Segundo Examen Parcial de Gas Natural 2

7/21/2019 Segundo Examen Parcial de Gas Natural 2

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SEGUNDO EXAMEN PARCIAL DE GAS DE INGENIERÍA DEL GAS NATURAL II

ALUMNA: SALUSTRIA CABEZAS SÁNCHEZ

FECHA: 19 de junio del 2015

EJERCICIO 1:Determine las temperaturas del punto de burbuja y de rocio a 50 psia de presion,

usando la técnica de interpolación-extrapolación, así como el método que sugirió

Dodge, para una mezcla que contiene 22% mol de n-pentano, 28% mol n-hexano,

33% mol n-heptano y 17 % mol de n-octano.

A) UTILIZANDO EL MÉTODO DE DODGE

Cálculo del punto de burbuja

yi= Componentes en estado vapor xi= Componentes en estado líquido

Componentes xiki (50 psia,

250 °F)yi=xi.ki

ki (50psia, 240

°F)yi=xi.ki

ki (50 psia,243 °F)

yi=xi.ki

n-C5 0,22 2,25 0,495 2,1 0,462 2,13 0,4686

n-C6 0,28 1,04 0,2912 1,1 0,308 1,13 0,3164

n-C7 0,33 0,5 0,165 0,52 0,1716 0,53 0,1749

n-C8 0,17 0,26 0,0442 0,23 0,0391 0,236 0,0401

0,9954 0,9807 1,0000

i*= Componente clave (n-C7)

yi*=yi/Σyi 0,165763 yi*=yi/Σyi 0,17497706

ki*=yi*/xi 0,502311 ki*=yi*/xi 0,53023351

La sumatoria obtenida,no se encuentradentro del rango:

0.9999≤Σyi≤1,005; porlo tanto se calcula yi* yse repiten los pasosanteriores. Lo másconveniente es que lasumatoria Σyi=1.

Con el valor ki* modificado y la presión del sistemaigual 50 psia, se calcula la nueva T° en la gráfica (semuestra en los anexos) del componente clave. Eneste caso es del C7+.

La sumatoriaobtenida, seencuentra dentro

del rango:

0.9999≤Σyi≤1,005; por lo tanto la T°del punto burbujaes 243°.Se busca que Σyi=1



Cálculo del punto de rocío

yi= Componentes en estado vapor xi= Comp. en estado líquido

Componentes yiki (50 psia,

272 °F)xi=yi/ki

ki (50 psia,

284 °F) xi=yi/ki

ki (50

psia,285.5 °F) xi=yi/ki

n-C5 0,22 2,705 0,081331 2,99 0,0735786 3,02 0,07285

n-C6 0,28 1,4 0,2 1,6 0,175 1,64 0,17073

n-C7 0,33 0,7769 0,424765 0,91 0,3626374 0,909 0,36304

n-C8 0,17 0,37 0,459459 0,429 0,3962704 0,433 0,39261

1,165555 1,0074864 0,99923

i*= Componente clave (n-C7)

xi*=xi/Σxi 0,364431 xi*=xi/Σxi 0,3599427

ki*=yi/xi* 0,90552 ki*=yi/xi* 0,9168126

Utilizando el método de Dodge, se obtiene los siguientes resultados para

las temperaturas en el punto de burbuja y de rocío:

TEMPERATURA PUNTO DEBURBUJA

TEMPERATURA PUNTO DEROCÍO

243 °F 285.5 °F

La sumatoria obtenida,no se encuentradentro del rango: 0.995≤Σxi≤1,005; porlo tanto se calcula yi* yse repiten los pasosanteriores. Lo másconveniente es que lasumatoria Σxi=1

Con el valor ki* modificado y la presióndel sistema igual 50psia, se calcula lanueva T° en la gráfica del componenteclave. Las gráficas utilizadas se muestranen los anexos.

La sumatoriaobtenida, seencuentra dentrodel rango:

0.995≤Σxi≤1,005;por lo tanto la T°del punto rocío es

285,5°. Se busca que Σxi=1

y la sumatoriaobtenida es el valormás cercano.



