Gases Reales Febrero 2011 Mezcla de Gases (gas natural) Es una mezcla de hidrocarburos formado por los miembros mas voltiles de la cadena parafnica, que procede de formaciones geolgicas. Puede presentar compuestosno hidrocarburos tales como N2, H2S, CO2 y H2O entre otros.Gas Natural 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. Caractersticas: Componentes: - Contiene hidrocarburos parafnicos en mayor cantidad: CH4Metano (predominante) C2H6Etano C3H8Propano C4H10Butano C5H12Pentano C6H14Hexano C7H16heptano Hidrocarburos - Contiene hidrocarburos olefnicos, naftenicos, aromticos en trazas .Ismeros Ismeros n C4H10n C5H12 , i C4H10, i C5H12 Sistema de un compuesto puro Diagrama P - T Presin TemperaturaVapor Punto triple Lquido Slido Punto crtico Gas P T Tc Pc Lq. Vapor Curva Presin de vapor PvCurva de punto de ebullicin TbSi P < Pvel sistema es vapor Si P > Pvel sistema es liquido Si P = Pvel lquido y el vapor coexisten en equilibro @ Temperatura definida Normalizacin de la composicin del gas yi yi CompYiYi norm metano0,750,728155 etano 0,180,174757 propano 0,050,048544 i-butano 0,030,029126 n-butano 0,020,019417 1,031 ynorm= 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 fraccin molar) Gravedad especfica Peso molecular Presin seudocrtica Temperatura seudocrtica Volumen estndar Composicin del Gas Natural (Distribucin de los componentes) Factor acntrico Propiedades bsicas de la mezcla de compuestos Tensin superficial Densidad Viscosidad Conductividad trmica Capacidad calorfica Volumen especifico Datos de las propiedades de compuestos puros Fig 23-2 Physical Constants.GPSA. Electronic Data Book. 11vaedicin Captulo 23.Las tablas de las propiedades se encuentran disponibles en la mayora de los textos relacionados con gas natural 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 fraccin molar de cada compuesto presente en la mezcla multiplicado porla propiedad fsica de cada compuesto puro a las condiciones del sistema se obtendr el valor de la propiedad fsica de la mezcla a las condiciones del sistema Sistema multicomponente Presin Temperatura Composicin Prop. de la mezcla= yi * Prop comp puro Propiedades de compuestos puros Peso molecular del gas 1Ngas i iiPM yPM== Peso Molecular (PM) obtenido de la tabla (molecular mass) 1Ngas i iiPM yPM== Gravedad especfica airegasairegasairegasgPMPMT RPM PT RPM Pg s = = = =****. . g.e gas = 19,28/28,96 = 0,665 Fraccin Masica i iit iim mwm m= =Yi*Pmi = mi (cada componente) Luego cada mi/PM. 1NSC i CiiP yP== 1NSC i CiiT y T== Propiedades seudocriticas con la regla de KayTemperatura Pseudocritica Presin Pseudocritica Pci y Tci son tomadas de la tabla (debe llevarse la temp a R (F +460) Capacidad calorfica Neta (VCN) y Capacidad calorfica Bruto (VCB)yi*VCBiyi*VCNi VCBi y VCNi son tomados de la tabla Factor de CompresibilidadEs un factor que mide la desviacin del comportamiento ideal P.V = n.R.T.z z es funcin de (P, T, Comp. Gas) Gas ideal z = 1 z > 1 z < 1 Gas Real Los gases presentan el mismo comportamiento (factor z), cuando su T y P se expresa en funcin de sus valores crticos. Punto Crtico Teora de los Estados Correspondientes PsrSCPP=srSCTTT=Vapor sobrecalentado Liquido subenfriado Mezcla Presin seudoreducida Temperatura seudoreducida Los valores crticos son utilizados como referencia Factor de correccin por la presencia gases cidos (Fsk o )por Wicherty Aziz.Temperatura critica ajustada Presin critica ajustada ( ) ( ) | | ( )425 . 026 . 12 29 . 02 215 120S H S H S H CO S H CO sky y y y y y F + + + + =SK SC scF T T =*( )( ) | |SK S H S H SCSK SC SCscF y y TF T PP2 2*1 +=Si el gas contiene H2S o CO2 se debe calcular el factor de correccin Fsk,usando la ecuacin siguiente 1NSC i CiiP yP== 1NSC i CiiT y T== Y luego corregir Tsc y Psc calculadas anteriormente Tsr z Psr Calculo de Z Factor de compresibilidad Mtodo de Standing Katz *SCsrPPP =*SCsrTTT=Se calcula de Presin y Temperatura pseudoreducida con Py T del sistema respectivamente y luego se entra en la grafica para leer Z. Problema a resolver Lasiguientemezcladegases,cuya composicin en porcentaje aparece en latabla,seencuentraaunaP=2100 Psia y T = 500 R. Aplicar lo siguiente: 1. Normalizar 2. Calcular2.1 Peso molecular 2.2 Gravedad especifica 2.3 Fraccin Masica 2.4 Presin Pseudocritica 2.5 Temperatura Pseudocritica 2.6 Valor calorfico neto 2.7 Valor calorfico neto y bruto 2.8Presinytemperatura Pseudocritica corregida por acidez 2.9Presionytemperatura pseudoreducida 2.10Factordecompresibilidad (standing Katz)