Post on 03-Jul-2015
Mezcla de dos
Componentes
José Gonzalo Pabón Vera
Cód. 2083385
Agenda
1. Introducción
2. Sustancia pura
3. Mezcla de dos componentes
4. Aplicación
5. Artículo
5. Conclusión
Bibliografía
Introducción
Imagen 1: http:lacoalicionpetrolera.blogspot.com
Sustancia pura
AB: Línea de presión de vapor
AC: Línea de punto de fusión
AD: Línea de presión de sólido
Prof. J. R. Culham, Uneversity of waterloo.
http://www.mhtl.uwaterloo.ca/courses/ece309/lectures/pdffiles/S08_chap2_web.pdf
Mezcla de dos
componentes
Los diagramas de fase de las mezclas binarias sirven
para ilustrar el comportamiento de los fluidos
multicomponentes a diferentes presiones,
temperaturas y composiciones.
T
P
Curva Pv componente B
Punto critico
Componente A
Punto critico
Componente B
Punto critico
Mezcla
Rango de P
para dos
fases
Rango de T
para dos
fases
Curva Pv componente A
REPSOL YPF, Comportamiento de fase
Mezcla de dos componentes
Diagrama Presión - Temperatura
Envolvente de fases (BCA): Región en la que coexisten las dos fases.
Líneas de calidad: Representan porcentajes iguales de volumen de líquido.
Línea de puntos de burbuja (AC): Separa la región líquida de la región de dos fases.
Línea de puntos de rocío (BC): Separa la región gaseosa de la región de dos fases.
T
P
Línea de punto
de rocío
Pc
GAS
Línea de punto
de burbuja
100
Vol %
liquido
75
50
25
P1
P2
LIQUIDO
B
C
A
The Properties of Petroleum Fluids - WILLIAM D. McCAIN - 2th Ed.
0
T
P
Pc
GAS
100
75
50
25
LIQUIDO
Pcb
Tct
Temperatura Cricondentérmica (Tct): Máxima temperatura a partir de la cual no se puede formar líquido pese a que se reduzca la presión. Máxima temperatura a la que pueden coexistir dos fases.
Presión cricondembárica (Pcb): Máxima presión a partir de la cual no se puede formar gas pese a que se reduzca la temperatura. Máxima presión a la que pueden coexistir dos fases.
Punto crítico (C): Punto en el cual todas las propiedades intensivas del líquido y el gas son iguales.
Diagrama Presión - Temperatura
The Properties of Petroleum Fluids - WILLIAM D. McCAIN - 2th Ed.
0
Diagrama Presión - Volumen
Diagrama Composicionales
The Properties of Petroleum Fluids - WILLIAM D. McCAIN - 2th Ed.
2 3
Liquido
Gas
Pre
sió
n, p
sia
Composición molar % componente A
T=Ta
Línea Enlazante
LINEA ENLAZANTE: Une la
composición del liquido y la
composición del gas en equilibrio.
Son siempre horizontales.
1
0 100
Diagrama Composicionales
The Properties of Petroleum Fluids -
WILLIAM D. McCAIN - 2th Ed.
B C
Liquido
Gas
Pre
sió
n,
psia
Composición molar % componente A
T=Ta
A
0 100
𝐿𝑖𝑛𝑒𝑎 𝐴𝐵
𝐿𝑖𝑛𝑎 𝐵𝐶
Relación de moles gas a moles totales
de muestra
𝐿𝑖𝑛𝑒𝑎 𝐴𝐶
𝐿𝑖𝑛𝑎 𝐵𝐶
Relación de moles liquido a moles totales
de muestra
T
P
Pc
GAS
100
75
50
25
LIQUIDO
Pcb
Tct
The Properties of Petroleum Fluids - WILLIAM D. McCAIN - 2th Ed.
Condensación Retrógrada
P1
P2
0
15
Aceite con baja merma
Líneas de calidad equiespaciadas, pero cercanas a la línea de puntos de rocío.
GOR < 200 (SCF / STB)
°API < 35
Colores oscuros.
C7+ > 20%
Aceites volátiles
Líneas de calidad equiespaciadas, pero cercanas a la línea de puntos de burbuja; a bajas presiones, éstas líneas se separan más.
Alta merma una vez se alcanza la línea de puntos de burbuja.
GOR: 2000 – 3200 (SCF / STB) °API: 45 – 55 Verdosos a naranjas.
Depósito de gas húmedo
Temperatura
Tyto > Tct
En el yacimiento sólo habrá una fase presente (gas).
A condiciones de separador, el fluido se manifiesta en dos fases (gas y líquido).
GOR: 60000 – 100000 (SCF / STB).
°API > 60
Color translucidos (agua).
C7+ < 4%
De
ple
ció
n
Separador
Depósito de gas seco
Tyto > Tct
Tanto a condiciones de yacimiento, como a condiciones de separador, sólo habrá una fase presente (gas).
Depósito de gas retrógrado
Si Tc < Ti < Tct
Se presenta un máximo de producción de líquidos (hasta 15 – 20%).
GOR: 8000 – 70000 (SCF / STB).
