Trabajo. termo ii

UNIVERSIDAD NACIONAL CENTRO DEL PERÚ

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA

ESCUELA ACADÉMICA DEL

GAS NATURAL Y ENERGÍA

CÁTEDRA : PROPIEDADES FISICOQUÍMICAS DE LOS HIDROCARBUROS

INTEGRANTES : RAMIREZ HUINCHO, Gabriel

SEMESTRE : VIII

HUANCAYO - PERU

Resolución de primer parcial de 2014-II

TABLA DE CONTENIDORESUMEN....................................................................................................................................................3

CAPITULO I..................................................................................................................................................4

I. OBJETIVOS......................................................................................................................................4

1.1 Objetivo general.........................................................................................................................4

1.2 objetivo especifico......................................................................................................................4

CAPITULO II.................................................................................................................................................5

II. PARTE EXPERIMENTAL........................................................................................................................5

2.1 UTILIZANDO LA CORRELACIÓN DE STANDING DETERMINE LA PRESIÓN Y TEMPERATURA PSEUDODOCRITICA PARA EL GAS CUYA COMPOSICIÓN SE PRESENTA EN LA TABLA. 1.....................5

2.2 UTILIZANDO LOS MÉTODOS DE STADING Y KATS......................................................................7

i. CORRELACION POR IMPURIZAS WICHERT Y AZIZ.......................................................................7

i. HALL Y YARBOROUGH......................................................................................................8

ii. BRILL BEGGS...............................................................................................................................9

2.3 DETERMINE EL FACTOR VOLUMÉTRICO A UNA PRESIÓN DE 3810 LPCA Y TEMPERATURA DE 194°F PARA LAS CONDICIONES DADAS EN LA TABLA 1. Y PARA Z=0.78. QUE SIGNIFICA DICHO RESULTADO...........................................................................................................................................11

2.4 UTILIZANDO EL MÉTODO DE MATAR, BRAR Y AZIZ, DETERMÍNELA COMPRESIBILIDAD DEL GAS CUYA COMPOSICIÓN SE PRESENTA EN LA TABLA 1......................................................................12

2.5 UTILIZANDO LA CORRELACIÓN DE LEE, GONZALES Y EAKIN DETERMÍNELA VISCOSIDAD DEL GAS CUYA COMPOSICIÓN SE REPRESENTA EN LA TABLA 1. A UNA PRESIÓN DE 3810 LPCA Y TEMPERATURA DE 194°F......................................................................................................................14

III. CONCLUSIÓN.................................................................................................................................16

IV. BIBLIOGRAFÍA...............................................................................................................................17

RESUMEN

Este trabajo se basó en la evaluación de la aplicabilidad de la correlación de standing

determine la presión y temperatura pseudodocritica para el gas cuya composición se

presenta en la tabla. 1 en el cálculo del peso molecular del gas condensado. Para la

determinación de este parámetro, se pueden emplear diferentes ECUACIONES, la correlación

hecha por witchert y aziz, hall y yarborough, brill beggs. Por lo que el objetivo principal es

Determinar las propiedades físicas para el gas cuya componente y composición se

representa en la tabla 1. Se determinó mediante cálculos con Microsoft Excel la presión y

temperatura pseudodocritica utilizando la correlación de standing para el gas y también

Se Determin0 mediante cálculos el factor de compresibilidad ‘’z’’ para el gas, Utilizando

los métodos de stading y kats. A una presión de 3810 lpca y temperatura 194°F, el factor

volumétrico, la compresibilidad del gas Utilizando el método de matar, brar y aziz, igual a

0.000012615, la viscosidad del gas se obtuvo con la ecuación de de lee, Gonzales y Eakin

igual a 0.0696 cp.