B) UTILIZANDO EL MÉTODO DE INTERPOLACIÓN-EXTRAPOLACIÓN

Cálculo del punto de burbuja

1) A la presión de 50 psia, se asume una TPB=230°F


240 °F)yi=xi.ki

n-C5 0,22 2,2 0,484

n-C6 0,28 1 0,28

n-C7 0,33 0,51 0,1683 Finalmente:

n-C8 0,17 0,24 0,0408

0,9731 x y

°F Σyi

2) A la presión de 50 psia, se asume una TPB=180°F 240 0,9731180 0,4463


180 °F)yi=xi.ki

n-C5 0,22 1,09 0,2398

n-C6 0,28 0,455 0,1274

n-C7 0,33 0,199 0,06567

n-C8 0,17 0,079 0,01343

0,4463

3) Se representa los puntos calculados en el diagrama T vs Σyi



Utilizando la ecuación la T. del punto de burbuja es: 242,511364

y = 0,0088x - 1,1341

0,40,45

0,50,55

0,60,65

0,70,75

0,80,85

0,90,95

11,05

1,11,15

1,2

170 180 190 200 210 220 230 240 250 260

Σ y i

Temperatura en el punto de burbuja (TPB)

Diagrama T vs Σyi

242.5



Cálculo del punto de rocío

1) A la presión de 50 psia, se asume una TPR=180°F

Componentes yi ki (50psia, 180°F)

xi=yi/ki

n-C5 0,22 1,09 0,202

n-C6 0,28 0,455 0,615

n-C7 0,33 0,199 1,658 Finalmente:

n-C8 0,17 0,079 2,152

4,627 x y

°F Σyi

2) A la presión de 50 psia, se asume una TPR=280°F 189 4,627

280 1,039

Componentes yiki (50

psia, 280°F)

xi=yi/ki

n-C5 0,22 2,9 0,0759

n-C6 0,28 1,6 0,175

n-C7 0,33 0,85 0,388

n-C8 0,17 0,425 0,400

1,039

3) Se representa los puntos calculados en el diagrama T vs Σyi



Utilizando la ecuación la T. del punto de rocío es: 281,2182

Utilizando el método de Interpolación y extrapolación, se obtiene los

siguientes resultados para las temperaturas en el punto de burbuja y derocío:

TEMPERATURA PUNTO DEBURBUJA

TEMPERATURA PUNTO DEROCÍO

242,5 °F 281,2182°F

y = -0,0394x + 12,08

0,500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

3,500

4,000

4,500

5,000

170 190 210 230 250 270 290

Σ y i

Temperatura en el punto de rocío (TPB)

Diagrama T vs Σyi

281°F



EJERCICIO 2:

La figura N°2 presenta la composicion del fluido en el yacimiento. El fluido

proviene de un yacimiento que está a 4000 lpca y 180 °F. Las condiciones de los

separadores son:

Primer separador= 500 lpca y 120°F

Segundo separador= 65 lpca y 120°F

Tanque= 14,7 lpca y 120°F

Determine la composición del líquido y del gas en cada uno de las etapas en un

proceso de separación en tres etapas (Figura 1).

PrimeraSeparación

SegundaSeparación

Tanque

COMPONENTES Composición K K K

C1 0,4404 9,1 64,3 180

C2 0,0432 1,96 13,6 42

C3 0,0405 0,9 3,4 15

C4 0,0284 0,22 0,95 4,2

C5 0,0174 0,0833 0,35 1,4

C6 0,029 0,035 0,11 0,45

C7+ 0,4011 0,014 0,12 0,28

1,0000



PRIMER SEPARADOR:

V= 0,5450 V= 0,4460

V(Ki-1) V(Ki-1)+1f(V)=zi(Ki-1)/(V(Ki-

1)+1)

(V(Ki-1)+1)^2

(zi (Ki-1)^2)/(V(K-

1)+1)^2V(Ki-1) V(Ki-1)+1

f(V)=zi(Ki-1)/(V(Ki-

1)+1)

