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Gases Reales Febrero 2011. Mezcla de Gases (gas natural) Es una mezcla de hidrocarburos formado por los miembros mas volátiles de la cadena parafínica,

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1 Gases Reales Febrero 2011

2 Mezcla de Gases (gas natural) Es una mezcla de hidrocarburos formado por los miembros mas volátiles de la cadena parafínica, que procede de formaciones geológicas. Puede presentar compuestos no hidrocarburos tales como N 2, H 2 S, CO 2 y H 2 O entre otros. Gas Natural

3 Gas - Estado de la materia - No tiene volumen y forma definida - Baja densidad y viscosidad Idealmente: P.V = n.R.T Se cumple a bajas presiones < a 150 lpca aprox. Características:

4 Componentes: - Contiene hidrocarburos parafínicos en mayor cantidad: CH 4 Metano (predominante) C 2 H 6 Etano C 3 H 8 Propano C 4 H 10 Butano C 5 H 12 Pentano C 6 H 14 Hexano C 7 H 16 heptano Hidrocarburos - Contiene hidrocarburos olefínicos, naftenicos, aromáticos en trazas. Isómeros n C 4 H 10 n C 5 H 12, i C 4 H 10, i C 5 H 12

5 Sistema de un compuesto puro Diagrama P - T Presión Temperatura Vapor Punto triple Líquido Sólido Punto crítico Gas P T Tc Pc Líq. Vapor Curva Presión de vapor Pv Curva de punto de ebullición Tb Si P < Pv el sistema es vapor Si P > Pv el sistema es liquido Si P = Pv el líquido y el vapor coexisten en Temperatura definida

6 Normalización de la composición del gas yi yi yi yi yiyiyiyi CompYiYi norm metano 0,750, etano 0,180, propano 0,050, i-butano 0,030, n-butano 0,020, ,031 y norm= y norm= Al tener una mezcla de gases, lo primero que se debe hacer es verificar que la sumatoria sea igual a 100 %( en porcentaje molar) o 1 (en fracción molar)

7 Gravedad específica Peso molecular Presión seudocrítica Temperatura seudocrítica Volumen estándar Composición del Gas Natural (Distribución de los componentes) Factor acéntrico Propiedades básicas de la mezcla de compuestos Tensión superficial Densidad Viscosidad Conductividad térmica Capacidad calorífica Volumen especifico

8 Datos de las propiedades de compuestos puros Fig 23-2 Physical Constants. GPSA. Electronic Data Book. 11 va edición Capítulo 23. Las tablas de las propiedades se encuentran disponibles en la mayoría de los textos relacionados con gas natural

9 Las propiedades de una mezcla de compuestos depende Algunas propiedades de mezcla se basan en la Ley de Dalton: Ley de soluciones ideales La suma de la fracción molar de cada compuesto presente en la mezcla multiplicado por la propiedad física de cada compuesto puro a las condiciones del sistema se obtendrá el valor de la propiedad física de la mezcla a las condiciones del sistema Sistema multicomponente Presión Temperatura Composición P rop. de la mezcla = y i * P rop comp puro

10 Propiedades de compuestos puros Peso molecular del gas Peso Molecular (PM) obtenido de la tabla (molecular mass)

11 Gravedad específica g.e gas = 19,28/28,96 = 0,665

12 Fracción Masica Yi*Pmi = mi (cada componente) Luego cada mi/PM.

13 Propiedades seudocriticas con la regla de Kay Temperatura Pseudocritica Presión Pseudocritica Pci y Tci son tomadas de la tabla (debe llevarse la temp a R (°F +460)

14 Capacidad calorífica Neta (VCN) y Capacidad calorífica Bruto (VCB) yi*VCBiyi*VCNi VCBi y VCNi son tomados de la tabla

15 Factor de Compresibilidad Es un factor que mide la desviación del comportamiento ideal P.V = n.R.T.z z es función de (P, T, Comp. Gas) Gas ideal z = 1 z > 1 z < 1 Gas Real

16 Los gases presentan el mismo comportamiento (factor z), cuando su T y P se expresa en función de sus valores críticos. Punto Crítico Teoría de los Estados Correspondientes Vapor sobrecalentado Liquido subenfriado Mezcla Presión seudoreducida Temperatura seudoreducida Los valores críticos son utilizados como referencia

17 Factor de corrección por la presencia gases ácidos (Fsk o ε) por Wichert y Aziz. Temperatura critica ajustada Presión critica ajustada Si el gas contiene H2S o CO2 se debe calcular el factor de corrección Fsk,usando la ecuación siguiente Y luego corregir Tsc y Psc calculadas anteriormente

18 Tsr z Psr Calculo de Z Factor de compresibilidad Método de Standing Katz Se calcula de Presión y Temperatura pseudoreducida con Py T del sistema respectivamente y luego se entra en la grafica para leer Z.

19 Problema a resolver La siguiente mezcla de gases, cuya composición en porcentaje aparece en la tabla, se encuentra a una P = 2100 Psia y T = 500 °R. Aplicar lo siguiente: 1.Normalizar 2.Calcular 2.1 Peso molecular 2.2 Gravedad especifica 2.3 Fracción Masica 2.4 Presión Pseudocritica 2.5 Temperatura Pseudocritica 2.6 Valor calorífico neto 2.7 Valor calorífico neto y bruto 2.8 Presión y temperatura Pseudocritica corregida por acidez 2.9 Presion y temperatura pseudoreducida 2.10 Factor de compresibilidad (standing Katz)


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