luz recogida en funcion de la longitud de onda no este relacionada unicamente con la composicion quimica, la intensidad de la luz relativa en 40 funcion de la longitud de onda este relacionada con la composicion quimica. Debido a que las diferentes longitudes de onda de la luz se comportan de distinto modo, se prefieren multiples tecnicas de medicion de acuerdo con los procedimientos de ensayo descritos en la presente memoria.

[0026] Los procedimientos descritos en la presente memoria se llevan a cabo con uno o mas dispositivos 45 externos al laboratorio. Tal como se utiliza en la presente memoria para modificar el termino “dispositivos”, la

expresion “externo al laboratorio” hace referencia a dispositivos que son portatiles y, preferentemente, de mano. Ademas, dichos dispositivos deberian poder ser manejados por una sola persona. De este modo, preferentemente, cada dispositivo tiene un peso total inferior a aproximadamente cinco kilogramos y, mas preferentemente, inferior a aproximadamente dos kilogramos. Uno o mas dispositivos externos al laboratorio adecuados para llevar a cabo la 50 etapa de medicion pueden incluir uno o mas de entre: una unidad de microdestilacion, una unidad de microoscilacion, una unidad de microcromatografia de gases (por ejemplo, un microcromatografo de gases bidimensional), un microfotoespectrometro de ultravioleta visible (UV-Vis), un microespectrometro de infrarrojos (IR), un microespectrometro de fluorescencia de UV, un microespectrometro de infrarrojo medio (MIR), un microespectrometro de infrarrojo cercano (NIR), un espectrometro de fluorescencia de rayos X (XRF) portatil, 55 microespectrometro de masas, microespectrometro de movilidad ionica, un espectrometro de resonancia magnetica nuclear portatil, microdispositivos de conductividad/capacidad, microdispositivos reologicos y sensores de diapason. Un dispositivo externo al laboratorio adecuado tambien puede ser multifuncional, en tanto que un unico dispositivo es capaz de llevar a cabo una o mas de entre: espectroscopia de absorbancia de ultravioleta visible (UV-Vis), espectroscopia de absorbancia de infrarrojos (IR), espectroscopia de fluorescencia UV, espectroscopia de

absorbancia de infrarrojo medio (MIR), espectroscopia de absorbancia de infrarrojo cercano (NIR), espectroscopia de fluorescencia de rayos X (XRF), resonancia magnetica nuclear, microoscilacion, microdestilacion, microespectrometria de masas, microespectrometria de movilidad ionica y microcromatografia de gases (GC).

5 [0027] Existen espectrometros adecuados disponibles comercialmente que son conocidos por los expertos en

el campo del refinado de petroleo. Por ejemplo, Axsun Technologies Inc. (Massachusetts, EE. UU.) comercializa microespectrometros NIR, con el nombre de AXSUN NIR-APS Analyzer. Siemens (con el nombre de MicroSAM) y SLS (con el nombre de Micro-technology) comercializan microcromatografos de gases. Oxford Instruments (Reino Unido) comercializa espectrometros XRF. En la patente de EE. UU. n.° 5.827.952, se describen en general unidades 10 de microoscilacion adecuadas. En la patente de EE. UU. n.° 6.393.895, se describen en general sensores de diapason adecuados.

[0028] Aunque cualquiera de estas unidades o espectrometros es capaz de proporcionar datos que se pueden correlacionar con multiples propiedades, se ha descubierto que, a menudo, ciertos parametros se podrian

15 detectar mejor con una unidad o espectrometro que con otro. Por ejemplo, en una realizacion preferida, la propiedad que se va a detectar se selecciona entre el grupo formado por: densidad, gravedad especifica, indice de acidez total, punto de fluidez y viscosidad; y la etapa de irradiacion incluye la irradiacion de la muestra de carga de alimentacion que contiene hidrocarburos con al menos una de entre luz infrarroja cercana (NIR) y luz infrarroja media (MIR). De este modo, preferentemente, el dispositivo externo al laboratorio incluye mas de una de las unidades o 20 espectrometros mencionados anteriormente (por ejemplo, el dispositivo es multifuncional), de manera que se utilizan diferentes unidades o espectrometros para obtener datos acerca de diferentes propiedades.

