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SEGUNDO EXAMEN PARCIAL DE GAS DE INGENIERÍA DEL GAS NATURAL II
ALUMNA: SALUSTRIA CABEZAS SÁNCHEZ
FECHA: 19 de junio del 2015
EJERCICIO 1:Determine las temperaturas del punto de burbuja y de rocio a 50 psia de presion,
usando la técnica de interpolación-extrapolación, así como el método que sugirió
Dodge, para una mezcla que contiene 22% mol de n-pentano, 28% mol n-hexano,
33% mol n-heptano y 17 % mol de n-octano.
A) UTILIZANDO EL MÉTODO DE DODGE
Cálculo del punto de burbuja
yi= Componentes en estado vapor xi= Componentes en estado líquido
Componentes xiki (50 psia,
250 °F)yi=xi.ki
ki (50psia, 240
°F)yi=xi.ki
ki (50 psia,243 °F)
yi=xi.ki
n-C5 0,22 2,25 0,495 2,1 0,462 2,13 0,4686
n-C6 0,28 1,04 0,2912 1,1 0,308 1,13 0,3164
n-C7 0,33 0,5 0,165 0,52 0,1716 0,53 0,1749
n-C8 0,17 0,26 0,0442 0,23 0,0391 0,236 0,0401
0,9954 0,9807 1,0000
i*= Componente clave (n-C7)
yi*=yi/Σyi 0,165763 yi*=yi/Σyi 0,17497706
ki*=yi*/xi 0,502311 ki*=yi*/xi 0,53023351
La sumatoria obtenida,no se encuentradentro del rango:
0.9999≤Σyi≤1,005; porlo tanto se calcula yi* yse repiten los pasosanteriores. Lo másconveniente es que lasumatoria Σyi=1.
Con el valor ki* modificado y la presión del sistemaigual 50 psia, se calcula la nueva T° en la gráfica (semuestra en los anexos) del componente clave. Eneste caso es del C7+.
La sumatoriaobtenida, seencuentra dentro
del rango:
0.9999≤Σyi≤1,005; por lo tanto la T°del punto burbujaes 243°.Se busca que Σyi=1
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Cálculo del punto de rocío
yi= Componentes en estado vapor xi= Comp. en estado líquido
Componentes yiki (50 psia,
272 °F)xi=yi/ki
ki (50 psia,
284 °F) xi=yi/ki
ki (50
psia,285.5 °F) xi=yi/ki
n-C5 0,22 2,705 0,081331 2,99 0,0735786 3,02 0,07285
n-C6 0,28 1,4 0,2 1,6 0,175 1,64 0,17073
n-C7 0,33 0,7769 0,424765 0,91 0,3626374 0,909 0,36304
n-C8 0,17 0,37 0,459459 0,429 0,3962704 0,433 0,39261
1,165555 1,0074864 0,99923
i*= Componente clave (n-C7)
xi*=xi/Σxi 0,364431 xi*=xi/Σxi 0,3599427
ki*=yi/xi* 0,90552 ki*=yi/xi* 0,9168126
Utilizando el método de Dodge, se obtiene los siguientes resultados para
las temperaturas en el punto de burbuja y de rocío:
TEMPERATURA PUNTO DEBURBUJA
TEMPERATURA PUNTO DEROCÍO
243 °F 285.5 °F
La sumatoria obtenida,no se encuentradentro del rango: 0.995≤Σxi≤1,005; porlo tanto se calcula yi* yse repiten los pasosanteriores. Lo másconveniente es que lasumatoria Σxi=1
Con el valor ki* modificado y la presióndel sistema igual 50psia, se calcula lanueva T° en la gráfica del componenteclave. Las gráficas utilizadas se muestranen los anexos.
La sumatoriaobtenida, seencuentra dentrodel rango:
0.995≤Σxi≤1,005;por lo tanto la T°del punto rocío es
285,5°. Se busca que Σxi=1
y la sumatoriaobtenida es el valormás cercano.
