Tema N 4 Caracterizacion de Las Fracciones Pesadas

REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAUNIVERSIDAD DEL ZULIA

POSTGRADO DE INGENIERÍAPROGRAMA: INGENIERÍA DE GAS

Instructor: Prof . Carla López Msc.

Tema N° 4: Caracterización de las fracciones pesadas

PROPIEDADES FÍSICAS Y TERMODINÁMICAS

Propiedades de compuestos puros

La mayoría de las propiedades básicas de los compuestos puros se encuentran tabulados en la literatura.

Gravedad específica

Peso molecular

Presión crítica

Temperatura crítica

Volumen crítico

Factor acéntrico

Temperatura de ebullición @ P definida

Presión de vapor @ T definida

Densidad @ P y T definida

@ Condiciones @ Condiciones de referenciade referencia


Datos de las propiedades de compuestos puros

Fig 23-2 Physical Constants. GPSA. Electronic Data Book. 11va edición Capítulo 23.

Las tablas de las propiedades se encuentran disponibles en la mayoría de los textos relacionados con gas natural


Composición:

N a t u r a l G a s E n g i n e e r i n g H a n d b o o kDr. Boyun Guo and Dr. AIi GhalamborUniversity of Louisiana at Lafayette

Componentes Fracción molar

C1

C2

C3

iC4

nC4

iC5

nC5

C6

C7+

CO2

N2

H2S

Metano

Etano

Propano

i-Butano

n-Butano

i-Pentano

n-Pentano

Hexano

Heptano y pesados

Dióxido de carbono

Sulfuro de hidrogeno

Nitrógeno

Fracciones Fracciones pesadaspesadas

Seudocompuesto

Pueden estimarse sus propiedades a partir

de correlaciones

La mayoría de las correlaciones utilizan

dos propiedades

PM, ,Tb


Correlaciones para estimar las propiedades de las fracciones de Correlaciones para estimar las propiedades de las fracciones de hidrocarburoshidrocarburos

Método de Raizi-Daubert

Hydrocarbon phase behavior. Tarek Ahmed

)()(exp)( MWfeMWdMWa cb

212121 exp feda cb

Ecuación general

θ= propiedad físicaa – f= Constante para cada propiedad a estimar

)()(exp)( bbcb

b TfeTdTa

PM (MW),

Tb, Forma 1

Forma 2




Constantes para la Forma 1

)()(exp)( bbcb

b TfeTdTa





)()(exp)( MWfeMWdMWa cb

Constantes para la Forma 2



Método de Kesler - Lee


3102272

32

.10./6977,142019,0.10./47227,0/648,34685,1

.10./11857,0/2898,224244,0/0566,03634,8

bb

bC

TT

TPLn

Presión crítica:


30,15178 0,154277 74,5579. .b C CT PM

Ecuación de Whitson

Para estimar la temperatura de ebullición se puede utilizar:


Método de Kesler - Lee


Temperatura crítica:

b

bC

T

TT

/10.26238,34669,0

.1174,04244,01,8117,3415

Peso molecular:

3122

72

/10./98,1818828,102226,080882,01

/10./79,7203437,102058,077084,01

.3287,36523,44,94866,12272

bb

bb

b

TT

TT

TMW


Método de Rowe

Ecuaciones para estimar las propiedades del C7+

Método de Standing

Método de Katz-Firoozabadi

Método de Cavett’s

Ref. Hydrocarbon Phase Behavior. Cap. 2

Correlación de Mathews


Ref. Correlaciones PVT Carlos Bánzer

Correlaciones para estimar las propiedades de las fracciones Correlaciones para estimar las propiedades de las fracciones pesadaspesadas

Metodo de Rowe

Asume que esta fracción se comporta como un hidrocarburo parafínico normal. Este método usa un factor n para el cálculo de las propiedades.