[0029] Tal como se menciona anteriormente, ciertas tecnicas de medicion predicen ciertas propiedades con mayor precision que otras tecnicas de medicion. Los procedimientos de ensayo descritos en la presente memoria

25 pueden incluir la seleccion de una tecnica de medicion predictiva del perfil de ebullicion y otra tecnica de medicion predictiva de otra propiedad de la carga de alimentacion que contiene hidrocarburos, tal como: densidad, gravedad especifica, indice de acidez total, punto de fluidez, viscosidad, contenido de azufre, contenido de metal y contenido de nitrogeno. Tal como se emplea en la presente memoria, el termino “predictivo” pretende englobar generalmente tecnicas cuyas mediciones estan dentro de un margen aceptable de error en comparacion con los procedimientos 30 estandarizados (por ejemplo, ASTM) para medir la misma propiedad. Un margen de error aceptable puede ser el 15 por ciento, preferentemente el 10 por ciento y, mas preferentemente, el 5 por ciento o menos del valor medido mediante procedimientos estandarizados (por ejemplo, ASTM). De este modo, si una tecnica de medicion posee un margen de error que excede un 15 por ciento con respecto a un procedimiento estandarizado, dicha tecnica no se consideraria predictiva de la propiedad que se pretende medir. Por el contrario, si otra tecnica de medicion posee un 35 margen de error de un 15 por ciento o menos con respecto a un procedimiento estandarizado, dicha tecnica se consideraria predictiva de la propiedad que se pretende medir. Los criterios para seleccionar una tecnica de medicion incluyen, entre otros, una alta precision (tal como se explica anteriormente), la velocidad a la que se puede llevar a cabo la tecnica (se prefieren tecnicas rapidas), el coste relativo para llevar a cabo la tecnica (se prefieren tecnicas que no resulten costosas), la facilidad para llevar a cabo la tecnica (se prefieren tecnicas que no requieran 40 tecnicos cualificados), y la falta de sensibilidad de una tecnica a los cambios en las condiciones ambientales.

[0030] Preferentemente, cada dispositivo externo al laboratorio tiene un peso de aproximadamente cinco kilogramos o menos, y, mas preferentemente, de aproximadamente dos kilogramos o menos. Ademas, preferentemente, cada dispositivo externo al laboratorio requiere unicamente una cantidad de crudo de pequeno

45 volumen para llevar a cabo el procedimiento descrito. Por consiguiente, cada dispositivo externo al laboratorio, preferentemente, requiere aproximadamente 100 mililitros o menos de una muestra de crudo, mas preferentemente aproximadamente 10 mL o menos, y mas preferentemente 1 mL o menos de la muestra. Con tales requisitos de cantidad de pequeno volumen y el pequeno tamano y peso de cada dispositivo externo al laboratorio, los dispositivos pueden convertirse en portatiles y llevarlos al lugar en el que se encuentra el crudo que aun no se ha 50 evaluado, como por ejemplo, al pozo petrolifero o al buque del que se descarga la mercancia. Ventajosamente, debido al tamano relativamente pequeno de los componentes del dispositivo externo al laboratorio, los requisitos de energia tambien deberian ser relativamente bajos. De este modo, el dispositivo se puede poner en funcionamiento con una bateria adecuada como, por ejemplo, una bateria recargable, sin anadir peso al conjunto del dispositivo de manera que resulte perjudicial.

55

[0031] Normalmente, el dispositivo o dispositivos utilizados para llevar a cabo el presente procedimiento proporcionan un analisis en menos de dos horas y, preferentemente, proporcionan un analisis en menos de 30 minutos, por ejemplo en menos de 2 minutos.