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B) UTILIZANDO EL MÉTODO DE INTERPOLACIÓN-EXTRAPOLACIÓN
Cálculo del punto de burbuja
1) A la presión de 50 psia, se asume una TPB=230°F
Componentes xiki (50 psia,
240 °F)yi=xi.ki
n-C5 0,22 2,2 0,484
n-C6 0,28 1 0,28
n-C7 0,33 0,51 0,1683 Finalmente:
n-C8 0,17 0,24 0,0408
0,9731 x y
°F Σyi
2) A la presión de 50 psia, se asume una TPB=180°F 240 0,9731180 0,4463
Componentes xiki (50 psia,
180 °F)yi=xi.ki
n-C5 0,22 1,09 0,2398
n-C6 0,28 0,455 0,1274
n-C7 0,33 0,199 0,06567
n-C8 0,17 0,079 0,01343
0,4463
3) Se representa los puntos calculados en el diagrama T vs Σyi
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Utilizando la ecuación la T. del punto de burbuja es: 242,511364
y = 0,0088x - 1,1341
0,40,45
0,50,55
0,60,65
0,70,75
0,80,85
0,90,95
11,05
1,11,15
1,2
170 180 190 200 210 220 230 240 250 260
Σ y i
Temperatura en el punto de burbuja (TPB)
Diagrama T vs Σyi
242.5
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Cálculo del punto de rocío
1) A la presión de 50 psia, se asume una TPR=180°F
Componentes yi ki (50psia, 180°F)
xi=yi/ki
n-C5 0,22 1,09 0,202
n-C6 0,28 0,455 0,615
n-C7 0,33 0,199 1,658 Finalmente:
n-C8 0,17 0,079 2,152
4,627 x y
°F Σyi
2) A la presión de 50 psia, se asume una TPR=280°F 189 4,627
280 1,039
Componentes yiki (50
psia, 280°F)
xi=yi/ki
n-C5 0,22 2,9 0,0759
n-C6 0,28 1,6 0,175
n-C7 0,33 0,85 0,388
n-C8 0,17 0,425 0,400
1,039
3) Se representa los puntos calculados en el diagrama T vs Σyi
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Utilizando la ecuación la T. del punto de rocío es: 281,2182
Utilizando el método de Interpolación y extrapolación, se obtiene los
siguientes resultados para las temperaturas en el punto de burbuja y derocío:
TEMPERATURA PUNTO DEBURBUJA
TEMPERATURA PUNTO DEROCÍO
242,5 °F 281,2182°F
y = -0,0394x + 12,08
0,500
1,000
1,500
2,000
2,500
3,000
3,500
4,000
4,500
5,000
170 190 210 230 250 270 290
Σ y i
Temperatura en el punto de rocío (TPB)
Diagrama T vs Σyi
281°F
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EJERCICIO 2:
La figura N°2 presenta la composicion del fluido en el yacimiento. El fluido
proviene de un yacimiento que está a 4000 lpca y 180 °F. Las condiciones de los
separadores son:
Primer separador= 500 lpca y 120°F
Segundo separador= 65 lpca y 120°F
Tanque= 14,7 lpca y 120°F
Determine la composición del líquido y del gas en cada uno de las etapas en un
proceso de separación en tres etapas (Figura 1).
