TALLER 1 DE PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DE YACIMIENTOS

1. Resuelva los ejercicios 1.1, 1.2 y 1.3 del libro de McCain.

1.1 A partial listing of some of the compounds that have been isolated from a crude oil taken from the South Ponca Field in Oklahoma are listed below. All told, a total of 141 compounds, accounting for about 14% of the crude oil volume, have been isolated and identified in this particular oíl sample. Give the structural formulas of each of these compounds.

-Parafinas

-Naftenos

-Aromáticos:

1.2 The table below gives the hydrocarbons which have been identified in the gasoline fraction of a crude oíl. ldentify the paraffins, naphthenes, and aromatics and draw the molecular structure of each.

1.3 Table 10-2 gives the composition of a heptanes plus fraction of a crude oil. Separate the components into paraffins, naphthenes, and aromatics. Identify the number of carbon atoms in the paraffins and draw the structure of the naphthenes and aromatics.

-Parafinas:

Hexanos (6C) Heptanos (7C) Octanos (8C) Nonanos (9C) Decanos (10C) Undecanos (11C) Dodadecanos (12C) Tridecanos (13C) Tetradecanos (14C) Pentadecanos (15C) Hexadecanos (16C) Heptadecanos (17C) Octadecanos (18C)

Nonadecanos (19C) Eicosanos (20C) Heneicosanos (21C) Docosanos (22C) Tricosanos (23) Tetracosanos (24C) Pentacosanos (25C) Hexacosanos (26C) Heptacosanos (27C) Octacosanos (28C) Nonacosanos (29C) Triacontanos plus (+30C).

-Naftenos:

-Aromáticos:

2. Para el C1, C2, nC3, nC4, nC5, nC6, nC7, nC8, nC9, nC10, nC11, nC12, nC13, nC14 y nC15 consiga las siguientes propiedades: Temperatura normal de ebullición, temperatura crítica, presión crítica, gravedad específica, y factor acéntrico y grafique dichas propiedades en función del número de carbonos. Haga un análisis de las gráficas.

# CARBONOS

HC Temp. Ebullición (°F)

Presión critica (Psia)

Factor acéntrico

Temp. Critica (°F)

Grave. Especifica (60/60)

1 C1 -258,73 666,40 0,0108 -116,67 0,3000 2 C2 -127,49 706,50 0,0990 89,92 0,3562 3 nC3 -43,75 616,00 0,1517 206,06 0,5070 4 nC4 31,08 550,60 0,1931 305,62 0,5840 5 nC5 96,92 488,60 0,2486 385,80 0,6311 6 nC6 155,72 436,90 0,3047 453,60 0,6638 7 nC7 209,16 396,80 0,3494 512,70 0,6882 8 nC8 258,21 360,70 0,3962 564,22 0,7070 9 nC9 303,47 331,80 0,4368 610,68 0,7219 10 nC10 345,48 305,20 0,4842 652,00 0,7342 11 nC11 384,60 279,92 0,5362 690,71 0,7445 12 nC12 421,38 258,17 0,5752 725,45 0,7527 13 nC13 455,84 239,31 0,6186 757,31 0,7617 14 nC14 488,44 208,50 0,5701 794,66 0,7633 15 nC15 519,23 207,40 0,7083 813,47 0,7722

-Número de carbonos vs Temperatura de ebullición:

0 2 4 6 8 10 12 14 16

-300.00

-200.00

-100.00

0.00

100.00

200.00

300.00

400.00

500.00

600.00

Número de carbonos

Tem

pera

tura

de

ebul

lició

n

Como se puede observar al aumentar los carbonos (cadenas más largas de carbono) de las sustancias, estas van a tener un punto de ebullición más alto, esto se debe a que el tipo de fuerzas intermoleculares de las sustancias son cada vez más intensas y por lo tanto más difíciles de romper.

-Número de carbonos vs Presión crítica:

0 2 4 6 8 10 12 14 160.00

100.00

200.00

300.00

400.00

500.00

600.00

700.00

800.00

Número de carbonos

Pres

ión

críti

ca

Se observa que entre mayor sea la cadena de carbono la presión critica va a tender a disminuir, aunque en ocasiones esta presión pueda variar con cierta cantidad de carbonos.