[0032] Cuando el dispositivo o dispositivos portatiles se utilizan para llevar a cabo el procedimiento descrito en la presente memoria para el analisis de un producto de un proceso de una refineria, el producto puede ser un flujo intermedio en el proceso de refineria global, un betun, un producto del proceso de refineria global que se utiliza posteriormente como carga de alimentacion quimica, o un producto del proceso de refineria global que se utiliza

5 posteriormente como componente de mezcla para un combustible o lubricante.

[0033] Los dispositivos analiticos presentes en el aparato portatil se pueden microfabricar de manera adecuada, y pueden presentarse en forma de sensores. Los dispositivos microfabricados son dispositivos en los que la parte analitica o detector crucial del dispositivo se fabrica mediante tecnicas compatibles con la industria del

10 microchip y produce un espectro o una simple senal electrica como respuesta al contacto con una substancia de prueba. Se puede introducir una simple senal electrica en un conjunto de elementos electronicos asociado que o bien convierte la senal de entrada en un valor para la propiedad que se esta midiendo o bien continua procesando la senal mediante tecnicas quimiometricas. Un espectro se puede utilizar directamente o tratarlo matematicamente antes de someterlo a tecnicas quimiometricas para dar lugar a la propiedad o propiedades deseadas. En cualquier 15 caso, se puede introducir el valor o espectro en un modelo generado a partir de la relacion entre valores o espectros medidos y determinar la composicion o propiedades conocidas de dichas muestras mediante mediciones analiticas previas.

[0034] Cuando esta presente, el dispositivo de microdestilacion o microfraccionamiento puede ser cualquier 20 dispositivo adecuado que se utilice para destilar o fraccionar una muestra con el fin de obtener fracciones similares a

las logradas mediante una destilacion convencional. Por ejemplo, la microdestilacion o microfraccionamiento puede destilar o fraccionar un crudo u otra carga de alimentacion de refineria para dar fracciones similares a las que se logran mediante una destilacion de refineria convencional en una unidad de destilacion de crudos (CDU). El dispositivo de microdestilacion tambien puede ser un dispositivo micromodificado que comprende un microcalentador 25 para vaporizar la muestra (por ejemplo, petroleo crudo), un canal adecuado, por ejemplo un capilar, a traves del cual pasa la muestra vaporizada para lograr una separacion de vapor y liquido, una zona de condensacion adecuada (normalmente una zona refrigerada, tal como un microrrefrigerador) en la que se condensa la muestra vaporizada que ha pasado por el canal, y un microsensor para medir la condensacion de la muestra en la zona de condensacion. El microsensor puede ser un sensor optico. Preferentemente, el dispositivo de microdestilacion es un 30 dispositivo de separacion microfabricado, por ejemplo, sobre una oblea de silicio. El dispositivo de microdestilacion puede ser desechable. Si el dispositivo de microdestilacion proporciona una serie de fracciones similares a las logradas mediante una destilacion convencional, estas fracciones podran ser analizadas por otro u otros dispositivos de analisis.

35 [0035] Cuando esta presente, el dispositivo de microoscilacion es preferentemente un dispositivo o sensor

acustico-optico. Los dispositivos de microoscilacion se basan en la medicion de la frecuencia de oscilacion del dispositivo, que cambia con la masa de material colocada en el oscilador. De este modo, si el material se evapora o se condensa en el dispositivo, la frecuencia cambia. Ademas de la informacion sobre el TBP (perfil de ebullicion real), los dispositivos acustico-opticos pueden proporcionar informacion acerca de la viscosidad, propiedades de flujo 40 frio, contaminantes volatiles y formacion de depositos. En las patentes de EE. UU. n.° 5.661.233 y 5.827.952, se describen microosciladores adecuados.

[0036] Cuando esta presente, el micro-NIR se puede utilizar, por ejemplo, para proporcionar informacion sobre TBP y para generar una curva de destilacion simulada, asi como para proporcionar informacion sobre la

45 densidad y cantidades de sustancias saturadas y aromaticas en la muestra en su conjunto y/o en fracciones obtenidas mediante una etapa de separacion adecuada, tal como un dispositivo de microdestilacion. Tambien se pueden medir propiedades de azufre y/o flujo frio, tales como el punto de turbidez y el punto de congelacion, acidez (TAN), indice de octano experimental (RON), indice de octano de motor (MON), indice de cetano y punto de humo. Entre los analizadores micro-NIR adecuados, se incluye el Axsun NIR-APS Analyser producido por Axsun 50 Technologies Inc., Massachusetts (EE. UU.).