PrimeraSeparación
SegundaSeparación
Tanque
COMPONENTES Composición K K K
C1 0,4404 9,1 64,3 180
C2 0,0432 1,96 13,6 42
C3 0,0405 0,9 3,4 15
C4 0,0284 0,22 0,95 4,2
C5 0,0174 0,0833 0,35 1,4
C6 0,029 0,035 0,11 0,45
C7+ 0,4011 0,014 0,12 0,28
1,0000
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PRIMER SEPARADOR:
V= 0,5450 V= 0,4460
V(Ki-1) V(Ki-1)+1f(V)=zi(Ki-1)/(V(Ki-
1)+1)
(V(Ki-1)+1)^2
(zi (Ki-1)^2)/(V(K-
1)+1)^2V(Ki-1) V(Ki-1)+1
f(V)=zi(Ki-1)/(V(Ki-
1)+1)
(V(Ki-1)+1)^2
(zi (Ki-1)^2)/(V(K
1)+1)^2
4,4148 5,4148 0,6588 29,3203 0,9855 3,6127 4,6127 0,7734 21,2771 1,3580
0,5232 1,5232 0,0272 2,3203 0,0172 0,4282 1,4282 0,0290 2,0397 0,0195
-0,0545 0,9455 -0,0043 0,8940 0,0005 -0,0446 0,9554 -0,0042 0,9128 0,0004
-0,4251 0,5749 -0,0385 0,3305 0,0523 -0,3479 0,6521 -0,0340 0,4252 0,0406
-0,4996 0,5004 -0,0319 0,2504 0,0584 -0,4089 0,5911 -0,0270 0,3494 0,0418
-0,5260 0,4740 -0,0590 0,2247 0,1202 -0,4304 0,5696 -0,0491 0,3244 0,0832
-0,5374 0,4626 -0,8549 0,2140 1,8223 -0,4398 0,5602 -0,7059 0,3139 1,2424
-0,3026 3,0562 -0,0179 2,7861
PROPIEDADES DE OPERACIÓN
P= 4000 lpca 27579 Kpa F=Volumen= 1000000
T= 180 °F 640 °R 355,5556 °KR= 8,31451 m3.kPa/(°K.kmol)
V= 0,7200
Comp.Fracciónmolar Zi
Constante"K"
(Ki-1) zi (Ki-1) zi (Ki-1)^2 V(Ki-1)V(Ki-1)+1
f(V)=zi(Ki-1)/(V(Ki-
1)+1)(V(Ki-1)+1)^2
(zi (Ki-1)^2)/(V(K-
1)+1)^2
C1 0,4404 9,100 8,1000 3,5672 28,8946 5,8320 6,8320 0,5221 46,6762 0,6190C2 0,0432 1,960 0,9600 0,0415 0,0398 0,6912 1,6912 0,0245 2,8602 0,0139
C3 0,0405 0,900
-0,1000
-0,0041 0,0004 -0,0720 0,9280 -0,0044 0,8612 0,0005
C4 0,0284 0,220
-
0,7800
-
0,0222 0,0173 -0,5616 0,4384 -0,0505 0,1922 0,0899
C5 0,0174 0,083
-0,9167
-0,0160 0,0146 -0,6600 0,3400 -0,0469 0,1156 0,1265
C6 0,029 0,035
-0,9650
-0,0280 0,0270 -0,6948 0,3052 -0,0917 0,0931 0,2899
C7+ 0,4011 0,014
-0,9860
-0,3955 0,3899 -0,7099 0,2901 -1,3634 0,0841 4,6342
1,0000 -1,0102 5,7739
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L= 0,5604
V= 0,4396
V(Ki-1) V(Ki-1)+1f(V)=zi(Ki-1)/(V(Ki-
1)+1)
(V(Ki-1)+1)^2
(zi (Ki-1)^2)/(V(Ki-
1)+1)^2
Fracciónmolar enlíquido,xi
Fracciónmolar envapor, yi
3,5608 4,5608 0,7822 20,8006 1,3891 0,0966 0,87870,4220 1,4220 0,0292 2,0221 0,0197 0,0304 0,0595
-0,0440 0,9560 -0,0042 0,9140 0,0004 0,0424 0,0381
-0,3429 0,6571 -0,0337 0,4318 0,0400 0,0432 0,0095
-0,4030 0,5970 -0,0267 0,3564 0,0410 0,0291 0,0024
-0,4242 0,5758 -0,0486 0,3315 0,0815 0,0504 0,0018
-0,4334 0,5666 -0,6981 0,3210 1,2149 0,7080 0,0099
0,000000 2,7866 1,0000 1,0000
SEGUNDO SEPARADOR
PROPIEDADES DE OPERACIÓN
P= 4000 lpca 27579,03 Kpa Volumen= 560398,905
T= 180 °F 640 °R 355,5556 °K
R= 8,31451 m3.kPa/(°K.kmol)
V= 0,8289
Comp.
