UNIVERSIDAD AUTONOMA DE GUADALAJARA

PRESIÓN DE VAPOR

¿Qué es Presión de Vapor?

• La presión de vapor constituye una propiedad

física importante de los líquidos volátiles. Este

método se utiliza para determinar la presión de

vapor a 37.8 ºC (100ºF) de productos de

petróleo con punto de ebullición inicial superior a

los 0ºC (32ºF)

• La presión de vapor es sumamente

importante tanto para las gasolinas de

aviación como para la de automóviles, ya

que afecta el arranque, el calentamiento y

la tendencia a la acumulación de vapores

a altas temperaturas y/o grandes altitudes .

• La presión de vapor de petróleo crudos es

indispensable para los productores y

refinadores de crudo, para el manejo general y

el tratamiento inicial en la refinería.

• La presión de vapor también se utiliza como

una medida indirecta de la tasa de evaporación

de solventes volátiles del petróleo

Presión Reíd… ¿Sabes que es?

• Es una prueba desarrollada para determinar la presión

de vapor de un aceite crudo, condensados, gasolinas y

otros productos del petróleo que se almacenan en

tanques.

• El objetivo de esta prueba fue proporcionar un medio

para determinar si un hidrocarburo liquido almacenado

en un tanque vaporizara o no a una temperatura de 100

ºF.

• La prueba PVR proporciona una de la presion

de vapor verdadera (PVV) de un liquido

derivado del petróleo, a una temperatura de

100 ºF.

• El procedimiento para medir esta presión es

complicada y requiere equipo de laboratorio

especializado.

• Si la presión ejercida sobre el componente puro es menor que la presión de vapor (p<pv), el sistema esta totalmente en la fase de vapor.

• Si la presión ejercida sobre el componente puro es mayor que la presión de vapor (p>pv), el sistema esta totalmente en la fase líquida y si la presión ejercida sobre el componente puro del sistema es igual a la presión de vapor (p=pv) el sistema esta totalmente en equilibrio (el vapor y el líquido coexisten en equilibrio).

• Estas condiciones son válidas si la temperatura del sistema que se encuentra solo por debajo de la temperatura crítica del componente puro.

Métodos para determinar la presión de vapor de un sistema con una sustancia pura

• Las cartas de Cox son un método particularmente conveniente para trazar la presión de vapor como una función de la temperatura en componentes puros.

• Las siguientes figuras, representan cartas de Cox de presiones de vapor para parafinas normales e hidrocarburos parafínicos isoméricos, respectivamente.

Carta de Cox para calcular presiones de vapor de parafinas normales.

Temperatura (°F)

Temperatura (°F)Temperatura (°F)

Temperatura (°F)

Presión (lb/pg2 abs.)

Presión (lb/pg2 abs.)

Carta de Cox para calcular presiones de vapor de parafinas isoméricas.

Temperatura (°F)

Temperatura (°F)

Presión (lb/pg2 abs.)

Temperatura (°F)

Temperatura (°F)

Presión (lb/pg2 abs.)

• En estas cartas la escala de la presión de vapor es logarítmica en el eje de las absisas, mientras la escala de la temperatura es arbitraria en el eje de las ordenadas.

• Estas cartas permiten una rápida estimación de la presión de vapor, pv, de una sustancia pura a una temperatura, T.

• El punto crítico se observa en el punto de cada presión de vapor.

• La línea de presión de vapor no se debe de extrapolar a temperaturas mayores que a la temperatura crítica. Sin embargo, en algunos cálculos prácticos es válido extrapolar estas líneas de vapor.

Ejemplo• Se tiene propano puro en una celda de

laboratorio a 80°F y 200psia. Determine el estado en el cual se encuentra esta sustancia a estas condiciones (gas o líquido).

Temperatura (°F)

Temperatura (°F)Temperatura (°F)

Temperatura (°F)

Presión (lb/pg2 abs.)

Presión (lb/pg2 abs.)

• Solución.• Del diagrama de Cox, la presión de

vapor del propano puede leerse como pv = 150 psi, y debido a que la celda se encuentra a 200psi, esto significa que la celda de laboratorio contiene propano licuado (está en estado líquido).

Ecuación de Lee y Kesler para el cálculo de la presión de vapor

• Como se ha comentado anteriormente, debido a las limitaciones computacionales, en un inicio se propuso el uso de diagramas. Sin embargo, Lee y Kesler propusieron la siguiente ecuación para el cálculo de la presión de vapor: BAEXPpp cV

• Donde:

• El factor acéntrico , fue propuesto por Pitzer (1955), como un parámetro de correlación para caracterizar la excentricidad (no-esfericidad) de una molécula, y se define por la expresión siguiente (para Tr = 0.7):

6)(16934.0)ln(2886.109648.692714.5 rrr

TTT

A

6)(4357.0ln4721.136875.152518.15 rrr

TTT

B

cr T

TT

1pp

Logc

v

Ejemplo• Calcular la presión de vapor del propano a

80°F empleando la correlación de Lee y Kesler.

• Paso 1. Obtener las propiedades críticas y el factor acéntrico del propano de la tabla de propiedades físicas

• Tc = 666.01 °R, pc = 616.3 lb/pg2abs y =0.1522

• Cálculo de la temperatura reducida.• Tr = T / Tc = 540/666.01 = 0.81108

• Cálculo de los parámetros A y B, respectivamente:

• A = -1.27359 y B = -1.147045• Cálculo de la pv :• pv = 616.3 EXP[- 1.27359 +0.1522 (-

1.147045)] = 145 lb/pg2abs.