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PROPIEDADES FISICAS DEL GAS NATURAL

PROPIEDADES FISICAS DEL GAS NATURALIng. Ana Claudia SaavedraEl clculo de las propiedades fsicas del gas natural y sus condensados representa la base para la elaboracin de los proyectos tcnicos.

Estas propiedades se pueden calcular a un nivel riguroso por medios computarizados o por medio de frmulas, correlaciones, graficas o cartas con un nivel de aproximacin aceptable.

Propiedades Fsicas del Gas NaturalPara los clculos de propiedades fsicas se requiere informacin del gas a tratar.

Existen dos maneras de efectuar los clculos:

Clculos composicionalesClculos no composicionales

Propiedades Fsicas del Gas NaturalClculos composicionales

Se requiere la composicin del gas, el anlisis cromatogrfico, (verificado y normalizado).

La condicin de normalizacin comprende los siguientes supuestos:

La sumatoria de las fracciones molares de los componentes es igual a la unidad.

Se tienen que declarar todos los componentes del gas, incluyendo el H2S y H2O que usualmente se miden por otro tipo de anlisis o clculos.

Propiedades Fsicas del Gas NaturalEl H2S y sus similares sulfurados se miden usualmente en ppm, y se deben transformar a fraccin molar y normalizar en la composicin.

El agua a veces no se declara en los anlisis en base seca, se debe calcular el contenido de agua y de la misma forma, incorporarlo al anlisis.

Propiedades Fsicas del Gas NaturalEjemplo: Si tenemos un gas de la siguiente composicin (hipottica) en fracciones molares:

C1 = 0.8 C2 = 0.1 C3 = 0.1

y un contenido de agua deH2O = 0.0014. Realizar la normalizacin.

Propiedades Fsicas del Gas NaturalSolucin: Tenemos que agregar el agua a la composicin respetando las proporciones de C1,C2 y C3 entre s.

El factor =1 - 0.0014 =0.9986Multiplicamos cada fraccin molar por el factor:C1=0.8*0.9986= 0.7988C2=0.1*0.9986=0.0999C3=0.1*0.9986=0.0999

De tal forma que la composicin normalizada sera:C1=0.7988C2=0.0999C3=0.0999H2O=0.0014La sumatoria de las fracciones molares es igual a 1Propiedades Fsicas del Gas NaturalClculos no composicionalesNo requieren necesariamente la composicin detallada, basta con valores de la gravedad especfica, densidad o grados API para estimar las caractersticas del gas.

Propiedades Fsicas del Gas NaturalPropiedades Fsicas del Gas NaturalTABLA 2-1 Constates Fsicas de Compuestos Puros

Las tablas de constantes fsicas muestran las principales propiedades fsicas de los compuestos puros y de otras sustancias qumicas para los anlisis composicionales relacionadas con el rubro. CLCULO DE LA COMPRESIBILIDAD DE GASES

Cuando trabajamos con gases a presiones bajas, las correlaciones de gases ideales tienen una exactitud satisfactoria. Si las presiones son elevadas las correlaciones ideales puede generar errores.

El factor de compresibilidad es la correccin necesaria en las condiciones de proceso para poder describir con exactitud el comportamiento del gas.

Propiedades Fsicas del Gas NaturalHay otras correlaciones que presentan exactitud conveniente para los clculos de ingeniera, una de ellas es la ecuacin de estado de los gases, que se expresa de la forma siguiente:

PV = ZmRT / MW = ZnRT

MW = Peso Molecular del gas, Lb/LbmolP = Presin del gas, Lpca PsiaT = Temperatura del gas, oRZ = Factor de compresibilidadR= Constante universal de los gases, 10.73 Lpca .ft3 / oR Lb-molm = Masa del gas, Lb

Propiedades Fsicas del Gas NaturalEl factor Z es un parmetro adimensional e intensivo, pero dependiente la composicin, temperatura y presin del gas.