La evaluación de las Reservas de Crudos y Gas en un yacimiento requiere de un amplio

conocimiento de las propiedades físicas del fluido, tales como, presión de burbuja (Pb),

presión de rocío (Pr), factor volumétrico del petróleo (Bo), la Relación Gas-Petróleo (Rs),

peso molecular del condensado etc. Idealmente estas propiedades se obtienen a través de

un estudio de muestras tomadas en el fondo o en la superficie del yacimiento, dicho

estudio es conocido como pruebas PVT.

CAPITULO I

I. OBJETIVOS.

I.1 Objetivo general

Determinar las propiedades físicas para el gas cuya componente y composición se

representa en la tabla 1.

I.2 objetivo especifico

Determinar la presión y temperatura pseudodocritica Utilizando la correlación de standing

para el gas cuya composición se presenta en la tabla. 1

Determine el factor de compresibilidad ‘’z’’ para el gas cuya composición se representa en

la tabla 1. Utilizando los métodos de stading y kats.

Determine el factor volumétrico para las condiciones dadas en la tabla 1.

determínela compresibilidad del gas cuya composición se presenta en la tabla 1.

determínela viscosidad del gas cuya composición se representa en la tabla 1.

CAPITULO II

II. PARTE EXPERIMENTAL

II.1 UTILIZANDO LA CORRELACIÓN DE STANDING DETERMINE LA PRESIÓN Y TEMPERATURA PSEUDODOCRITICA PARA EL GAS CUYA COMPOSICIÓN SE PRESENTA EN LA TABLA. 1

TABLA 1. COMPOSICIÓN Y COMPONENTE DEL GAS

COMPONENTE FRACCIÓN MOL(Yi)C1 0.5770C2 0.0722C3 0.0455Ic4 0.0096nC4 0.0.195iC5 0.0078nC5 0.0071C6 0.0145C7 0.0835N2 0.0051

CO2 0.1101H2S 0.0491

FUENTE: elaboración propia.

T SC¿C 7+¿608+364 log ¿…………………………1

PSC ¿C7+¿1188−431 log¿……2

DONDE: T SC¿C 7+¿ temperatura pseudocritica, °R

PSC ¿C7+¿ presion pseudocritica, plca

Mc 7+¿= pesomoliculardel c 7+ , lb

lbmol¿

ɣC 7+¿=gravidadespecificadel c 7+, H 2O=1¿

SOLUCIÓN

TABLA 2. RESUMEN DE LAS OPERACIONES

1 2 3 2x3 4 5 6 7 2x5 2x7

COMPONENTES Yi Mwi(peso Yi*Mwi Pci(Kpa) Pci(lpca) Tci(K) Tci(°R) Yi*Pci Yi*Tci

molecular)