(V(Ki-1)+1)^2

(zi (Ki-1)^2)/(V(K

1)+1)^2

4,4148 5,4148 0,6588 29,3203 0,9855 3,6127 4,6127 0,7734 21,2771 1,3580

0,5232 1,5232 0,0272 2,3203 0,0172 0,4282 1,4282 0,0290 2,0397 0,0195

-0,0545 0,9455 -0,0043 0,8940 0,0005 -0,0446 0,9554 -0,0042 0,9128 0,0004

-0,4251 0,5749 -0,0385 0,3305 0,0523 -0,3479 0,6521 -0,0340 0,4252 0,0406

-0,4996 0,5004 -0,0319 0,2504 0,0584 -0,4089 0,5911 -0,0270 0,3494 0,0418

-0,5260 0,4740 -0,0590 0,2247 0,1202 -0,4304 0,5696 -0,0491 0,3244 0,0832

-0,5374 0,4626 -0,8549 0,2140 1,8223 -0,4398 0,5602 -0,7059 0,3139 1,2424

-0,3026 3,0562 -0,0179 2,7861

PROPIEDADES DE OPERACIÓN

P= 4000 lpca 27579 Kpa F=Volumen= 1000000

T= 180 °F 640 °R 355,5556 °KR= 8,31451 m3.kPa/(°K.kmol)

V= 0,7200

Comp.Fracciónmolar Zi

Constante"K"

(Ki-1) zi (Ki-1) zi (Ki-1)^2 V(Ki-1)V(Ki-1)+1


1)+1)(V(Ki-1)+1)^2

(zi (Ki-1)^2)/(V(K-

1)+1)^2

C1 0,4404 9,100 8,1000 3,5672 28,8946 5,8320 6,8320 0,5221 46,6762 0,6190C2 0,0432 1,960 0,9600 0,0415 0,0398 0,6912 1,6912 0,0245 2,8602 0,0139

C3 0,0405 0,900

-0,1000

-0,0041 0,0004 -0,0720 0,9280 -0,0044 0,8612 0,0005

C4 0,0284 0,220

-

0,7800

-

0,0222 0,0173 -0,5616 0,4384 -0,0505 0,1922 0,0899

C5 0,0174 0,083

-0,9167

-0,0160 0,0146 -0,6600 0,3400 -0,0469 0,1156 0,1265

C6 0,029 0,035

-0,9650

-0,0280 0,0270 -0,6948 0,3052 -0,0917 0,0931 0,2899

C7+ 0,4011 0,014

-0,9860

-0,3955 0,3899 -0,7099 0,2901 -1,3634 0,0841 4,6342

1,0000 -1,0102 5,7739



L= 0,5604

V= 0,4396


1)+1)

(V(Ki-1)+1)^2

(zi (Ki-1)^2)/(V(Ki-

1)+1)^2

Fracciónmolar enlíquido,xi

Fracciónmolar envapor, yi

3,5608 4,5608 0,7822 20,8006 1,3891 0,0966 0,87870,4220 1,4220 0,0292 2,0221 0,0197 0,0304 0,0595

-0,0440 0,9560 -0,0042 0,9140 0,0004 0,0424 0,0381

-0,3429 0,6571 -0,0337 0,4318 0,0400 0,0432 0,0095

-0,4030 0,5970 -0,0267 0,3564 0,0410 0,0291 0,0024

-0,4242 0,5758 -0,0486 0,3315 0,0815 0,0504 0,0018

-0,4334 0,5666 -0,6981 0,3210 1,2149 0,7080 0,0099

0,000000 2,7866 1,0000 1,0000

SEGUNDO SEPARADOR

PROPIEDADES DE OPERACIÓN

P= 4000 lpca 27579,03 Kpa Volumen= 560398,905

T= 180 °F 640 °R 355,5556 °K

R= 8,31451 m3.kPa/(°K.kmol)

V= 0,8289

Comp.