La densidad del gas puede ser calculada por medio de la ecuacin modificada de la ecuacin de estado de los gases:

Donde:MW = Peso Molecular del gasP = Presin del gas, Lpca PsiaT = Temperatura del gas, oRZ = Factor de compresibilidad10.73 = es la constante universal de los gases, 10.73 Lpca .ft3 / oR Lbmol = Densidad del gas, Lb/ft3

Propiedades Fsicas del Gas Natural

Para mezclas de gases

La ecuacin de estado de los gases se puede aplicar con el clculo de un peso molecular aparente segn la regla de Kay:

MW = MWi*yi

Una vez realizado el clculo del peso molecular del gas, se hace el clculo de la Gravedad Especfica (G), mediante la siguiente ecuacin:

g = MWm/ MWaire

Donde:MWaire = 28,9625 lbs/lbs-mol

Propiedades Fsicas del Gas NaturalDe la misma forma se pueden calcular las propiedades seudocrticas y seudoreducidas de la presin y temperatura:

Temperatura seudocrtica: Tsc = (yi * Tci)Presin seudocrtica: Psc = (yi * Pci)Temperatura seudoreducida: Tsr = T / (yi * Tci) = T / TscPresin seudoreducida: Psr = P / (yi * Pci) = P / Psc

Donde:yi = Fraccin molar de cada componente P = Presin del gas (operacin) , Lpca PsiaT = Temperatura del gas (operacin) , oRPci = Presin crtica de cada componente, Lpca PsiaTci = Temperatura crtica de cada componente, oR

Propiedades Fsicas del Gas NaturalEjemplo No. 1

Determinar las propiedades Seudocrticas, Seudoreducidas y el Peso Molecular del gas con la composicin de la tabla siguiente.Datos: P = 500 psiaT = 150 F = 610 R

Propiedades Fsicas del Gas NaturalPropiedades Fsicas del Gas NaturalComponente CH4C2H6C3H8iC4H10nC4H10iC5H12nC5H12nC6H14Fraccin Molar,yi0,83190,08480,04370,00760,01680,00570,00320,0063y = 1Temperatura Crtica de cadacomponenteTci , R343,34550,07665,92734,41765,51828,96845,7911,8Temperatura Seudocrtica,Tsc, R(yi * Tci)285,6246,6429,105,5812,864,722,715,74 Tsc = 392,97PresinCrtica de cadacomponentePci, Psia667,0707,8615,0527,9548,8490,4488,1439,5PresinSeudocrtica,Psc, R(yi * Pci)554,8860,0226,884,019,222,801,562,77 Psc = 662,15Peso Molecularde cada componente, MW16,04330,07044,09758,12358,12372,15072,15086,177Peso Molecularde la mezcla,(yi * MW)13,3462,5501,9270,4420,9760,4110,2310,543MWm = 20,426Solucin:Tsc = 392,97 RPsc = 662,15 psiaTsr = = Psr = =

MWm= 20,426 lbs/lbs-mol= MWm/ MWaire = 20,426/28,9625 = 0,7052

Propiedades Fsicas del Gas NaturalEjemplo No. 2Determinar las propiedades Seudocrticas, Seudoreducidas y el Peso Molecular para un Gas Boliviano, del campo Carrasco, con la composicin de la tabla siguiente.

Propiedades Fsicas del Gas NaturalComponente Fraccin Molar,yiN20,003100CO20,057900H2S0,000004CH40,861097C2H60,072300C3H80,005100iC4H100,000200nC4H100,000100iC5H120,000100nC5H120,000100y = 1Datos: Contenido de H2S = 4 ppm (Se asume en especificaciones). P = 400 psiaT = 200 F = 660 RResultado:

Tsc = 371, 6238 R

Psc = 692,377379 psia

Tsr = 1,776

Psr = 0,5777

MW = 18,877696 lb/lb-mol

g = 0,651793El factor Z o Factor de desvo se puede calcular por el mtodo de Standing (Figura 2-3 GPSA).

Para determinar el valor de Z, se debe ingresar a la grfica, usando los valores de Tsc y Psc.

Los valores cercanos a la unidad se alcanzan a presiones moderadas y temperaturas cercanas a las condiciones normales, en las regiones lejanas a las condiciones ideales los valores de Z varan acentuadamente para compensar las variaciones con el comportamiento ideal.


Ejemplo No. 3Hallar el valor del factor de desvo Z, para el gas de Carrasco usado en el Ejemplo 2.