Propone ecuaciones para estimar Tb, Tc y Pc de C7+

7

1,8 961 10a

CTc

2

32,95597 0,090597a n

7

2,0

14CPM

n

7

7

510 Y

CC

PcTc

0,0137726826 0,6801481651Y n

Basa sus calculos en el PM del C7+

265.0004347,0 2

77

CcCbTT



Método de Standing



Expresión matemática de la Correlación de Mathews, T. A., Roland, C.H. y Katz, D. L.:

Se puede determinar la Psc y Tsc del C7+ en función de la s.g. C 7+ y el PM C7+. También puede ser utilizada para C5+, C6+.

8,0.71,53PMlog.85223191,61PMlog.4311188P 7C7C7C7CSC

7C7C7C7CSC log.3800PMlog.24502,71PMlog.364608T

Psc C 7+ = lpca

Tsc C 7+ = °R

PM C 7+ = lb/lbmol

= gravedad específica 7C Ref. Correlaciones PVT Carlos Bánzer



Correlación de Mathews, T. A., Roland, C.H. y Katz, D. L.:

Ref. Correlaciones PVT Carlos Bánzer

Los autores de estas ecuaciones realizaron varios análisis de propiedades a 26 condensados de hidrocarburos

2 3 51 2 3 4

aa a n a n a n n

Metodo de Katz - Firoozabadi

Donde:

= Cualquier propiedad física, PM, s.g.,Tc, Pc, Tb, ω

1 5a a = Coeficiente de la ecuación dependiendo de la propiedad a calcular

Ref. Hydrocarbon Phase Behavior. Cap. 2. Tabla 2-11



n = número de carbonos





Constantes para la ecuación

Efecto de las fracciones pesadas de hidrocarburo en Efecto de las fracciones pesadas de hidrocarburo en el gasel gas

Deficiente caracterización del

C7+

Problemas en la predicción de propiedades

termodinámicas

Afecta las ecuaciones de estado

Desviación en el diagrama de fases

Problemas en el punto de rocío y

burbuja

Riqueza del gas natural GPM


Diagrama de fases

En el análisis cromatográfico se deben reflejar la riqueza composicional de los fluidos. Se puede presentar una variación mayor de 100°F en la

temperatura de punto de rocío de hidrocarburos, si se emplea un análisis de gas hasta C7+ en lugar de un análisis hasta C15+.

Líquido Vapor

Mezcla

Importancia de la fracción pesada Importancia de la fracción pesada


Data medida disponible C7+

Peso molecular

Gravedad específica

77

N

n Cn

y y

7 77

N

n n C Cn

y PM y PM

7 7

77 . . . .

NC Cn n

n n C

y PMy PM

s g s g

Para cualquier método se debe cumplir que:

Esquemas de extensión de las fracciones pesadasEsquemas de extensión de las fracciones pesadas

Puede extenderse el análisis a hidrocarburos más pesados

C7+

C7

C9

C10

C11

C8

C12+



Esquemas de extensión de las fracciones pesadasEsquemas de extensión de las fracciones pesadas



Método de Katz

Correlación para extender en seudocomponentes la fracción de C7+ dependiendo del número de carbonos

ncn ezz .25903,0

7 ..38205,1

zC7+= Fracción de C7+

n= número de carbono del seudocomponente

zn=Fracción del seudocomponente con número de carbono n.

Esquemas de agrupamiento de las fracciones Esquemas de agrupamiento de las fracciones pesadaspesadas



Procedimiento utilizado para agrupar componentes puros en un seudocomponente

C7+

C7

C9

C10

C11

C8

C12+

Métodos de agrupamiento:

-Whitson - Hong-Lee-Mehra-Montel-Gouel- Schlijper-Behrens-sandler-Gonzalez-Colonomos-Rusinek

Esquemas de agrupamiento de las fracciones Esquemas de agrupamiento de las fracciones pesadaspesadas



Método de Lee

La mejor forma de agrupar los compuestos en C7+ es realizando una normalización de los compuestos pesados

L

iii zz / L

iiL MWMW

L

ciiCL PP

L

ciiCL TT L

iiL

L

iiiLL MWMW //

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