REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPÙLAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA UNEFA NÚCLEO PORTUGUESA
UNIDAD III. GASES REALES Prof. Alfredo Rodríguez
All Right Reserved Copyright © 2009 Gasotécnia. UNEFA UNEFA
INTRODUCCIÓN
COMPORTAMIENTO DE LOS GASES REALES
No se cumple el comportamiento Ideal donde: El Volumen de las moléculas es insignificante. No existe atracción molecular o
Ecuación de los Gases Ideales
P.V= n.R.T
repulsión.
Solo Se cumple a P y T bajas
A condiciones de P y T altas (comunes) esta ecuación no se cumple, es por ello que se introduce un factor de corrección.
P.V= Z.n.R.T
FACTOR DE SUPERCOMPRESIBILIDAD “Z”
El factor Z, por definición, es la razón del volumen que realmente ocupa un gas a determinada presión y temperatura, con respecto al volumen que ocuparía ese mismo gas si se comportara como ideal, así:
FACTOR DE SUPERCOMPRESIBILIDAD “Z”
IMPORTANCIA DEL CALCULO DEL FACTOR Z
FACTOR DE SUPERCOMPRESIBILIDAD “Z”
METODOS PARA CALCULAR Z SE BASAN EN LA “TEORIA DE LOS ESTADOS CORRESPONDIENTES”
Z = f (P, T y la Composición)
FACTOR DE SUPERCOMPRESIBILIDAD “Z”
METODOS PARA CALCULAR Z
METODOS PARA CALCULAR “Z”
METODOS GRAFICOS
STANDING -KATZ Este método es probablemente el más popular para calcular el factor de compresibilidad de gases dulces y que contengan pequeñas cantidades de gases no hidrocarburos. Standing y Katz presentaron una correlación gráfica mostrada en la figura 3.2, la cual puede ser utilizada para determinar Z de un gas natural a partir de la y Para obtener el valor de (Z) a través de esta gráfica.
Wichert y Azis Modificaron el método de Standing Katz con el fin de aplicarlos a gases agrios.
METODOS PARA CALCULAR “Z”
METODOS GRAFICOS
STANDING -KATZ Pasos: 1.
Calcular las condiciones seudocriticas por la regla de Kay (Psc, Tsc)
2.
Corregir por acidez las condiciones seudocriticas a través del método de Wichert y Azis. Tsccorregida = TscSC - Fsk
P SC
Psc) sc.T Tsc) sc B(1 B) xF SC
SK
A = yH2S + yCO2 B = yH2S 3.
Calculamos las condiciones seudoreducidas y vamos a la grafica.
METODOS PARA CALCULAR “Z”
METODOS GRAFICOS
STANDING -KATZ Ejemplo: Composición C1 C2 C3 n-C4 i-C4 n-C5 i-C5 n-C6 C7+ H2S CO2
Yi 0,4165 0,0701 0,1814 0,0523 0,0077 0,0043 0,0348 0,0075 0,0057 0,1348 0,0849
METODOS PARA CALCULAR “Z”
METODOS GRAFICOS
METODO DE PITZER Este método utiliza la siguiente ecuación, para el cálculo de Z
En la fórmula (102) Z0 y Z1 son funciones de (TSR y PSR ), y se obtienen a partir de las figuras 3.4 y 3.5
Los Valores del Factor acéntricos para compuestos puros están tabulados en las tablas de propiedades físicas del GPSA.
METODOS PARA CALCULAR “Z”
METODOS GRAFICOS
METODO DE PITZER Pasos: 1.
Calcular las condiciones seudocriticas por la regla de SBV.
Regla de Stewart- Burkhardt- Voo (SBV )
METODOS PARA CALCULAR “Z”
METODOS GRAFICOS
METODO DE PITZER Pasos: 2. Corregimos las condiciones seudocriticas por el factor de ajuste de Pitzer (Fp).
METODOS PARA CALCULAR “Z”
METODOS GRAFICOS
METODO DE PITZER Pasos: 3.
Calculamos las condiciones Seudorreducidas y vamos a las graficas para calcular Z0 y Z´ .
METODOS PARA CALCULAR “Z”
METODOS GRAFICOS
METODO DE PITZER Pasos: 4.
Calculamos el factor acéntrico de la mezcla.