METANO 0.5770 16.0430 9.2568 4599 667.800 190.56 343.37 385.3206 198.12449

ETANO 0.0722 30.0700 2.1711 4880 707.800 305.41 550.09 51.10316 39.716498

PROPANO 0.0455 44.0970 2.0064 4240 616.300 369.77 666.01 28.04165 30.303455

i-BUTANO 0.0096 58.1240 0.5580 3640 529.100 407.82 734.98 5.07936 7.055808

n-BUTANO 0.0195 58.1240 1.1334 3784 550.700 425.1 765.65 10.73865 14.930175

i-PENTANO 0.0078 72.1510 0.5628 3381 490.400 460.35 829.1 3.82512 6.46698

n-PENTANO 0.0071 72.1510 0.5123 3365 488.600 469.65 845.7 3.46906 6.00447

HEXANO 0.0145 86.1780 1.2496 3030 436.900 506.4 913.7 6.33505 13.24865

HEPTANO 0.0835 142.0000 11.8570 2740 370.300 539.2 1144.23 30.92005 95.543205

OCTANO 0.0000 114.2040 0.0000 2490 361.147 568.4 1023.45 0 0

NONANO 0.0000 128.2580 0.0000 2280 330.688 594.7 1070.79 0 0

DECANO 0.0000 142.2850 0.0000 2100 304.581 617.7 1112.19 0 0

HIDROGENO 0.0000 2.0159 0.0000 1293 187.535 33 59.73 0 0

HELIO 0.0000 4.0026 0.0000 227.5 32.996 5.2 9.69 0 0

AGUA 0.0000 18.0153 0.0000 22064 3200.136 647.1 1165.11 0 0

CO 0.0000 28.0100 0.0000 3494 506.766 132.86 239.478 0 0

N2 0.0051 28.0130 0.1429 3398 493.000 126.21 227.6 2.5143 1.16076

OXIGENO 0.0000 31.9986 0.0000 5043 731.431 154.59 278.592 0 0

H2S 0.0491 34.0760 1.6731 8963 1306.000 373.37 672.7 64.1246 33.02957

ARGON 0.0000 39.9480 0.0000 0.000 0.33 0 0

CO2 0.1101 44.0100 4.8455 7374 1071.000 304.11 547.9 117.9171 60.32379

FUENTE: elaboración propia

La columna 2 nos muestra la composición. Y la columna 3 los pesos moleculares década componente y

las propiedades físicas la columna 5, 7.

a. HALLANDO LA Ma.

Ma=∑Yi .Wi=35.9688 lbmlbmol

b. GRAVEDAD ESPECÍFICA.

γ a=∑ Yi .Wi28.97

=1.24158843

c. PRESION PSEUDOCRITICA.

PSC=∑PciY ci=709.3887 lpca

d. TEMPERATURA PSEUDOCRITICA.

T SC=∑T ciY ci=505.907851 ° R

TABLA 3. RESUMEN DE LAS PROPIEDADES PSEUDOCRITICAS DEL GAS.

MASA MOLECULAR 35.9688 lbm/lbmol

GRAVEDAD ESPECIFICA1.2415884

3 CORRELACION DE STANDING

PRESION PSEUDOCRITICA 709.3887 lpca 370.301478 lpca

TEMPERATURA PSEUDOCRITICA 505.907851 °R 1144.22691 °RFUENTE: elaboración propia

II.2 UTILIZANDO LOS MÉTODOS DE STADING Y KATS

i. (RECOMIENDA UTILIZAR LA CORRELACIÓN HECHA POR WITCHERT Y AZIZ)

ii. HALL Y YARBOROUGH

iii. BRILL BEGGS

DETERMINE EL FACTOR DE COMPRESIBILIDAD ‘’Z’’ PARA EL GAS CUYA COMPOSICIÓN SE

REPRESENTA EN LA TABLA 1. A UNA PRESIÓN DE 3810 LPCA Y TEMPERATURA 194°F.

METODO DE STANDING Y KATZ

i. CORRELACION POR IMPURIZAS WICHERT Y AZIZ

A=Y CO2+Y H 2S………………………………………………………………………………………………………………….3

B=Y H 2S……………………………………………………………………………………………………………………………….4

F sk=120 ( A0.9−A1.6 )+15 (B0.5−B4)…………………………………………………………………….……….5

T SC=(∑T ciY ci )−F sk……………………………………………………………………………………………………………6

PSC=(∑PciY ci )T SC

∑T ciY ci+B (1−B )F sk…………………………………………..…..7

DONDE:

F sk=factorde cion, ° R

Y H 2S=fraccionmolar deacido sulfidrico

Y CO 2=fracionmolar del dioxidodecarbono

SOLUCIÓN

Reemplazando en la ecuación 3.

A=Y CO2+Y H 2S=0.0491+0.1101=0.1592


B=Y H 2S=0.0491


F sk=120 x (0 .15920 . 9−0 .15921 . 6 )+15 x (0 .04910 .5−0 .04910 .5 )=¿19.9385

Finalmente reemplazando en la ecuación 6.

PSC=(∑PciY ci )T SC

∑T ciY ci+B (1−B )F sk= 709.3887 lpca∗485 .9693 ° R

505.907851 ° R+0 .0491 (1−0 .0491 )19 .9385 ° R=680.1791 lpca.