Fracción

molar Zi

Constante

"K" (Ki-1) zi (Ki-1) zi (Ki-1)^2 V(Ki-1) V(Ki-1)+1

f(V)=zi(Ki-

1)/(V(Ki-1)+1)

(V(Ki-

1)+1)^2

(zi (Ki-

1)^2)/(V(K-1)+1)^2

C1 0,0966 64,3000 63,3000 6,1124 386,9160 52,4694 53,4694 0,1143 2858,9735 0,1353C2 0,0304 13,6000 12,6000 0,3828 4,8230 10,4441 11,4441 0,0334 130,9683 0,0368C3 0,0424 3,4000 2,4000 0,1017 0,2440 1,9894 2,9894 0,0340 8,9363 0,0273

C4 0,0432 0,9500 -0,0500-

0,0022 0,0001 -0,0414 0,9586 -0,0023 0,9188 0,0001

C5 0,0291 0,3500 -0,6500-

0,0189 0,0123 -0,5388 0,4612 -0,0411 0,2127 0,0579

C6 0,0504 0,1100 -0,8900-

0,0448 0,0399 -0,7377 0,2623 -0,1709 0,0688 0,5800

C7+ 0,7080 0,1200 -0,8800

-

0,6230 0,5482 -0,7294 0,2706 -2,3026 0,0732 7,48901,0000 -2,3351 8,3264



V= 0,5485 V= 0,1494


1)+1)

(V(Ki-1)+1)^2

(zi (Ki-1)^2)/(V(K-

1)+1)^2V(Ki-1) V(Ki-1)+1


1)+1)

(V(Ki-1)+1)^2

(zi (Ki-1)^2)/(V(K-

1)+1)^2

34,7175 35,7175 0,1711 1275,7425 0,3033 9,4565 10,4565 0,5846 109,3377 3,5387

6,9106 7,9106 0,0484 62,5776 0,0771 1,8823 2,8823 0,1328 8,3078 0,5805

1,3163 2,3163 0,0439 5,3653 0,0455 0,3585 1,3585 0,0748 1,8456 0,1322-0,0274 0,9726 -0,0022 0,9459 0,0001 -0,0075 0,9925 -0,0022 0,9851 0,0001

-0,3565 0,6435 -0,0294 0,4141 0,0297 -0,0971 0,9029 -0,0210 0,8152 0,0151

-0,4881 0,5119 -0,0876 0,2620 0,1523 -0,1330 0,8670 -0,0517 0,7518 0,0531

-0,4826 0,5174 -1,2042 0,2677 2,0483 -0,1315 0,8685 -0,7173 0,7544 0,7268

-1,0600 2,6563 0,0000 5,0465

L= 0,8506

V= 0,1494

V(Ki-1) V(Ki-1)+1f(V)=zi(Ki-

1)/(V(Ki-1)+1)(V(Ki-

1)+1)^2

(zi (Ki-1)^2)/(V(Ki-

1)+1)^2



9,4568 10,4568 0,5845 109,3455 3,5385 0,0092 0,5938

1,8824 2,8824 0,1328 8,3083 0,5805 0,0105 0,1433

0,3586 1,3586 0,0748 1,8457 0,1322 0,0312 0,1060

-0,0075 0,9925 -0,0022 0,9851 0,0001 0,0435 0,0414

-0,0971 0,9029 -0,0210 0,8152 0,0151 0,0323 0,0113

-0,1330 0,8670 -0,0517 0,7518 0,0531 0,0581 0,0064-0,1315 0,8685 -0,7173 0,7543 0,7268 0,8151 0,0978

0,000000 5,0463 1,0000 1,0000



TANQUE

V= 0,0570

Comp. Fracciónmolar Zi Constante"K" (Ki-1) zi (Ki-1) zi (Ki-1)^2 V(Ki-1) V(Ki-1)+1

f(V)=zi(Ki-

1)/(V(Ki-1)+1)

