Diapositiva 1

1
CALIDAD DE ASFALTOS PETROPERÚ
Operaciones Conchán
Expositor J. M. Sánchez Q.
La Paz, 18 de Abril 2008
2
ESQUEMA DE PRODUCCION DEL ASFALTO
Crudo
Horno
CEMENTO ASFALTICO
Horno
3
PETROPERU y la Producción de Asfaltos
4
PROCESO DE CONTROL DE CALIDAD DEL ASFALTO
AJUSTE OPERATIVO
FONDOS DE VACÍO
MUESTRA DEL TANQUE
CERTIFICACION DEL TANQUE PARA VENTA (12 HORAS)
5
CALIDAD TÍPICA DEL C.A. 85/100 Pen
6
ESPECIFICACIONES USADAS

• PETROPERÚ certifica sus Asfaltos de acuerdo a la
  Norma ASTM D 946-82 (2005). Esta Norma no
  contempla la Prueba de la Mancha.
• La Administradora Boliviana de Carreteras (ABC),
  establece la calidad de los asfaltos de acuerdo a
  la Norma de la AASHTO-M20, la cual considera el
  Ensayo de la Mancha como opcional.

7
ENSAYOS DE CONTROL DE CALIDAD
PARAFINAS
ADHERENCIA
PRUEBA DE LA MANCHA
SOLUBILIDAD
PENETRACION
VISCOSIDAD
PTO .INFLAMACION
PELICULA FINA
PTO.ABLANDAMIENTO
DUCTILIDAD
8
Métodos de Ensayo Utilizados
9
ENSAYOS DE LABORATORIO
1- PENETRACION (ASTM D-5)

• Mide la consistencia del asfalto, expresado como
  la distancia en décimas de milímetro que una
  aguja penetra verticalmente bajo condiciones de
  carga (100g), tiempo (5s), y temperatura (25ºC).
• Equipo Penetrómetro, capaz de indicar la
  profundidad de la penetración de 0.1mm aprox.
• Norma AASHTO T-49.

2- PUNTO DE ABLANDAMIENTO (ASTM D-36)

• Es la temperatura a la cual el asfalto se torna
  blando y pierde sus cualidades visco-elásticas.
• Parámetro para calcular el índice de
  Susceptiblidad Térmica.
• Norma AASHTO T-53.

10
3- DUCTILIDAD (ASTM D-113)
Es la medida en centímetros de la longitud
final que alcanza el asfalto por estiramiento
hasta su ruptura, bajo condiciones de
velocidad (5cm/min) y Temperatura (25ºC).
Norma AASHTO T-51.
4- VISCOSIDAD CINEMÁTICA (ASTM D-2170)

• Determina la Resistencia al desplazamiento del
  asfalto a las
• temperaturas de 100 y 135 ºC, que permite al
  usuario llevar
• los datos a una carta Viscosidad-Temperatura,
  la cual se
• entrega con los certificados de ensayo.
• Indica la Consistencia del Asfalto
• Equipo Viscosímetros Cinemáticos.
• Norma AASHTO T-201

11
5- PUNTO DE INFLAMACION (ASTM D-92)
6- SOLUBILIDAD (ASTM D-2042)
Es la Temperatura a la cual los vapores del
Asfalto se inflaman al entrar en contacto
con una llama de prueba, bajo condiciones
controladas del ensayo. Norma AASHTO T-48.
Determina el contenido de Bitúmen (Ligante) en
el Asfalto. Solubilidad en Tricloroetileno. Norm
a AASHTO T-44.
7- ENVEJECIMIENTO DE LA PELICULA FINA
(ASTM D-1754)
Una película de asfalto de 3 mm. de espesor
(50g de muestra) es sometido a la acción
oxidante del aire, a una temperatura de 163ºC
durante 5 horas. Luego se verifican los cambios
de las propiedades de penetración, ductilidad y
la pérdida de masa del asfalto. Simula el
proceso de envejecimiento del asfalto en la etapa
de preparación de la mezcla agregado-asfalto. N
orma AASHTO T-179.
12
8- SUSCEPTIBLIDAD TÉRMICA DEL ASFALTO
8.1- INDICE DE PENETRACIÓN (PFEIFFER-V.D.)
Expresa la susceptibilidad del asfalto ante una
variación de la temperatura. Implica realizar
penetraciones a diferentes temperaturas y
calcular la pendiente de la curva. Rango de
-1 a 1. Valores altos negativos, indica grandes
cambios de la consistencia del asfalto con la
temperatura. Valor típico del C.A. 85/100 Pen.
0.6
8.2- INDICE SUSCEPTIBLIDAD TÉRMICA (FRANCES RBL
1-64)

• Se calcula con los datos de temperatura y el
  punto de penetración,
• que permite estimar el comportamiento del
  asfalto con el tiempo.
• Rango de -1 a 1.
• Si el rango está entre -0.5 a cero, es el óptimo
  para el asfalto.
• Cuanto más alto es el Punto de Ablandamiento este
  índice es mas cercano al óptimo.
• Valor típico del C.A. 85/100 Pen. -0.4.