TABLA 4. RESUMEN DE CORRELACION POR IMPURIZAS WICHERT Y AZIZ

A= 0.1592B= 0.0491F sk=¿ 19.9385 °RT SC=¿ 485.9693 °R PSC=¿ 680.1791 lpca

Fuente: elaboración propia.

i. HALL Y YARBOROUGH Psr=

PP sc…………………………………………………………………………………………………………………………8

T sr=TT sc…………………………………………………………………………………………………………………………9

A=−1.2(1−t )A……………………………………….…………………………………………………………………10

−0.06125 Psr . t . eA+Y +Y 2+Y 3−Y 4

(1−Y )3−(14.76 t−9.76 t 2+4.58 t 3 )Y 2+ (90.7 t−242.2 t2+42.4 t3 )Y ( 2.18+2.82 t )=0

.11Zg=

0.06125 Psr . t .e A

Y……………………………..…………………….12

DONDE:

Psr=presion pseudo reducida

T sr=temperatura pseudo reducida

Y=dencidad reducidaque se obtienede laec .anterior

SOLUCIÓN


Psr=PP sc

= 3810 lpca680 .1719

=5 .60146585 lpca


T sr=TT sc

= 654 ° R485 .9693

=1 .345764 ° R


A=−1.2 (1−t )A=1.2 (1−0.74307234 )−0 . 07921419=−0 .07921419

Reemplazando en la ecuación 11, resolviendo.

−0.06125∗5 .60146585lpca∗0.74307234∗exp (−0 .07921419 )+2 .99 E−2 .99 E−01+2 .99E−012+2 .99 E−013+2 .99 E−014

(1−2.99 E−01 )3−(14 .76∗0.74307234−9.6∗0.743072342+4 .58∗0.743072343)∗2 .99 E−012+( 90 .7∗0.74307234−242.2∗0.743072342+42.2∗0.743072343 ) 2 .99 E−01( 2 .18+2 .82∗0.74307234 )=0

Y=2.99 E−01

Finalmente Reemplazando en la ecuación 12.

Zg=0.06125∗5 .60146585∗0.74307234∗exp (−0 .07921419)

2 .99 E−01=7 .89E−01

TABLA 5. RESUMEN DE CORRELACION De HALL Y YARBOROUGHP=¿ 3810 lpcaT=¿ 654 °RPsr=¿ 5.60146585 lpca

T sr=¿ 1.345764 °Rt=¿ 0.74307234A=¿ -0.07921419Y=¿ 2.99E-01 -0.00050027Zg=¿ 7.89E-01


ii. BRILL BEGGS

A=1.39 (T sr−0.92 )0.5−0.36T sr−0.101……………………………………………………………….13

B=( 0.62−0.23T sr ) Psr+( 0.066T sr−0.86

−0.037)Psr2+ 0.32P sr6

109(T sr−1) …………………………………..14

C=¿…………………………………………………………...……….….....………..15D=antilog (0.3106−0.49T sr+0.1824 T sr

2)……………………………….…………………….16Zg=A+

(1−A)0.06125P sr .t .eA

eB+C .P sr

D………………………………….17

DONDE:

Zg=¿factor decompresibilidad

SOLUCIÓN


A=1.39 (1.345764−0.92 )0.5−0.36∗1.345764−0.101=¿0.32150822Reemplazando en la ecuación 14.

B=(0.62−0.23∗1.345764 ) 5.60146585+( 0.0661.345764−0.86

−0.037)5.6014658 52+ 0.32 5.601465856

109(1.345764−1) =12.4810864


C=(0.132−0.32 log 1.345764)


D=antilog (0.3106−0.49∗1.345764+0.1824 1.3457642 )=¿0.95833372Finalmente Reemplazando en la ecuación 17.

