mezcla de dos componentes y aplicacion
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Mezcla de dos
Componentes
José Gonzalo Pabón Vera
Cód. 2083385
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Agenda
1. Introducción
2. Sustancia pura
3. Mezcla de dos componentes
4. Aplicación
5. Artículo
5. Conclusión
Bibliografía
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Introducción
Imagen 1: http:lacoalicionpetrolera.blogspot.com
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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
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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.
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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
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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
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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
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Diagrama Presión - Volumen
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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
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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
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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
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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%
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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.
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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
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Depósito de gas seco
Tyto > Tct
Tanto a condiciones de yacimiento, como a condiciones de separador, sólo habrá una fase presente (gas).
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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%
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Variación según los
componentes
Notas Termodinámica de hidrocarburos, Ing. Kamilo yatte, UIS, 2do semestre 2010,
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Efectos de la composición
Notas Termodinámica de hidrocarburos, Ing. Kamilo yatte, UIS, 2do semestre 2010,
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“The Cricondentherm and Cricondenbar
Temperatures of Multicomponent
Hydrocarbon Mixtures”
Autores GRIEVES, R.B.; THODOS, GEORGE
Fecha Diciembre 1963
Número SPE 616-PA
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¿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
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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.
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Fig. 1 Relación entre Tt / T’c y T’b / Tb para un sistema de hidrocarburos
Grafica
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Fig. 2 Relación entre Tp / T’c y T’b / Tb para un sistema de hidrocarburos
Grafica
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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
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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
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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
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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
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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
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Conclusión
Imagen 2: N&V Consultores, C.A. (N&V, C.A.), www.nvca.net.ve
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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
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