TSR = 1,777PSR = 0,578

Propiedades Fsicas del Gas NaturalZ = 0,968Tambin se puede realizar un clculo rpido por medio de las Fig 2-4, 2-5 y 2-6, donde no se requieren determinar las temperaturas y presiones reducidas.

Estas grficas arrojan resultados directos asumiendo un peso especifico, temperaturas y presiones seudoreducidas tipo, cabe decir que tan slo son valores aproximados, ya que se manejan datos que son asumidos para los clculos respectivos.

Propiedades Fsicas del Gas NaturalEjemplo No. 4Hallar el valor del factor de desvo Z, mediante las figuras 2-4 a la 2-6, asumiendo valores para el de Carrasco usado en el Ejemplo 2.

Datos:MWm = 18,881 lbs/lbs-molP = 400 psiaT = 200 F = 660 R

Propiedades Fsicas del Gas NaturalResultado: (Usando Figura 2-5) Z = 0,967

Por efecto del contenido de gases cidos el factor Z puede sufrir variaciones.

Para estimar el comportamiento se realiza una correccin con gases cidos de hasta el 85%. Este factor llamado Factor de Ajuste de Temperatura Crtica, es una funcin de las concentraciones de CO2 y H2S en el gas cido.

La correccin se aplica mediante la siguiente correlacin: A la temperatura seudocrtica: Tsc = Tsc -

A la presin mediante la expresin:

Siendo B, la fraccin molar de H2S.


Los valores de CO2 y H2S deben estar en porcentaje molar. Propiedades Fsicas del Gas Natural

FIG. 2-7Ejemplo No. 5Para el siguiente gas cido, calcular el factor de desvo Z, tomando en cuenta la correccin por contenido de gases cidos, usando el mtodo de ajuste de temperatura crtica.

Datos:P = 1000 psiaT = 100 F = 560 R

Propiedades Fsicas del Gas NaturalPropiedades Fsicas del Gas NaturalComponente Fraccin Molar,yiCO20,10H2S0,20N20,05CH40,60C2H60,05y = 1Temperatura Crtica de cadacomponenteTci , R547,73672,4227,51343,34550.07PresinCrtica de cadacomponentePci , psia1069,51300492,8667,0707,8Temperatura Seudocrtica,Tsc, R(yi * Tci)54,773134,4811,375206,00427,503 Tsc = 434,1355PresinSeudocrtica,Psc, R(yi * Pci)106,95260,0024,64400,2035,39 Psc = 827,18Peso Molecularde cada componente, MW44,01034,08228,01316,04330,070Peso Molecularde la mezcla,(yi * MW)4,4016,8161,4019,6261,504MWm = 23,747Ejemplo No. 5Solucin:Mediante la Fig. 2-7, se puede calcular el factor , ingresando con el porcentaje de H2S que tiene un valor de 20% y el porcentaje de CO2 que es 10%.

Propiedades Fsicas del Gas NaturalPosteriormente se realiza las correcciones de Tsc y Psc.

Tsc = Tc - Tsc = 434,1355 - 29,8 = 404,3355 R = 29,8

Psc = 762,031377 psiaTsr = T/Tsc = = Psr = =


Segn Figura 2-3, se tiene:Z = 0,831

Para gases y lquidos de hidrocarburos, se estiman las propiedades seudocrticas partiendo por definir si el clculo se desea para un condensado o para gases.

Para el uso de la figura, primero se deben establecer si el gas que se esta manejando, cumple o no con las limitaciones de la figura.

Para el clculo de las propiedades seudocrticas, se debe ingresar con la gravedad especfica del gas, llegando a la curva de condensado o a la de gases varios.

Propiedades Fsicas del Gas NaturalEn la Fig. 2-8 y Fig. 2-9 se pueden determinar las propiedades seudocrticas como funcin de la gravedad especfica.

Existen limitaciones por el contenido de gases como el Nitrgeno con el 5% en volumen, el CO2 con el 2% en volumen y el H2S con el 2% en volumen.