Zg=0.32150822+(1−0.32150822 )0.06125∗5.60146585∗0.74307234∗exp (0.32150822)

e12.4810864 +0.09072995 .5.601465850.95833372=0.79452416

TABLA 6. RESUMEN DE BRILL BEGGS

T sr=¿ 1.345764 °RPsr=¿ 5.60146585 lpca

A= 0.32150822B= 12.4810864C= 0.09072995D= 0.95833372

0.79452416


II.3 DETERMINE EL FACTOR VOLUMÉTRICO A UNA PRESIÓN DE 3810 LPCA Y TEMPERATURA DE 194°F PARA LAS CONDICIONES DADAS EN LA TABLA 1. Y PARA Z=0.78. QUE SIGNIFICA DICHO RESULTADO.

Bg=0.02829ZTP;PCYPCN

……………………………………………….…………………………..18

Bg=0.00504ZTP;BYPCN

…………………………………………………………..……………….19

DONDE:

Bg=factor volumetrico

Z=factor de compresibilidad

T=temperaturaen , ° R

P=presion ,lpca

SOLUCIÓN


Bg=0.028290.78∗654

3810=0.003788 ;

PCYPCN


Bg=0.005040.78∗654

654=0.000675 ;

BYPCN

TABLA 7. RESUMEN DE DETERMINE EL FACTOR VOLUMÉTRICO A UNA PRESIÓN DE 3810 LPCA Y TEMPERATURA DE 194°F

z= 0.78P= 3810 LpcaT= 654 °RBg=¿ 0.003788Bg=¿ 0.000675

FUENTE: Elaboración propia.

II.4 UTILIZANDO EL MÉTODO DE MATAR, BRAR Y AZIZ, DETERMÍNELA COMPRESIBILIDAD DEL GAS CUYA COMPOSICIÓN SE PRESENTA EN LA TABLA 1.

Psr=PP sc

…………………………….…………………………………..…………………………………….…………….19

T sr=TT sc

………………………………………………………………..…………………………………………….……..20

Psc=PPsr

…………………..………………………………….………..…………………………………………………….21

T sc=TT sr

……………….……………………….……………………………………………………………………………22

Dr=0.27P srzT sr

;BYPCN

…………………………………………………….……………………….………………………….23

( ∂Z∂ Dr)ɣsr=A1+ A2

T sr+ A3

T sr3

2(A 4+ A5T sr )Dr+5 A5. A 6( Dr

4

T sr )+2. A7 ( Dr

T sr3 )(1+A8.Dr

2 .Dr4−A82Dr

4)e(A5 Dr2)

….24

Cgr=1Psr

−0.27Z2

0.27 P srzT srT sr ( ( ∂Z

∂ Dr x )ɣsr1+Dr

Z ( ∂Z∂ Dr x )ɣsr )…………………….............................................................................25

Cgr=C g∗Psc……………………………………………………………………………….….………………….……….26Cg=

1Psc .P sr

−1

Z . Psc ( ∂Z∂ Dr)ɣsr

…………………………………………………………………..….…..…………………………..…..27

Cg=1P

………………………………………………………………………………………………..………………………………………….28

DONDE: Cg=la compresibilidad

SOLUCIÓN


Psr=PP sc

= 3810680 .1791

, lpca


T sr=TT sc

= 654485.969308

, ° R


Psc=PPsr

= 3810680.1791

A1 0.31506237A2 -1.04670990A3 -0.57832729A4 0.53530771A5 -0.61232032A6 -0.10048813A7 0.68157001A8 0.68446549


T sc=TT sr

= 654485.969308


Dr=0.27P srzT sr

=0.27∗5.601465850.7897∗1.345764

=1.4230967 ;BYPCN


( ∂Z∂ Dr )ɣsr=0.31506237+−1.046709901.345764

+−0.578327291.3457643 2(0.53530771+ A5

1.345764 )1.4230967+5∗−0.61232032∗−0.10048813( 1.42309674

1.345764 )+2∗0.68157001( 1.42309671.3457643 ) (1+0.68446549∗1.42309672 .1.42309674−0.6844654921.42309674 )e (0.68446549∗1.42309672 )=0.59966955