[0037] El dispositivo para medir la densidad puede ser un sensor oscilatorio, y el dispositivo para medir el TAN puede ser un sensor electroquimico.

55 [0038] Cuando esta presente, el micro-GC puede proporcionar una curva de destilacion simulada y puede

proporcionar una especiacion de hidrocarburos, tal como hidrocarburos C1-C9. Entre los dispositivos de micro-GC, se incluyen GC de proceso MicroSAM de Siemens o GC de SLS Microtechnology.

[0039] Cuando esta presente, la microespectrometria de movilidad ionica/movilidad diferencial se puede

utilizar para proporcionar informacion acerca de tipos moleculares especificos y, en particular, de las moleculas polares de la muestra, por ejemplo contaminantes tales como cloruros organicos o metanol, asi como sulfuros y compuestos nitrogenados. Ademas, la microespectrometria de movilidad ionica/movilidad diferencial combinada con un micropirolizador, puede ofrecer un analisis de nitrogeno y azufre mejorado. La microespectrometria de movilidad 5 ionica/movilidad diferencial se aplica mejor combinada con un microdispositivo de GC y/o prefraccionamiento/preconcentracion. Entre los microespectrometros de movilidad ionica/movilidad diferencial adecuados, se incluye el Sionex microDMx.

[0040] Para su utilizacion en el presente procedimiento, se pueden disponer varios dispositivos en un unico

10 aparato portatil. El aparato puede incluir al menos 3 dispositivos de analisis diferentes, lo que permite determinar varias propiedades de una muestra (o sus fracciones) mediante el aparato, y proporciona una cantidad considerable de datos para el analisis, tanto directamente como a traves de un modelo adecuado de base de datos, tal como se describe mas adelante.

15 [0041] Debido a su facilidad de transporte, el aparato utilizado para llevar a cabo el procedimiento se puede

llevar al lugar en el que se encuentra la muestra que se va a analizar, y se puede obtener un rapido analisis de la

muestra obtenida. Por ejemplo, para el analisis (ensayo) de crudos, el aparato se puede utilizar para obtener una rapida estimacion/evaluacion de crudos “in situ”, por ejemplo en un buque cisterna de crudo o un tanque de almacenamiento de crudo en tierra, o en un sitio de perforacion de prospeccion petrolera, lo que permite determinar 20 rapidamente el valor del crudo para un posible comprador. En un sitio de perforacion de prospeccion petrolera, el aparato se puede utilizar en la “boca del pozo” de la obra de perforacion, para proporcionar un rapido analisis de un crudo, por ejemplo, para proporcionar rapidamente informacion de retorno acerca de las propiedades de un crudo en un pozo de prueba, lo que permite evaluar dicho crudo.

25 [0042] Preferentemente, el aparato que se puede utilizar con el presente procedimiento de ensayo es al

menos compatible con comunicaciones inalambricas tales como una red inalambrica de malla y, mas

preferentemente, con medios para la comunicacion remota, tales como la comunicacion de datos via satelite, de manera que los resultados de los analisis se pueden comunicar inmediatamente al posible comprador, con lo que se vuelve a reducir el periodo de tiempo necesario para poner los datos a disposicion del posible comprador.

30

[0043] En especial cuando no hay microdispositivos adecuados disponibles, el aparato que se puede utilizar para llevar a cabo el presente procedimiento se puede utilizar combinado con otros analizadores portables, particularmente aquellos que proporcionan datos elementales, como la espectroscopia de fluorescencia de rayos X (XRF) portatil y la espectroscopia de descomposicion inducida por laser (LIBS) para mejorar la amplitud del ensayo.