Propiedades Fsicas del Gas NaturalEjemplo No. 6Calcular las propiedades seudocrticas de un gas que tiene una gravedad especfica de 0,85.Propiedades Fsicas del Gas NaturalRESULTADO:FIG. 2-8

Tsc = 436,5 R

Psc = 661,0 psiaPropiedades Fsicas del Gas NaturalIngresando con los valores de peso molecular, API o gravedad especfica del lquido, se pueden calcular de manera rpida, las propiedades seudocrticas de lquidos.

Para calcular el API del lquido, se usa la siguiente ecuacin:

Propiedades Fsicas del Gas NaturalDonde:

= Gravedad especfica del lquido

Obsrvese que lquidos ms livianos que el agua, < 1.0, tienen un API mayor a 10, y lquidos ms pesados que el agua, tienen un API menor a 10.= 1.0, tiene un API = 10.El agua, con Propiedades Fsicas del Gas Natural

FIG. 2-9Propiedades Fsicas del Gas Natural

FIG. 2-10CLCULO DE DENSIDADES

La densidad es necesaria para determinar los volmenes que ocupan ciertas porciones de masas de hidrocarburos.

La relacin entre la gravedad especfica y la densidad para gases y lquidos es la siguiente:

Gravedad especfica del gas = gas / aireGravedad especfica del liquido = liquido / agua


Calcular la gravedad especfica, de los siguientes lquidos saturados, a una temperatura de 100 F. Iso butano Iso pentano BencenoPropiedades Fsicas del Gas Natural

FIG. 2-11Iso butano = 0,540 Iso pentano = 0,611Benceno: = 0,861

Se puede realizar la correccin de la gravedad especfica medida en condiciones de temperatura estndar a 60 F, para otra temperatura deseada.


Mediante la Figura 2-12, calcular la gravedad especfica de un lquido a una temperatura de 400F, siendo que este lquido tiene una gravedad especfica a 60F, de 0,68.


FIG. 2-12Solucin:Ingresando a la grfica, con la temperatura de 400F, se sube en la misma, hasta llegar a la curva de gravedad especfica 0,68 a 60F, obteniendo el siguiente valor:

= 0,478 (@ 400F)

Para algunos hidrocarburos comunes en el gas y condensados las densidades liquidas a 60F se pueden corregir para el calculo a temperaturas diferentes.

Propiedades Fsicas del Gas NaturalEjercicio No. 2

Mediante la Figura 2-13, calcular la densidad (g/ml), de los siguientes lquidos saturados, a una temperatura de 100F:Propano.N - Butano.Gasolina Natural.

CLCULO DE LA PRESIN DE VAPOR

El GPSA publica una carta que calcula las presiones de vapor de hidrocarburos lquidos en funcin de la temperatura.


Mediante la Figura 2-14, calcular la presin de vapor del Propano a una temperatura de 100F y del n-decano a 500F.


FIG. 2-14Propiedades Fsicas del Gas NaturalResultado: Propano: Pv = 200 psian-decano: Pv = 92 psiaCLCULO DE LA VISCOSIDAD DE HIDROCABUROS LQUIDOS Y GASEOSOS

La viscosidad de gases parafnicos en condiciones de una atmsfera de presin y a cualquier temperatura, se puede calcular mediante Figuras.


Calcular la viscosidad del n-butano, a una temperatura de 200 F, utilizando la figura 2-15.

Resultado:

Para el clculo de las viscosidades, se debe ingresar a la figura a la temperatura deseada y subir en la misma hasta llegar a la curva del hidrocarburo lquido, obteniendo el valor de la viscosidad en centipoises.

A la temperatura de 200 F y una atmsfera, el n-butano tiene una Viscosidad de 0,084 centipoises.

Propiedades Fsicas del Gas NaturalPropiedades Fsicas del Gas NaturalFIG. 2-15

Algunos gases presentan en su composicin, elementos cidos, los cuales deben ser tomados en cuenta al momento de calcular la viscosidad del gas; por lo cual se usan las correcciones de composicin de nitrgeno, gas carbnico y sulfrico de hidrogeno en funcin de su peso molecular y la temperatura, manejando una presin de 1 atmsfera.


Ejemplo No. 11Hallar la viscosidad del Gas de Carrasco.