Cgr=1

5.60146585− 0.27∗5.60146585

0.789 72∗1.345764 ( 0.59966955

1+1.4230967

0.7897∗0.59966955 )=0.08580245


Cgr=C g∗Psc=5.60146585∗0.08580245=0.48061949


Cg=1Psc

= 1680.1791

=0.00012615 ; gas ideal

TABLA 8. RESUMEN DEL MÉTODO DE MATAR, BRAR Y AZIZ, DETERMÍNE LA COMPRESIBILIDAD DEL GAS

P= 3810T= 654

Psc=¿ 680.1791T sc=¿ 485.969308

Z= 0.7897T sr=¿ 1.345764Psr=¿ 5.60146585Dr=¿ 1.4230967

( ∂Z∂ Dr)ɣsr

=¿0.59966955

Cgr=¿ 0.08580245Cgr=¿ 0.48061949Cg=¿ 0.00012615


II.5 UTILIZANDO LA CORRELACIÓN DE LEE, GONZALES Y EAKIN DETERMÍNELA VISCOSIDAD DEL GAS CUYA COMPOSICIÓN SE REPRESENTA EN LA TABLA 1. A UNA PRESIÓN DE 3810 LPCA Y TEMPERATURA DE 194°F.

K=(9.4+0.02Mg )T 1.5

209+19Mg+T……………………………………………………………………..…………………..29

X=3.5+ 986T

+0.01Mg………………………………………………………………….……………..30

Y=2.4−0.2 X…………………………………………………………………………..……………………31

ug=Kexp (xDgY )

10000…………………………………………………………………….32

DONDE:

ug=viscosidad

T=temperatura absoluta, °R

Dg=densidad de gas a P y T, gm/cc

Mg=pesomolicular del gas ,lb / lbmol

SOLUCIÓN


K=(9.4+0.02∗35.9688 ) 654.001.5

209+19∗35.9688+35.9688=109.4451


X=3.5+ 986654.00

+0.01∗35.9688


Y=2.4−0.2∗5.3673


ug=109.4451∗exp(5.3673∗0.4012(1.1665))

10000=0.0696 , cp

TABLA 9. RESUMEN DEL CORRELACIÓN DE LEE, GONZALES Y EAKIN DETERMINACIÓN DE LA

VISCOSIDAD DEL GAS

Z= 0.7800P= 3810.0000

Mg= 35.9688 lb/lbmolT= 654.00 °R

Dg=¿ 0.4012 gm/ccK= 109.4451X= 5.3673Y= 1.1665

ug=¿ 0.0696 cp


III. CONCLUSIÓN

se determinó mediante cálculos con Microsoft Excel la presión y temperatura pseudodocritica utilizando la correlación de standing para el gas cuya composición se presenta en la tabla. 1

Se Determin0 mediante cálculos con Microsoft Excel el factor de compresibilidad ‘’z’’ para el gas cuya composición se representa en la tabla 1. Utilizando los métodos de stading y kats. A una presión de 3810 lpca y temperatura 194°F.

Se Determinó mediante cálculos con Microsoft Excel el factor volumétrico para las condiciones dadas en la tabla 1.

Se determinó mediante cálculos con Microsoft Excel la compresibilidad del gas cuya composición se presenta en la tabla 1. Utilizando el método de matar, brar y aziz, igual a 0.000012615.

Se Determinó Mediante el uso del programa Microsoft Excel la viscosidad del gas cuya composición se representa en la tabla 1. se obtuvo con la ecuación de de lee, Gonzales y Eakin igual a 0.0696 cp.

IV. BIBLIOGRAFÍA

Arias O, Fidias G., “El Proyecto de Investigación”, Tercera Edición, Editorial Episteme, Caracas – Venezuela (1999).

Pérez, R. y Martínez, M., “Ingeniería de Gas Natural”, Ingenieros Consultores SRL, Maracaibo, Venezuela (1994).

Trabajo. termo ii

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