35

[0044] La XRF, por ejemplo, puede proporcionar un analisis del contenido de azufre y metales de una muestra, por ejemplo de fracciones de petroleo crudo. Entre los analizadores XRF portables adecuados, se incluyen aquellos que comercializa OXFORD Instruments.

40 [0045] En general, el aparato utilizado para llevar a cabo el procedimiento de ensayo de la presente

invencion, opcionalmente en combinacion con otros analizadores cualesquiera generaran datos relativos a al menos dos y, preferentemente, relativos a al menos 10 propiedades clave de la muestra que se va a analizar.

[0046] Gracias al rapido analisis que se puede obtener mediante el procedimiento de ensayo de la presente 45 invencion, es posible obtener analisis mas a menudo y/o se pueden utilizar para la optimizacion de procesos. Por

ejemplo, el procedimiento se puede utilizar en una refineria y se pueden llevar a cabo analisis regulares de mezclas de cargas de alimentacion de refineria, tales como mezclas de crudos, producidas (a partir de dos o mas fuentes disponibles) en la refineria, para garantizar una configuracion optima de la refineria para la mezcla. Ademas, el procedimiento tambien se puede utilizar para comprobar la uniformidad y/o calidad de cargas de alimentacion a su 50 llegada a una refineria o puesto de mezcla y/o se puede utilizar para proporcionar una determinacion en linea (online) o a pie de linea (at-line) de la calidad de la carga de alimentacion y datos de propiedades para introducirlos en modelos de mezcla y optimizacion de procesos de refineria.

[0047] Cuando el procedimiento de la presente invencion se utiliza en la “boca del pozo” de un sitio de 55 perforacion, se pueden poner en funcionamiento varios aparatos en diferentes bocas de pozo que utilicen un

mecanismo de transporte comun, por ejemplo un oleoducto comun, para proporcionar el analisis del crudo desde cada pozo. El analisis de los crudos individuales y una planificacion apropiada pueden permitir obtener una composicion mas optimizada de la mezcla final de crudos de cada pozo. Ademas, debido a la repeticion del analisis de los crudos procedentes de diversas bocas de pozo, con el tiempo se pueden utilizar los cambios en los crudos

individuales para predecir el efecto sobre la mezcla de crudos producida, o influir en la mezcla para mantener una mezcla de crudo de calidad constante.

[0048] El procedimiento tambien puede comprender un analisis de la carga de alimentacion de refineria con 5 uno o mas analizadores portatiles, la comunicacion de los resultados de los analisis a un posible comprador, y/o una

combinacion de la informacion de analisis obtenida con un modelo de base de datos como el descrito anteriormente.

[0049] Como otra posibilidad, o como anadido, se pueden incorporar otras herramientas analiticas, como sensores especificos para una especie, sensores adaptados al pH, sensores acusticos, micromaquinas de

10 conductividad/capacidad o micromaquinas reologicas, al dispositivo externo al laboratorio utilizado en el procedimiento. Se pueden utilizar micromaquinas de conductividad/capacidad y sensores adaptados al pH para determinar la acidez de una muestra, por ejemplo. Tambien se pueden utilizar micromaquinas reologicas y sensores acusticos para determinar la viscosidad de una muestra, por ejemplo. Tambien se pueden utilizar sensores acusticos para determinar el punto de fluidez de una muestra, por ejemplo.

15

[0050] Preferentemente, el dispositivo externo al laboratorio incluye unos medios para comunicaciones remotas tales como la comunicacion de datos via satelite, o al menos es compatible con los mismos, de manera que los resultados de los analisis se pueden comunicar inmediatamente al operador, ingeniero o usuario del dispositivo externo al laboratorio.

20

[0051] Los procedimientos de ensayo descritos en la presente memoria se pueden llevar a cabo en diversos lugares, como, por ejemplo, en un pozo petrolifero, en una plataforma de extraccion de petroleo en la que se mezclan crudos procedentes de diferentes pozos, en oleoductos que transportan un crudo (o mezclas del mismo) de un lugar a otro, en el punto de carga/descarga de un buque/tanque petrolero, en un punto de entrada a una refineria

25 de petroleo, o en cualquier flujo intermedio de una refineria de petroleo.