-Número de carbonos vs Factor acéntrico:

0 2 4 6 8 10 12 14 160.0000

0.1000

0.2000

0.3000

0.4000

0.5000

0.6000

0.7000

0.8000

Número de carbonos

Fact

or a

cént

rico

Se observa que el factor acéntrico se incrementa entre mayor sea la cadena de carbonos, se sabe que el factor acéntrico mide la no-esfericidad de la molécula cuando se trata de moléculas no polares, por ejemplo, hidrocarburos: un incremento en la longitud de la cadena (aumento de la no-esfericidad) produce un apartamiento en el valor de la presión reducida del compuesto. Con lo anterior se concluye que entre más larga una molécula lineal pues más se ira desviando de la forma esférica, y en las moléculas más pequeñas es más fácil asociarlas a una forma esférica, para el caso del metano (menos carbonos) es casi de forma esférica.

-Número de carbonos vs Temperatura crítica:

0 2 4 6 8 10 12 14 16

-200.00

0.00

200.00

400.00

600.00

800.00

1000.00

Número de carbonos

Tem

pera

tura

críti

ca

Se puede observar que tiene una relación a la gráfica de # de carbonos vs temperatura de ebullición, pues al aumentar las cadenas de carbonos de los componentes la temperatura critica de estos se va a incrementar

-Número de carbonos vs Gravedad específica:

0 2 4 6 8 10 12 14 160.0000

0.1000

0.2000

0.3000

0.4000

0.5000

0.6000

0.7000

0.8000

0.9000

Número de carbonos

Gra

veda

d es

pecí

fica

Se observa que entre mayor cantidad de carbonos tenga en su estructura algún compuesto va a tener una gravedad especifica mayor, esto debido a que la gravedad especifica está relacionada con la cantidad de masa (entre más carbonos mayor masa).

3. Prepare una tabla donde muestre la temperatura normal de ebullición, temperatura crítica, presión crítica, gravedad específica, y factor acéntrico del pentano y sus isómeros. Haga un análisis de las tablas.

NOMBRE Temperatura normal ebullición (°F)

Temperatura Critica (°F)

Presión Critica (psia)

Gravedad Especifica (60/60)

Factor Acéntrico

n-pentano 96,92 385,80 488,60 0,6311 0,2486 Isopentano (2-Metilbutano)

82,12 369,10 490,40 0,6247 0,2275

Neopentano (2,2-Dimetilbutano)

49,10 321,13 464,00 0,5974 0,1964

Formula del pentano: C5H12

En la tabla tenemos el pentano y sus 2 isómeros, isopentano y neopentano o también llamados 2- Metilbutano y 2,2- Dimetilbutano. Todos tienen igual número de carbonos (5 carbonos en su estructura) pero sus valores no son iguales como podemos observar.

-Temperatura normal de ebullición y Temperatura Critica: Entre más ramificaciones más se puede asimilar a una esfera y por lo tanto menos superficie efectiva de contacto tienen llevando a que las fuerzas intermoleculares actúen en menor medida, y el valor cada vez sea menor.

-Presión crítica: Como se observa su valor no disminuye ni aumenta permaneciendo constante cuando hay más ramificaciones, sino que sube y baja.

-Gravedad específica: Entre mayor número de ramificaciones menor superficie de contacto y menores fuerzas intermoleculares. Y como la gravedad especifica está relacionada con estas fuerzas, pues entre más ramificaciones menor valor tendrá.

-Factor acéntrico: Como se sabe que el factor acéntrico mide la no-esfericidad de la molécula, se tiene que entre más ramificada sea una molécula más se desvía de la forma lineal y más se aproxima a la forma esférica, por eso el n-pentano que es totalmente lineal tiene un factor acéntrico más alto que el 2,2-dimetilbutano que tiene 2 ramificaciones y tiene un valor menor.

4. Conteste el ejercicio 1.1 del libro.

Ya se resolvió en la primera parte del taller.