Propiedades Fsicas del Gas NaturalComponente Fraccin Molar,yiPeso Molecularde cada componente, MWPeso Molecularde la mezcla,(yi * MW)N20,00310028,0130,087CO20,05790044,0102,548H2S0,00000434,0820,000CH40,86109716,04313,815C2H60,07230030,0702,174C3H80,00510044,0970,225iC4H100,00020058,1230,012nC4H100,00010058,1230,006iC5H120,00010072,1500,007nC5H120,00010072,1500,007y = 1MWm = 18,881Datos:

T = 300 FP = 1 atm.Solucin: = MW/MWaire = 18,881/28,9625 = 0,652De la grfica: gl = 0,014054 cp.

Correccin por contaminantes:g = gl + CN2 + CH2S + CCO2De la grfica (fig. 2-16): CN2 = 0,000025 cp.CH2S = 0,000000008611 cp.CCO2 = 0,000264 cp.g = 0,014054 + 0,000025 + 0,000000008611 + 0,000264 g = 0,014343 cp.


Se puede calcular la viscosidad de gases en funcin de la temperatura, presin y gravedad especfica del gas.

Ejercicio 3. Hallar la viscosidad del Gas de Carrasco del Ejemplo anterior, usando la Figura 2-17.

Datos:T = 300 FP = 14,7 psia = 1 atm. = 0,652


Resultado:

Segn la grfica:g = 0,0145 cp.

FIG. 2-17

La Figura 2-18, ayuda a calcular la viscosidad del gas a partir de las propiedades seudoreducidas, para hallar los valores a presiones diferentes de la atmosfrica y a diferentes temperaturas.

Adicionalmente en las siguientes grficas (Fig. 2-19) se pueden estimar las viscosidades en funcin de la temperatura de algunos gases contaminantes del gas natural.


Determinar la viscosidad de un gas de peso molecular 22 lb/lb-mol a una presin de 1000 psia y una temperatura de 100 F (560 R) . Sabiendo que Tc = 409 R y Pc = 665 psia.

Solucin:

Propiedades Fsicas del Gas Natural = MW/MWaire = 22/28,9625 = 0,76

De la figura 2-16: A = 0,0105 cp.TR = T/ Tc = 560/409 = 1,37PR = P/ Pc = 1000/665 = 1,50De la figura 2-18:

= 1,21 * 0,0105 = 0,0127 cp.CLCULO DE LA CONDUCTIVIDAD TRMICA DE HIDROCARBUROS

La conductividad trmica para mezclas de gas natural a temperaturas elevadas puede ser calculada para presin atmosfrica y luego corregida a la presin de operacin. (figuras 20 y 23)


Calcular la conductividad trmica del gas de composicin de Carrasco usado en los ejemplos anteriores a una temperatura de 400F usando la Figura 20.

Propiedades Fsicas del Gas NaturalDato: MW = 18,881 lb/lb-molResultado:

km = 0,0332 Btu/[(hr*sq ft * F)/ft]Propiedades Fsicas del Gas Natural

FIG. 2-20

Las figuras 2-22 y 2-23, sirven para realizar el clculo de la conductividad trmica de diferentes componentes tanto gaseosos como lquidos, ingresando a las mismas con la temperatura y el peso molecular o la gravedad especfica.

Propiedades Fsicas del Gas NaturalEjemplo No. 15Hallar la conductividad trmica de un gas con un peso molecular de 25 lb/lb-mol a una temperatura de 300 F (760 R) y una presin de 700 psia. Datos: Tc = 440 R , Pc = 660 psia.

Propiedades Fsicas del Gas NaturalkA = 0,0248 Btu/[(hr*sq ft * F)/ft]Solucin:

De la figura 23-31, a 300F: TR = (760 ) / 440 = 1,73PR = 700 / 660 = 1,06 De la figura 23-32:k/kA = 1,15k = 1,15 * 0,0248 k = 0,0285 Btu/[(hr*sq ft * F)/ft]CLCULO DE LA TENSIN SUPERFICIAL DE HIDROCABUROS

La tensin superficial de los condensados del gas natural se estiman con la Fig. 23.

Ejemplo No. 16

Hallar la tensin superficial del n-octano a una temperatura de 200 F.