EJEMPLO

[0052] Este ejemplo demuestra el procedimiento de la invencion. Se obtuvo el espectro NIR de una muestra 30 de crudo mediante un espectrometro Bomem FTNIR. Se tomaron espectros NIR en la primera region de armonicos

(6300-5700 numeros de onda), con una longitud de trayectoria de 1 mm y una temperatura de 40 °C.

[0053] Se utilizaron las primeras derivadas de los espectros para construir los modelos de calibracion y para las mediciones.

35

[0054] Se construyeron modelos de calibracion para datos de TBP y densidad utilizando aproximadamente de 40 a 60 muestras. Esas muestras de calibracion se escogieron de tal manera que presentaban diversas propiedades del crudo en los margenes deseables. Se midieron datos de referencia para la calibracion de los crudos, mediante los procedimientos ASTM y otros procedimientos apropiados tal como se recoge en la tabla 1. Se

40 construyeron modelos mediante el procedimiento de minimos cuadrados parciales (“PLS”). Los modelos se construyeron mediante una herramienta de escritorio de procesamiento y gestion de datos de espectroscopia GRAMS/A1 comercializada por Thermo Electron Corporation. La precision de los modelos se comprobo mediante un conjunto independiente de muestras de crudo.

45 [0055] Se midieron espectros NIR para las muestras utilizando los mismos parametros. Los espectros

obtenidos se introdujeron despues en los modelos de calibrado y se calcularon los datos de TBP y densidad. En la siguiente tabla 2, se exponen los resultados de la TBP y la densidad determinados por los modelos.

[0056] Ademas, se utilizo espectroscopia de fluorescencia de rayos X (procedimientos IP 437 y 477) para 50 determinar los contenidos de azufre, niquel y vanadio de la muestra de crudo. Estos datos tambien se exponen en la

tabla 2 que se muestra mas adelante.

[0057] De acuerdo con el procedimiento de la invencion, se correlacionaron los datos de TBP, densidad, azufre, niquel y vanadio mediante el programa informatico CrudeManager comercializado por Spiral Software Ltd.,

55 para generar un ensayo determinativo reconstruido. En la tabla 3 que se muestra mas adelante, se expone el ensayo reconstruido y se compara con ciertos valores de ensayo reales determinados mediante tecnicas analiticas de ensayo convencionales. Como se pone de manifiesto, el procedimiento de la invencion proporciona un ensayo determinativo relativamente preciso del crudo partiendo de una informacion de ensayo limitada.

[0058] CrudeManager es una herramienta para calcular (reconstruir) un conjunto definido de propiedades de

un crudo entero, propiedades de fracciones individuales de un crudo, o un ensayo de crudo completo, a partir de un conjunto de datos clave del crudo. Normalmente, este conjunto de datos incluye datos de TBP y otros datos. Estos otros datos pueden ser, entre otros, la densidad, el azufre, el niquel o el vanadio. Para la reconstruccion de datos de 5 crudo o del ensayo de crudo completo a partir de un numero limitado de datos, se han dado a conocer previamente a CrudeManager los datos procedentes de un gran conjunto de ensayos de crudos. Resulta conveniente que este conjunto de calibracion cubra los diversos crudos, que se reconstruiran.