13
CONTENIDO DE PARAFINAS(UOP 46-85)

• Alto contenido de parafinas incrementa su punto
  de ablandamiento, disminuye la ductibilidad y la
  viscosidad del asfalto.
• Resultados obtenidos

14
PRUEBA DE LA MANCHA (AASHTO T-102-831999)
PRUEBA DE LA MANCHA (AASHTO T-102-831999)

• Fue desarrollada por G. Oliensis en 1933, para
  distinguir los asfaltos que han sufrido craqueo
  de aquellos que han sido adecuadamente refinados.
• No es un ensayo infalible, debe usarse con mucha
  discreción. Algunas veces la Prueba de la Mancha
  arroja resultados positivos en asfalto que han
  sido cuidadosamente refinados.
• Un sobrebalance de los Asfaltenos respecto a
  las Resinas, en el asfalto dan un resultado
  positivo en la Prueba de la Mancha.
• El resultado de la Prueba de la Mancha, depende
  también del tipo de solvente usado, es decir, del
  poder de solvencia (Punto de Anilina).

15
PRUEBA DE LA MANCHA (AASHTO T-102-831999)

• Se ha evaluado al CA 85/100 Pen obtenido de un
  crudo que contiene 10m de asfaltenos y a pesar
  haber sido cuidadosamente refinado, el resultado
  de la Prueba de la Mancha usando solvente
  n-Heptano / Xileno (25V) fue Positivo. Pero si
  usamos un solvente más activo como el Nafta
  estándar/Xileno (25V) el resultado fue
  Negativo por que la floculación de
  asfaltenos es menor debido a la mayor
  solubilidad de éstos.
• PETROPERÚ ha hecho esfuerzos de evaluar
  diferentes cargas a las Unidades UDP / UDV hasta
  que se logró obtener el CA 85/100 Pen que pasa la
  Prueba de la Mancha usando el solvente
  n-Heptano/Xileno (25V).
• Esta carga especial debe contener entre 7 a 8m
  de asfaltenos, para obtener un asfalto con 11m
  asfaltenos.

16
Cual es el Objetivo de la Prueba de Oliensis ?
Tubo del Horno de Calentamiento
Crudo reducido (Base Asfáltica)
CAP Ajustado PEN, Viscosidad
Coque
CALOR
- CH3 CH2 CH2 -
- CH3- CH2 -, Carbono
Craqueo
Determinar la presencia de carbon, productos
craqueados y sobre calentados en el asfalto
17
ENSAYO DE LA MANCHA Y FLOCULACION DE ASFALTENOS
18
Proceso de floculación de los asfaltenos como
consecuencia de adición de un alcano de bajo peso
molecular (n-Heptano) y posterior precipitación.
Asfaltenos solvatados y/o petizados en estado de
equilibrio
19
RESULTADOS DEL ENSAYO DE LA MANCHA EN CA 85/100
Pen N-HEPTANO / XILENO (25V)
Asfaltenos en el Asfalto, m
Prueba de la Mancha
22.5
Positivo
18.5
Positivo
Positivo
13.0
Negativo
11.0
La alta concentración del alcano (n-C7) favorece
la floculación de los asfaltenos y por ende su
precipitación registrando resultados positivos en
el ensayo de la mancha cuando la concentración
de asfaltenos es mayor al 11 en masa.
20
RESULTADOS DEL ENSAYO DE LA MANCHA EN CA 85/100
Pen NAFTA ESTANDAR / XILENO (25V)
Asfaltenos en el Asfalto, m
Prueba de la Mancha
22.5
Negativo
Negativo
18.5
Negativo
13.0
Negativo
11.0
Los componentes parafínicos de mayor número de
átomos de carbono en la Nafta estándar (C9 a C14)
favorecen la solubilidad de los asfaltenos, por
SOLVENTE NAFTA ESTANDAR-XILENO (Solvente más
activo).
21
RESULTADOS DEL ENSAYO DE LA MANCHA EN CA 85/100
Pen N-HEPTANO/XILENO (25V) TANQUE 36
(27/03/08)
n-Heptano, v
Vol. Solvente, ml
XILENO, V
90
10.2
10
85
15
10.2
80
20
10.2
10.2
75
25
El incremento del V de Xileno en el solvente,
mejora la capacidad de solvencia de los
asfaltenos en la muestra evitando su floculación
y mejorando su dispersión.
22
PRUEBA DE LA MANCHA TANQUE 36 20 Xyleno
23
PRUEBA DE LA MANCHA TANQUE 3625 Xyleno
24
ESPECIFICACIONES DE LOS SOLVENTES USADOS EN LA
PRUEBA DE LA MANCHA

• Xileno
• Pureza 99.99
• Rango de Ebullición 137 a 140ºC
• N-Heptano
• Nº Octano Motor 0.0 a 0.2
• Densidad 0.68375 0.00015
• Indice Refracción a 20ºC 1.387756 0.00015
• Punto de Congelamiento -90.72ºC Mínimo.
• Destilación D-86 50 Vol. Rec. 98.43ºC

25
CONCLUSIONES

• Operaciones Conchán - PETROPERÚ, procesando
  una carga
• especial de alimentación a las Unidades
  UDP/UDV, ha logrado
• producir el asfalto CA 85/100 Pen, con
  resultado negativo en
• la Prueba de la Mancha usando solvente
  n-Heptano/Xileno
• (25V), cumpliendo de esta manera con las
  exigencias de la
• Administradora Boliviana de Carreteras (ABC).
• Operaciones Conchán produce 30 MB/mes (4500
  TM/mes) de
• Asfalto CA 85/100 Pen, en una corrida de 8
  días quedando un
• margen de 22 días para programar una
  producción adicional de
• asfaltos si la demanda lo exige.
• El contenido de Parafinas del Asfalto PETROPERÚ
  CA 85/100
• Pen está en el rango de 2.7 a 3.0 m (Lab.
  Conchán) y 2.5m
• (Lab. PRI Asphalt Technologies USA)

26
GRACIAS

• Email jsanchezq_at_petroperu.com.pe