(V(Ki-1)+1)^2

(zi (Ki-

1)^2)/(V(K-1)+1)^2

C1 0,00923 180,000 179,0000 1,6530 295,8795 10,2030 11,2030 0,1475 125,5072 2,3575C2 0,01054 42,000 41,0000 0,4321 17,7171 2,3370 3,3370 0,1295 11,1356 1,5910C3 0,03118 15,000 14,0000 0,4365 6,1116 0,7980 1,7980 0,2428 3,2328 1,8905C4 0,04354 4,200 3,2000 0,1393 0,4459 0,1824 1,1824 0,1178 1,3981 0,3189C5 0,03228 1,400 0,4000 0,0129 0,0052 0,0228 1,0228 0,0126 1,0461 0,0049

C6 0,05809 0,450 -0,5500-

0,0319 0,0176 -0,0314 0,9687 -0,0330 0,9383 0,0187

C7+ 0,81513 0,280 -0,7200-

0,5869 0,4226 -0,0410 0,9590 -0,6120 0,9196 0,4595

1,00000 0,0053 6,6411

L= 0,9422

V= 0,0578 V= 0,0578


1)+1)

(V(Ki-1)+1)^2

(zi (Ki-1)^2)/(V(K-

1)+1)^2V(Ki-1) V(Ki-1)+1


1)+1)

(V(Ki-1)+1)^2

(zi (Ki-1)^2)/(V(K-

1)+1)^2

10,3462 11,3462 0,1457 128,7370 2,2983 10,3475 11,3475 0,1457 128,7655 2,29782,3698 3,3698 0,1282 11,3556 1,5602 2,3701 3,3701 0,1282 11,3575 1,5599

0,8092 1,8092 0,2413 3,2732 1,8672 0,8093 1,8093 0,2413 3,2736 1,86700,1850 1,1850 0,1176 1,4041 0,3176 0,1850 1,1850 0,1176 1,4042 0,31750,0231 1,0231 0,0126 1,0468 0,0049 0,0231 1,0231 0,0126 1,0468 0,0049-0,0318 0,9682 -0,0330 0,9374 0,0187 -0,0318 0,9682 -0,0330 0,9374 0,0187

-0,0416 0,9584 -0,6124 0,9185 0,4601 -0,0416 0,9584 -0,6124 0,9185 0,4601

0,0000 6,5270 0,000000 6,5260



0,0008 0,1465

0,0031 0,1314

0,0172 0,2585

0,0367 0,1543

0,0315 0,0442

0,0600 0,0270

0,8505 0,2381

1,0000 1,0000



En conclusión se obtuvieron los siguientes resultados:

Primera Separación Segunda Separación Tercera Separación



Fracción molaren líquido,xi

Fracción molaren vapor, yi



0,096563 0,878720 0,009234 0,593772 0,000814 0,146481

0,030379 0,059544 0,010540 0,143339 0,003127 0,131350

0,042362 0,038126 0,031182 0,106018 0,017234 0,258513

0,043219 0,009508 0,043545 0,041368 0,036747 0,154338

0,029145 0,002428 0,032279 0,011298 0,031550 0,0441700,050366 0,001763 0,058090 0,006390 0,059997 0,026999

0,707965 0,009912 0,815130 0,097816 0,850530 0,238148

1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000

0,096563

0,030379

0,042362

0,043219

0,029145

0,050366

0,707965

1,000000

0,878720

0,059544

0,038126

0,009508

0,002428

0,001763

0,009912

1,000000

0,009234

0,010540

0,031182

0,043545

0,032279

0,058090

0,815130

1,000000

0,593772

0,143339

0,106018

0,041368

0,011298

0,006390

0,097816

1,000000

0,000814

0,003127

0,017234

0,036747

0,031550

0,059997

0,850530

1,000000

0,146481

0,131350

0,258513

0,154338

0,044170

0,026999

0,238148

1,000000



ANEXOS

Segundo Examen Parcial de Gas Natural 2

Documents

Transcript of Segundo Examen Parcial de Gas Natural 2