10

Tabla 2

DATOS DE TBP A PARTIR DE NIR: % de rendimiento en peso

Petroleo crudo entero

IBP-95: 8,91

Nafta ligera (95 - 149 °C): 8,03

Queroseno (149 - 232 °C): 12,05

Gasoleo (232 - 342 °C): 19,28

Gasoleo pesado (342 - 369 °C): 4,67

Gasoleo de vacio/destilado parafinico (369 - 509 °C): 21,64

Gasoleo de vacio/destilado parafinico (509-550 °C): 5,73

Densidad a partir de NIR: g/cc

Densidad de crudo entero: 0,8652

Elementos de crudo entero mediante XRF

% en peso de azufre: 1,59

Ppm en peso de niquel: 18

Ppm en peso de vanadio: 55

Origen del petroleo crudo: Rusia

Tabla 3

: % en peso de rendimientos Densidad g/cc % en peso de azufre

Fracciones de crudo: Determinado Real Determinado Real Determinado Real

Crudo entero: 0,8652 0,867 1,58 1,59

Gas (< 15 °C): 1,9 1,5 0,5561 0,01

Gasolina (15-95): 7,0 6,4 0,6734 0,02

Nafta ligera (95 - 149 °C): 7,9 7,5 0,7434 0,03

Queroseno (149 - 232 °C): 12,2 13,0 0,7936 0,23

Gasoleo (232 - 342 °C): 19,2 19,3 0,8493 0,98

Gasoleo pesado (342 - 369 °C): 4,7 4,7 0,8831 1,67

Gasoleo de vacio/destilado parafinico (369 - 509 °C): 21,7 21,0 0,915 1,75

Gasoleo de vacio/destilado parafinico (509-550 °C): 5,6 5,4 0,9447 2,18

Residuo atmosferico (>369 °C): 47,1 47,9 0,9555 0,966 2,72 2,64

Residuo de vacio (>550 °C): 19,9 21,5 1,0075 1,023 3,92 3,17

: % en peso de residuo de carbono Ppm de ni'quel Ppm de vanadio

Fracciones de crudo: Determinado Real Determinado Real Determinado Real

Crudo entero

Gas (< 15 °C)

Gasolina (15-95)

Nafta ligera (95 - 149 °C)

Queroseno (149 - 232 °C)

Gasoleo (232 - 342 °C)

Gasoleo pesado (342 - 369 °C)

Gasoleo de vacio/destilado parafinico (369 - 509 °C)

Gasoleo de vacio/destilado parafinico (509-550 °C)

Residuo atmosferico (>369 °C): 8,4 8,7 38 40 117 115

Residuo de vacio (>550 °C): 19,7 19,2 90 89 277 257

[0059] La anterior descripcion se ofrece unicamente para mayor claridad de comprension y no deberian

desprenderse limitaciones innecesarias a partir de la misma, ya que las modificaciones que quedan dentro del alcance de la invencion, definida exclusivamente por las reivindicaciones adjuntas, pueden resultar evidentes para 5 los expertos en la materia.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento de analisis de una carga de alimentacion que contiene hidrocarburos, comprendiendo

el procedimiento:

(a) medicion de un perfil de ebullicion y al menos otra propiedad de la carga de alimentacion que contiene hidrocarburos con al menos dos tecnicas externas al laboratorio diferentes en las que cada tecnica externa al laboratorio se selecciona para que sea predictiva de cada propiedad respectiva, en la que la al menos una de las al menos dos tecnicas externas al laboratorio son predictivas del perfil de ebullicion y la al menos otra es predictiva de

10 al menos otra propiedad;

(b) transmision de las mediciones realizadas en la etapa (a) a un procesador capaz de reconstruir un ensayo determinativo de la carga de alimentacion que contiene hidrocarburos a partir de las mediciones; y,

15 (c) reconstruccion de un ensayo determinativo de la carga de alimentacion que contiene hidrocarburos a partir de las mediciones en el que la otra propiedad se selecciona entre el grupo formado por: densidad, gravedad especifica, indice de acidez total, punto de fluidez, viscosidad, contenido de azufre, contenido de metales, contenido de nitrogeno y combinaciones de las mismas.