5. Finalmente calculamos Z, sustituyendo los valores.
METODOS PARA CALCULAR “Z”
METODOS GRAFICOS
METODO DE REFRACCION MOLECULAR DE EYKMAN (EMR) Este método se basa en la refracción (Variacion) molecular usando el refractómetro luz amarilla de la línea D del sodio Valores de la refraccion molecular de Eykman, EMR, de los componentes mas comunes del gas natural Componente
ERM
Componente
ERM
C1
13,983
C8
86,193
C2
23,913
C9
96,529
C3
34,316
C10
106,859
nC4
44,243
C11
117,173
iC4
44,741
C12
127,499
nC5
55,267
N2
9,407
iC5
55,302
C02
15,750
nC6
65,575
H2S
19,828
iC6
65,475
02
8,495
nC
75,875
METODOS PARA CALCULAR “Z”
METODOS GRAFICOS
METODO DE REFRACCION MOLECULAR DE EYKMAN (EMR) Pasos: 1.
Se divide la composición en dos grupos. Grupo I: C 1 e impurezas. Grupo II: C 2 y Demas componentes. 2. Si se encuentra presente el C7+ calcular su EMR a partir de la siguiente ecuación. M: peso molecular del C7+.
EMR
2,4079 0,7293 xM 3,268 x105 xM 2
METODOS PARA CALCULAR “Z”
METODOS GRAFICOS
METODO DE REFRACCION MOLECULAR DE EYKMAN (EMR) Pasos: 3.
Para cada grupo del paso 1, se calcula: EMR1 = Σ yi*.EMRi
EMR2 = Σ yii*.EMRii
Yi, es la fraccion molar de los componentes del grupo I, yii es la fraccion molar de los componentes del grupo II. 4. Con EMR1, y con el grafico 1-10 o la siguiente ecuacion, se calcula Tc/Pc: (Tc/Pc )1= 0,4238 + 0,005117( ΣEMR1) 5. Con EMR2, y con el grafico 1-10 o la siguiente ecuacion, se calcula Tc/Pc: (Tc/Pc )2= 0,1419+0,02437( ΣEMR2) + 0,00007911( ΣEMR2^2)
METODOS PARA CALCULAR “Z”
METODOS GRAFICOS
METODO DE REFRACCION MOLECULAR DE EYKMAN (EMR) Pasos: 6. Se calcula Tc/Pc total de la mezcla: Tc/Pc = (yi* (Tc/Pc )1) + (yii* (Tc/Pc )2) 7. Se calcula EMRm Refraccion molecular de Eykman de la mecla. EMRm= Σ yi*EMRi 8. Con EMRm calculamos la relacion Tc/(Pc^0,5): Tc/(Pc^0,5) = 5,130 + 0,6604(EMR m) – 0,001074(EMRm^2) 9. Con paso 6 y 8, calculamos PORFIN las condiciones seudocriticas de la mezcla.
METODOS PARA CALCULAR “Z”
METODOS GRAFICOS
METODO DE REFRACCION MOLECULAR DE EYKMAN (EMR) Pasos: 10. Calculamos las condiciones seudoreducidas y calculamos Z en la grafica.
10. Calculamos….
Vergacion ……….
METODOS PARA CALCULAR “Z”
METODOS A TRAVES DE ECUACIONES
METODO DE PAPAY Este método es muy usado en Hugria y emplea la siguiente ecuación en función de Psr y Tsr.
Pasos: 1. Calcule las condiciones seudoreducidas por su metodo de preferencia (Kay, SBV, EMR) 2. Maginate….. Calcular Z por la formula. Nawa e’ dificil!!! Nota: No me hago responsable por mal uso de la calculadora.
METODOS PARA CALCULAR “Z”
METODOS A TRAVES DE ECUACIONES
METODO DE BRILL Y BEGGS
10
METODOS PARA CALCULAR “Z”
METODOS A TRAVES DE ECUACIONES
METODO DE HALL Y YARBOROUGH
METODOS PARA CALCULAR “Z”
METODOS A TRAVES DE ECUACIONES
METODO DE DRANCHUK Y ABOU-KASSEM
METODOS PARA CALCULAR “Z”
METODOS A TRAVES DE ECUACIONES DE ESTADO
ECUACION DE VAN DER WAALS
NO APLICA PARA MEZCLA DE GASES
METODOS PARA CALCULAR “Z”
METODOS A TRAVES DE ECUACIONES DE ESTADO
ECUACION DE REDLICH-KWONG-SOAVE
METODOS PARA CALCULAR “Z”
METODOS A TRAVES DE ECUACIONES DE ESTADO
ECUACION DE PENG ROBINSON