Fracción
molar Zi
Constante
"K" (Ki-1) zi (Ki-1) zi (Ki-1)^2 V(Ki-1) V(Ki-1)+1
f(V)=zi(Ki-
1)/(V(Ki-1)+1)
(V(Ki-
1)+1)^2
(zi (Ki-
1)^2)/(V(K-1)+1)^2
C1 0,0966 64,3000 63,3000 6,1124 386,9160 52,4694 53,4694 0,1143 2858,9735 0,1353C2 0,0304 13,6000 12,6000 0,3828 4,8230 10,4441 11,4441 0,0334 130,9683 0,0368C3 0,0424 3,4000 2,4000 0,1017 0,2440 1,9894 2,9894 0,0340 8,9363 0,0273
C4 0,0432 0,9500 -0,0500-
0,0022 0,0001 -0,0414 0,9586 -0,0023 0,9188 0,0001
C5 0,0291 0,3500 -0,6500-
0,0189 0,0123 -0,5388 0,4612 -0,0411 0,2127 0,0579
C6 0,0504 0,1100 -0,8900-
0,0448 0,0399 -0,7377 0,2623 -0,1709 0,0688 0,5800
C7+ 0,7080 0,1200 -0,8800
-
0,6230 0,5482 -0,7294 0,2706 -2,3026 0,0732 7,48901,0000 -2,3351 8,3264
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V= 0,5485 V= 0,1494
V(Ki-1) V(Ki-1)+1f(V)=zi(Ki-1)/(V(Ki-
1)+1)
(V(Ki-1)+1)^2
(zi (Ki-1)^2)/(V(K-
1)+1)^2V(Ki-1) V(Ki-1)+1
f(V)=zi(Ki-1)/(V(Ki-
1)+1)
(V(Ki-1)+1)^2
(zi (Ki-1)^2)/(V(K-
1)+1)^2
34,7175 35,7175 0,1711 1275,7425 0,3033 9,4565 10,4565 0,5846 109,3377 3,5387
6,9106 7,9106 0,0484 62,5776 0,0771 1,8823 2,8823 0,1328 8,3078 0,5805
1,3163 2,3163 0,0439 5,3653 0,0455 0,3585 1,3585 0,0748 1,8456 0,1322-0,0274 0,9726 -0,0022 0,9459 0,0001 -0,0075 0,9925 -0,0022 0,9851 0,0001
-0,3565 0,6435 -0,0294 0,4141 0,0297 -0,0971 0,9029 -0,0210 0,8152 0,0151
-0,4881 0,5119 -0,0876 0,2620 0,1523 -0,1330 0,8670 -0,0517 0,7518 0,0531
-0,4826 0,5174 -1,2042 0,2677 2,0483 -0,1315 0,8685 -0,7173 0,7544 0,7268
-1,0600 2,6563 0,0000 5,0465
L= 0,8506
V= 0,1494
V(Ki-1) V(Ki-1)+1f(V)=zi(Ki-
1)/(V(Ki-1)+1)(V(Ki-
1)+1)^2
(zi (Ki-1)^2)/(V(Ki-
1)+1)^2
Fracciónmolar enlíquido,xi
Fracciónmolar envapor, yi
9,4568 10,4568 0,5845 109,3455 3,5385 0,0092 0,5938
1,8824 2,8824 0,1328 8,3083 0,5805 0,0105 0,1433
0,3586 1,3586 0,0748 1,8457 0,1322 0,0312 0,1060
-0,0075 0,9925 -0,0022 0,9851 0,0001 0,0435 0,0414
-0,0971 0,9029 -0,0210 0,8152 0,0151 0,0323 0,0113
-0,1330 0,8670 -0,0517 0,7518 0,0531 0,0581 0,0064-0,1315 0,8685 -0,7173 0,7543 0,7268 0,8151 0,0978
0,000000 5,0463 1,0000 1,0000
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TANQUE
V= 0,0570
Comp. Fracciónmolar Zi Constante"K" (Ki-1) zi (Ki-1) zi (Ki-1)^2 V(Ki-1) V(Ki-1)+1
f(V)=zi(Ki-
1)/(V(Ki-1)+1)
(V(Ki-1)+1)^2
(zi (Ki-
1)^2)/(V(K-1)+1)^2
C1 0,00923 180,000 179,0000 1,6530 295,8795 10,2030 11,2030 0,1475 125,5072 2,3575C2 0,01054 42,000 41,0000 0,4321 17,7171 2,3370 3,3370 0,1295 11,1356 1,5910C3 0,03118 15,000 14,0000 0,4365 6,1116 0,7980 1,7980 0,2428 3,2328 1,8905C4 0,04354 4,200 3,2000 0,1393 0,4459 0,1824 1,1824 0,1178 1,3981 0,3189C5 0,03228 1,400 0,4000 0,0129 0,0052 0,0228 1,0228 0,0126 1,0461 0,0049
