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The processing and upgrading of high-boilingpoint petroleum fractions, containing a large number of components from different groups (paraffins, olefins, naphthenes, aromatics) require an in-depth evaluation. In order to characterize them, their thermodynamic and thermophysical properties must be determined. This work presents a computational approach based on the breakdown of the petroleum fraction into pseudocomponents defined by a trial-and-error exercise in which the mass- and molar-balance errors were minimized. Cases studies are illustrated to three heavy residues 400°C+ from “W, Y and Z” crude oil. This procedure requires the boiling point distillation curve and the density of the whole fraction as the input bulk properties. The methods proposed according to available correlations in the literature and standard industrial methods were mainly used to estimate properties that include the basic properties (normal boiling point, density and Watson factor characterization), the thermodynamic properties (molar mass and critical properties) and the thermophysical and transport properties (kinematic viscosity, thermal conductivity, specific heat capacity and vapor pressure).  The methodology developed has shown to be a useful tool for calculating a remarkably broad range of physicochemical properties of high-boiling-point petroleum fractions with good accuracy when the bulk properties are available, since computational approach gave an overall absolute deviation lower than 10% when compared with the experimental results obtained in the research laboratories LDPS/LOPCA/UNICAMP.Le traitement et la valorisation des fractions pétrolières lourdes nécessitent une étude très détaillée dans la mesure où le pétrole contient un très grand nombre de composants différents (paraffines, oléfines, naphtènes, arômes). Afin de caractériser les fractions, il est indispensable de déterminer les propriétés thermodynamiques et thermophysiques des différents éléments.  Ce travail présente une approche informatique qui peut être utilisée pour l’évaluation et l’estimation des propriétés des fractions pétrolières lourdes. La fraction pétrolière est divisée en un nombre arbitraire de pseudo-composants. Des cas d’étude ont été illustrés pour trois résidus lourds, issus d’un nombre égal de pétroles bruts “X, Y et Z”. La procédure nécessite en entrée le point d’ébullition, la courbe de distillation et la densité volumique de l’ensemble de la fraction lourde. Les méthodes existantes, issues des corrélations disponibles dans la littérature et des standards industriels, ont été principalement employées pour estimer les propriétés basiques (le point d’ébullition normal, la densité et facteur de caractérisation de Watson), les propriétés thermodynamiques (masse molaire et propriétés critiques) et les propriétés thermophysiques (viscosité cinématique, conductivité thermique, capacité calorifique et pression de vapeur saturante).  La méthode développée s’est montrée être un outil efficace pour calculer les propriétés des fractions pétrolières avec précision, quand les informations de départ sont disponibles. La prédiction des propriétés montre de bonnes correspondances avec les résultats obtenus auparavant dans les laboratoires de recherche LDPS/LOPCA de l’UNICAMP, avec un écart global absolu inférieur à 10 %

Overview and Computational Approach for Studying the Physicochemical Characterization of High-Boiling-Point Petroleum Fractions (350°C+)

Overview and Computational Approach for Studying the Physicochemical Characterization of High-Boiling-Point Petroleum Fractions (350°C⁺)