°API > 50
Color translucidos (agua) o ligeramente coloreados.
C7+ < 12,5%
Variación según los
componentes
Notas Termodinámica de hidrocarburos, Ing. Kamilo yatte, UIS, 2do semestre 2010,
Efectos de la composición
Notas Termodinámica de hidrocarburos, Ing. Kamilo yatte, UIS, 2do semestre 2010,
“The Cricondentherm and Cricondenbar
Temperatures of Multicomponent
Hydrocarbon Mixtures”
Autores GRIEVES, R.B.; THODOS, GEORGE
Fecha Diciembre 1963
Número SPE 616-PA
¿En qué consiste?
El objetivo es el cálculo preciso de las temperaturas
cricondentérmica y cricondenbárica de una mezcla de
hidrocarburos de varios componentes cuya composición es
conocida. Las mezclas pueden contener cualquier número
de componentes, incluyendo parafinas e iso-parafinas,
olefinas, acetilenos naftenos y aromáticos.
• Composición molar de la mezcla
• Punto de burbuja
Variables y constantes
Tt: Temperatura cricondentérmica
Tb: Temperatura cricondenbárica
Tb: punto de ebullición normal de la mezcla (atmosférica) .
Tbi: Punto de burbuja de cada componente.
T’b: Promedio molar de los puntos de burbuja normal.
Tc: Temperatura crítica.
T’c: Temperatura pseudocritíca.
xl: Fracción molar del componente con bajo punto de burbuja.
Fig. 1 Relación entre Tt / T’c y T’b / Tb para un sistema de hidrocarburos
Grafica
Fig. 2 Relación entre Tp / T’c y T’b / Tb para un sistema de hidrocarburos
Grafica
Ejemplo
Determinar las temperaturas Tc y Tb de una mezcla de
hidrocarburos con la siguiente composición:
Cp xi Tbi ºR Tci ºR
Etano 0,254 331,7 549,6
Propano 0,255 416,1 666
n-Butano 0,255 491,6 765,7
n-Pentano 0,2360 556,6 847,1
Ejemplo
Se escoge la mezcla binaria de puntos de burbuja más altos:
𝑥, 𝑛 − 𝐵𝑢𝑡𝑎𝑛𝑜 =0,255
0,255 + 0,236= 0,519
𝑥, 𝑛 − 𝑝𝑒𝑛𝑡𝑎𝑛𝑜 = 0,481
Ahora se halla T’b, la Tb y la T’c.
𝑇′𝑏 = 491,6 ∗ 0,519 + 556,6 ∗ 0,481 = 522.8 °𝑅
𝑇𝑏 = 513 °𝑅
𝑇′𝑐 = 765,7 ∗ 0,519 + 847,1 ∗ 0,481 = 804.9 °𝑅
𝑇′𝑏
𝑇𝑏= 1,02 𝑥𝑙 = 0,519
1
2
3
Fig. 1 Relación entre Tt / T’c y T’b / Tb para un sistema de hidrocarburos
𝑇𝑡
𝑇′𝑐= 1,01
𝑇𝑡 = 1,01 ∗ 804,9
𝑇𝑡 = 812,9 °𝑅
Fig. 2 Relación entre Tp / T’c y T’b / Tb para un sistema de hidrocarburos
𝑇𝑝
𝑇′𝑐= 1,007
𝑇𝑝 = 810,5 °𝑅
Ejemplo
Se escoge una mezcla de tres componentes de puntos
de burbuja más altos y se realizan los mismos pasos :
Ahora se halla T’b, la Tb y la T’c.
𝑇′𝑏 = 486,3 °𝑅 𝑇𝑏 = 445 °𝑅
𝑇′𝑐 = 666 0,342 + 𝟖𝟏𝟎, 𝟓 𝟎, 𝟑𝟒𝟐 + 𝟎, 𝟑𝟏𝟔 = 761,1 °𝑅
𝑇′𝑏
𝑇𝑏= 1,069 𝑥𝑙 = 0,342
1
2
3
Se saca una nueva composición.
Tt binario 𝑇′𝑐 = 666 0,342 + 𝟖𝟏𝟐, 𝟗 (𝟎, 𝟑𝟒𝟐 + 𝟎, 𝟑𝟏𝟔) = 762,7 °𝑅
Tp binario
Conclusión
Imagen 2: N&V Consultores, C.A. (N&V, C.A.), www.nvca.net.ve
Bibliografía • Willian D. McCain, The Properties of Petroleum Fluids. 2th Ed.
• Emil J. Burcik, Properties of Petroleum Reservoir Fluids.
• Grieves, R.B. Thodos, George, The Cricondentherm and
Cricondenbar Temperatures of Multicomponent Hydrocarbon
Mixtures
• Ing. Robinson Jiménez, Notas Tópicos. 1er semestre 2009. Uis
sede Barrancabermeja
Web
• Prof. J. R. Culham, Uneversity of waterloo.
http://www.mhtl.uwaterloo.ca/courses/ece309/lectures/pdffiles/S08_
chap2_web.pdf
• REPSOL YPF, Comportamiento de fase