Resumen de Curvas de Destilación de Hidrocarburos

## Introducción La destilación de hidrocarburos es una técnica central en el procesamiento de crudos y en la separación de fracciones de petróleo mediante diferencias en los puntos de ebullición. En este material revisaremos los tipos de curvas de destilación, métodos de conversión entre curvas experimentales y de referencia, destilación a distintas presiones y procedimientos prácticos usados en la ingeniería de refinación. > Definición: La curva de destilación es la relación entre la fracción destilada (en % volumen o masa) y la temperatura a la cual se obtiene esa fracción durante un ensayo de destilación. ## Tipos de curvas de destilación Desglosamos las curvas más usadas en la industria y laboratorio: ### Curva diferencial (ASTM D86) - Ensayo rutinario de laboratorio para productos líquidos a presión atmosférica. - Se recoge destilado a razón controlada (p. ej. $4$–$5\ \mathrm{cm^3/min}$) y se registran temperaturas al $0\%$, cada $10\%$ y $100\%$. - Útil para control de calidad; para fracciones que se calientan en exceso pueden descomponerse. > Definición: La prueba ASTM D86 es una destilación diferencial donde los vapores se retiran inmediatamente, con mínima rectificación. ### Curva con rectificación (TBP, True Boiling Point, ASTM D2892) - Realizada en columna de fraccionamiento con reflujo, emulando la separación real en la unidad de planta. - Proporciona rendimientos reales por intervalo de ebullición y es base para diseño de procesos. > Definición: Curva TBP (ASTM D2892) es la distribución verdadera de ebullición obtenida por destilación fraccionada con reflujo controlado. ### Destilación a vacío (ASTM D1160) - Para productos pesados que no pueden destilarse a temperatura atmosférica sin craqueo. - Se realiza entre $50$ y $1\ \mathrm{mm\ Hg}$ o en condiciones de vacío que permitan elevar la temperatura máxima de operación hasta $535\ ^\circ\mathrm{C}$ en algunos métodos. ### Vaporización Flash en Equilibrio (VFE) - Ensayo donde vapores y líquidos se mantienen en equilibrio; la curva VFE indica la temperatura a la que se vaporizará un volumen requerido en equilibrio con su residuo a presión dada. - Se usa para definir condiciones de operación y se construye normalmente a presión atmosférica. > Definición: Curva VFE da la temperatura de vaporación en equilibrio entre vapor y residuo líquido para un % destilado a una presión dada. ## Ensayos y normas principales (resumen) | Método | Uso principal | Presión típica | |---|---:|---:| | ASTM D86 | Destilación diferencial de combustibles ligeros | 760 mm Hg (atm) | | ASTM D2892 | TBP, destilación con rectificación para crudos y fracciones | 760 mm Hg (columna de 14–18 platos teóricos) | | ASTM D1160 | Destilación a presión reducida para productos pesados | 1–50 mm Hg | | ASTM D5307 / D2887 | Cromatografía para distribución de ebullición (simulada) | - | ## Conversión y correlación entre curvas En la práctica se requiere transformar una curva experimental ASTM D86 o D2887 a una curva TBP o a condiciones de vacío. Existen métodos empíricos y gráficos: Edmister-Okamoto, Nelson, Edmister (presiones menores) y procedimientos basados en tablas y gráficas empíricas. ### Fórmulas de conversión (ejemplos) - Conversión entre $\mathrm{D2887}$ y $\mathrm{D86}$ (Ec.1): $$T_{ASTM} = aT + bT^{c}$$ donde $T_{ASTM}$ y $T$ son temperaturas en Kelvin y $a,b,c$ son coeficientes dependientes del % destilado (ver tabla de coeficientes). - Conversión entre $\mathrm{D86}$ y $\mathrm{D2892}$ (Ec.2): $$T_{TBP} = a\,T_{ASTM}^{b}$$ con coeficientes $a,b$ por % volumen (ver tabla correspondiente). - Corrección de TBP a distintas presiones (Ec.4): $$T_{TBP,760} = 748.1\,x\,T + T\left(0.3861\,x - 0.00051606\right)$$ $$x = 5.994296 - 0.972546\log P + \dfrac{2663.129 - 95.76\log P}{T}$$ donde $P$ es la presión de destilación en mm Hg y $T$ en Kelvin. > Nota: Las expresiones y coeficientes concretos se obtienen de tablas experimentales (p. ej. Tablas 1–3) y gráficas empíricas; siempre ve