Propiedades Fsicas del Gas NaturalSolucin:

Se ingresa en la figura con la temperatura deseada, en este caso 200F, luego se sube en la misma hasta llegar a la curva del n-octano, en el lado izquierdo de la figura se obtiene el valor de la tensin superficial de este hidrocarburo.

Propiedades Fsicas del Gas NaturalDe la figura 23-38: = 15 dinas/cm

FIG. 2-24

Propiedades Fsicas del Gas NaturalEn el caso de tener una mezcla de componentes, el clculo de la tensin superficial, se har primero calculando las tensiones superficiales de cada elemento dentro de la mezcla, para luego usar la siguiente ecuacin para calcular la tensin superficial total.


CALCULO DEL GPM (Galones de lquidos C3+ por mil pies cbicos de gas medios en condiciones normales)

El valor del GPM del gas es muy importante para realizar estimaciones de la factibilidad de los proceso de extraccin de lquidos, proyectos de produccin de GLP y gasolinas naturales.

Este parmetro se mide a partir del propano y mas pesados.

Se cuenta con una tabla publicada por ICONSA SA. que muestra el clculo directo a partir de informacin composicional de las muestras.

Propiedades Fsicas del Gas Natural * Tambin se pueden calcular los GPM (C2+) y GPM (C1+) de acuerdo a las necesidades del proceso.Clculo del contenido de lquidos en una muestra de gas naturalPropiedades Fsicas del Gas NaturalComponenteFraccinmolar , yiFactor deconversinGPMH2OH2SN2C1CO2C2C327,4816i-C432,626n-C431,4433i-C536,1189n-C536,1189i5 - C641,3897C641,0157C746,002C851,0516C956,1354C1061,2298 = = TABLA 2-10Propiedades Fsicas del Gas NaturalEjemplo No. 17

Calcular el GPM (Galones de C3+ por Mil Pies Cbicos), de un gas boliviano, del Campo Porvenir.ComponenteH2OH2SN2C1CO2C2C3i-C4n-C4i-C5n-C5i5 C6C6C7C8C9C10 = Fraccinmolar , yi000,01310,86550,00110,06970,03240,00980,00440,00150,001700,00060,00020001Factor deconversin27,481632,62631,443336,118936,118941,389741,015746,00251,051656,135461,2298 = GPM0,890403840,31973480,138350520,054178350,0614021300,024609420,00920040001,49787946GPM = 1,49787946PORCENTAJE DE IMFLAMABILIDAD DE LOS HIDROCABUROS

La Fig. 2-25 publicada por ICONSA S.A. reporta los lmites de inflamabilidad aproximados de varios hidrocarburos puros.

En el caso del gas natural el comportamiento es muy similar al metano con alguna tendencia hacia el comportamiento del etano.

Es muy importante calibrar los medidores de atmsferas peligrosas a valores inferiores al mnimo como factor de seguridad.


Ejemplo No. 18

Calcular la Razn de Capacidad Calorfica, del gas proveniente del Campo Vbora del Oriente de territorio boliviano, a una temperatura de 200F.

El peso molecular del gas es MW = 19,2756 lb/lb-mol.

Propiedades Fsicas del Gas NaturalRAZN DE CAPACIDAD CALORFICA

FIG. 2-26Resultado:

k = Cp/Cv

k = 1,231El contenido de agua en el gas es una de las caractersticas que debe conocer el ingeniero con la mayor seguridad. De ello depende la garanta de que los procesos se realicen sin mayores problemas.

Los depsitos de agua en la tubera, la formacin de hidratos, la corrosin del tubo y dems instalaciones se minimizan cuando se deshidrata el gas hasta los niveles necesarios para evitar los problemas operativos.