20 2. El procedimiento de la reivindicacion 1, en el que la etapa (a) comprende la ejecucion de al menos dos

tecnicas externas al laboratorio, en el que las al menos dos tecnicas externas al laboratorio se seleccionan entre el grupo formado por: espectroscopia de absorbancia de ultravioleta visible (UV-Vis), espectroscopia de absorbancia de infrarrojos (IR), espectroscopia de fluorescencia UV, espectroscopia de absorbancia de infrarrojo medio (MIR), espectroscopia de absorbancia de infrarrojo cercano (NIR), espectroscopia de fluorescencia de rayos X (XRF), 25 resonancia magnetica nuclear, microoscilacion, microdestilacion, microespectrometria de masas, microespectrometria de movilidad ionica y microcromatografia de gases (GC).
3. El procedimiento de la reivindicacion 1, en el que la etapa (a) comprende ademas la correlacion de los datos obtenidos a partir de las al menos dos tecnicas externas al laboratorio con el perfil de ebullicion y la al menos

30 otra propiedad.
4. El procedimiento de la reivindicacion 1, en el que la etapa (a) comprende la medicion del perfil de ebullicion con al menos una de entre: espectroscopia de absorbancia de infrarrojo medio (MIR), espectroscopia de absorbancia de infrarrojo cercano (NIR), resonancia magnetica nuclear, microdestilacion y microcromatografia de

35 gases (GC).
5. El procedimiento de la reivindicacion 4, en el que la etapa (a) comprende ademas la correlacion, con el perfil de ebullicion de la muestra, de (I) espectros obtenidos a partir de la espectroscopia o bien de (II) datos obtenidos a partir de la microdestilacion o microcromatografia de gases (GC).

40
6. El procedimiento de la reivindicacion 1, en el que la al menos otra propiedad se selecciona entre el grupo formado por: densidad, gravedad especifica, indice de acidez total, punto de fluidez, viscosidad y combinaciones de las mismas; y la etapa (a) comprende la medicion de la otra propiedad llevando a cabo al menos una tecnica seleccionada entre el grupo formado por: espectroscopia de absorbancia de ultravioleta visible (UV-Vis),

45 espectroscopia de absorbancia de infrarrojos (IR), espectroscopia de fluorescencia UV, espectroscopia de absorbancia de infrarrojo medio (MIR), espectroscopia de absorbancia de infrarrojo cercano (NIR), espectroscopia de fluorescencia de rayos X (XRF), resonancia magnetica nuclear, microoscilacion, microdestilacion, microespectrometria de masas, microespectrometria de movilidad ionica y microcromatografia de gases (GC).

50 7. El procedimiento de la reivindicacion 6, en el que la etapa (a) comprende ademas la correlacion de

datos obtenidos a partir de las al menos dos diferentes tecnicas externas al laboratorio con la al menos otra propiedad.
8. El procedimiento de la reivindicacion 6, en el que la tecnica es al menos una de entre: espectroscopia 55 de absorbancia de infrarrojo medio (MIR), espectroscopia de absorbancia de infrarrojo cercano (NIR) y resonancia

magnetica nuclear.
9. El procedimiento de la reivindicacion 1, en el que la otra propiedad se selecciona entre el grupo formado por: contenido de azufre, contenido de metal y combinaciones de los mismos, y la etapa (a) comprende la

medicion de la propiedad con espectroscopia de fluorescencia de rayos X (XRF).
10. El procedimiento de la reivindicacion 9, en el que la etapa (a) comprende ademas la correlacion de datos obtenidos a partir de espectroscopia de fluorescencia de rayos X (XRF) con la al menos otra propiedad.

5
11. El procedimiento de la reivindicacion 9, en el que el metal se selecciona a partir del grupo formado por: niquel, vanadio, hierro y combinaciones de los mismos.
12. El procedimiento de la reivindicacion 1, en el que la al menos otra propiedad es el contenido de metal 10 y la etapa (a) comprende la medicion de la al menos otra propiedad con espectroscopia de absorbancia de

ultravioleta visible (UV-Vis).
13. El procedimiento de la reivindicacion 12, en el que la etapa (a) comprende ademas la correlacion de datos obtenidos a partir de espectroscopia de absorbancia de ultravioleta visible (UV-Vis) con el contenido de metal.

15
14. El procedimiento de la reivindicacion 12, en el que el metal se selecciona entre el grupo formado por: niquel, vanadio, hierro y combinaciones de los mismos.
15. El procedimiento de la reivindicacion 1, en el que el perfil de ebullicion es el perfil de ebullicion real.