C6 0,05809 0,450 -0,5500-
0,0319 0,0176 -0,0314 0,9687 -0,0330 0,9383 0,0187
C7+ 0,81513 0,280 -0,7200-
0,5869 0,4226 -0,0410 0,9590 -0,6120 0,9196 0,4595
1,00000 0,0053 6,6411
L= 0,9422
V= 0,0578 V= 0,0578
V(Ki-1) V(Ki-1)+1f(V)=zi(Ki-1)/(V(Ki-
1)+1)
(V(Ki-1)+1)^2
(zi (Ki-1)^2)/(V(K-
1)+1)^2V(Ki-1) V(Ki-1)+1
f(V)=zi(Ki-1)/(V(Ki-
1)+1)
(V(Ki-1)+1)^2
(zi (Ki-1)^2)/(V(K-
1)+1)^2
10,3462 11,3462 0,1457 128,7370 2,2983 10,3475 11,3475 0,1457 128,7655 2,29782,3698 3,3698 0,1282 11,3556 1,5602 2,3701 3,3701 0,1282 11,3575 1,5599
0,8092 1,8092 0,2413 3,2732 1,8672 0,8093 1,8093 0,2413 3,2736 1,86700,1850 1,1850 0,1176 1,4041 0,3176 0,1850 1,1850 0,1176 1,4042 0,31750,0231 1,0231 0,0126 1,0468 0,0049 0,0231 1,0231 0,0126 1,0468 0,0049-0,0318 0,9682 -0,0330 0,9374 0,0187 -0,0318 0,9682 -0,0330 0,9374 0,0187
-0,0416 0,9584 -0,6124 0,9185 0,4601 -0,0416 0,9584 -0,6124 0,9185 0,4601
0,0000 6,5270 0,000000 6,5260
Fracciónmolar enlíquido,xi
Fracciónmolar envapor, yi
0,0008 0,1465
0,0031 0,1314
0,0172 0,2585
0,0367 0,1543
0,0315 0,0442
0,0600 0,0270
0,8505 0,2381
1,0000 1,0000
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En conclusión se obtuvieron los siguientes resultados:
Primera Separación Segunda Separación Tercera Separación
Fracciónmolar enlíquido,xi
Fracciónmolar envapor, yi
Fracción molaren líquido,xi
Fracción molaren vapor, yi
Fracciónmolar enlíquido,xi
Fracciónmolar envapor, yi
0,096563 0,878720 0,009234 0,593772 0,000814 0,146481
0,030379 0,059544 0,010540 0,143339 0,003127 0,131350
0,042362 0,038126 0,031182 0,106018 0,017234 0,258513
0,043219 0,009508 0,043545 0,041368 0,036747 0,154338
0,029145 0,002428 0,032279 0,011298 0,031550 0,0441700,050366 0,001763 0,058090 0,006390 0,059997 0,026999
0,707965 0,009912 0,815130 0,097816 0,850530 0,238148
1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000
0,096563
0,030379
0,042362
0,043219
0,029145
0,050366
0,707965
1,000000
0,878720
0,059544
0,038126
0,009508
0,002428
0,001763
0,009912
1,000000
0,009234
0,010540
0,031182
0,043545
0,032279
0,058090
0,815130
1,000000
0,593772
0,143339
0,106018
0,041368
0,011298
0,006390
0,097816
1,000000
0,000814
0,003127
0,017234
0,036747
0,031550
0,059997
0,850530
1,000000
0,146481
0,131350
0,258513
0,154338
0,044170
0,026999
0,238148
1,000000
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