CONTENIDO DE AGUA DEL GAS NATURALEjemplo No. 21

Clculo de la cantidad de agua en el gas del campo de Carrasco gas cido, haciendo la correccin de los contaminantes presentes en el gas:Datos :Contenido de H2S = 4 ppm. P = 1000 psiaT = 160 F

CONTENIDO DE AGUA DEL GAS NATURALComponente Fraccin Molar,yiPeso Molecularde cada componente, MWPeso Molecularde la mezcla,(yi * MW)N20,00310028,0130,087CO20,05790044,0102,548H2S0,00000434,0820,000CH40,86109716,04313,815C2H60,07230030,0702,174C3H80,00510044,0970,225iC4H100,00020058,1230,012nC4H100,00010058,1230,006iC5H120,00010072,1500,007nC5H120,00010072,1500,007y = 1MWm = 18,881CONTENIDO DE AGUA DEL GAS NATURALSolucin:

MWm = 18,881 lbs/lbs-mol

Clculo de fracciones:

yHC = yCH4 + yC2H6 + yC3H8 + yiC4H10 + y nC4H10 + y iC5H12 + y nC5H12 + yN2

yHC = 0,942096

yCO2 = 0,057900y H2S = 0,000004= MWm/ MWaire = 18,881/28,9625 = 0,652De la grfica del mtodo de Mcketta - Wehe: W =242 * (0.99) = 239,6 lb/MMscfW = 242 lb/MMscfCg = 0,99W CO2 = 360 lb de H2O/MMscfW H2S = 562 lbde H2O/MMscfWt = W * yHC + W CO2 * yCO2 + W H2S * W H2SWt = 239,6 * 0,942096 + 360 * 0,057900 + 562 * 0,000004Wt = 246,572 lbde H2O / MMscf

CONTENIDO DE AGUA DEL GAS NATURALClculo de la cantidad agua en cada contaminante (CO2 y H2S):Un calculo muy comn es predecir la formacin de condensados del gas natural en ciertas condiciones de presin y temperatura.

Con la finalidad de ejecutar los clculos de fases o clculos flash, se desarrollaron las siguientes correlaciones.

CLCULO DE FASES PARA GASES NATURALES Y CONDENSADOSFIG. 2-33

La zona dentro de la envolvente de fases muestran que el gas se encuentra en dos fases: lquido y gas.

La zona a la derecha de la envolvente de fases muestra que el gas se encuentra como gas solamente.

La zona a la izquierda de la envolvente de fases muestra que el gas estn en estado lquido.

La lnea a la izquierda del punto crtico muestra los puntos de saturacin de burbuja, es decir cuando aparece la primera burbuja de gas.

La lnea a la derecha del punto crtico muestra los puntos de saturacin de roco, es decir cuando aparece la primera gota de lquido.

Para determinar la zona donde se encuentra la muestra se usan las correlaciones matemticas que se muestran en las grficas.

CLCULO DE FASES PARA GASES NATURALES Y CONDENSADOSPlanilla : Determinacin del estado de una mezcla de hidrocarburosPresin: lpcaTemperatura: F

CLCULO DE FASES PARA GASES NATURALES Y CONDENSADOSComponenteFraccinmolar , ZiConstante "Ki"Zi/KiZi * KiH2SN2C1CO2C2C3i-C4n-C4i-C5n-C5C6C7C8C9C10 = = = TABLA 2-14Si ambas sumatorias resultan mayores a la unidad, el gas se encuentra en estado bifsico, los estados se definen de acuerdo a la Fig. 2-33.CLCULO DE FASES PARA GASES NATURALES Y CONDENSADOSEcuacin para el Clculo de la Separacin Instantnea de los HidrocarburosF = L + VF = 1,0L + V = 1,0F.z i = moles del componente i en la carga.

V.y i = moles del componente i en el gas.L.x i = moles del componente i en el lquido

F*z i = L*x i + V*y i

F = 1,0zi = L*x i zi = x i * (L + V*K)i

Punto de Burbujeo:

CLCULO DE FASES PARA GASES NATURALES Y CONDENSADOSzi = L*x i + V*yi

= 1,0

Zi = L * ( ) + V*yi zi = yi [( ) + V ] = 1,0

Cuando L = 1,0 y V = 0

Punto de roco: cuando L = 0 y V = 1,0

Con estas bases, el clculo completo de fases se puede realizar desde el punto de vista composicional.CLCULO DE FASES PARA GASES NATURALES Y CONDENSADOSEjemplo.Realizar la separacin instantnea a 600 Lpca y -20 F, del siguiente gas:

ComponenteZiC10,901CO20,0106C20,0499C30,0187iC40,0065nC40,0045iC50,0017nC50,0019C60,0029C70,00231

propiedades de gas natural.pptx

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