Introduccion A La Ing De Gas

PRESIÓN DE CONVERGENCIA

Los factores k experimentalmente determinados son normalmente graficados contra presión en una escala log-log. Las siguientes figuras muestran proporciones (razones) de equilibrio de dos típicas muestras de petróleo para diversas temperaturas.

Figuras 14-1 y 14-2 aquí

Las formas de las curvas en esas figuras son una característica de la mayoría de las mezclas multicomponentes. A bajas presiones, la inclinación de cada curva es aproximadamente -1.0. una inclinación de -1.0 psi y factores k ideales se calculan por la ecuación siguiente:

Cada curva pasa atravesando un valor de unidad a una temperatura muy cercana a la presión de vapor del componente a la temperatura de la gráfica. Esto es además calculado para el comportamiento de una solución ideal.

A más altas temperaturas, los efectos de no-idealidad son apreciados. La curva para cada componente parte de una inclinación de -1.0. Las curvas tienden a converger hacia un factor k de 1.0.

Definición:

El valor de la presión para el cual los factores k parecen converger a uno es conocido como la presión de convergencia. Si una curva está en su exacta temperatura crítica, las curvas en realidad convergerán a un valor de 1 en la presión crítica. A cualquier otra temperatura diferente a la temperatura crítica, la proporción de equilibrio de las curvas en realidad no se excede más allá de la presión del punto de burbujeo o de la del punto de condensación de la mezcla. De cualquier modo, las curvas pueden ser extrapoladas para determinar el punto aparente de convergencia. A veces la presión de convergencia es llamada presión de aparente convergencia.

Si bien la presión de convergencia no es igual a la presión crítica de la mezcla, hasta cierto punto en verdad caracteriza a las propiedades de la mezcla. La presión de convergencia es muy útil en la correlación de datos del factor k.

ESTIMACIÓN DE LA PRESIÓN DE CONVERGENCIA

Para estimar la presión de convergencia han sido propuestos diversos métodos. Estos métodos han sido evaluados utilizando datos de laboratorio, los cuales corresponden a muestras de reservorios o yacimientos de petróleo.

El método que se describe a continuación es tan exacto como el mejor y el más sencillo de utilizar.

Las presiones de convergencia de mezclas de hidrocarburos binarios pueden ser calculadas basándonos en las curvas de ligar geométrico crítico proporcionadas en la siguiente figura

Figura 2-16 aqui

Una curva similar, la cual incluye mezclas multicomponentes es presentada en la siguiente figura:

Figura 14-3 aqui

Este método para estimar la presión de convergencia incluye un método de ensayo y error en el cual un primer valor de prueba de la presión de convergencia es usado para obtener factores k. Una razonable estimación de la presión de convergencia para un priemr valor de la prueba puede ser obtenido por:

Pk = 60 Mc7+ - 4 200

donde Mc7+ es el peso molecular aparente de la fracción de heptanos plus.

Las composiciones y cantidades del gas y el líquido en equilibrio están calculadas de la manera usual. En consecuencia el líquido está igualado a una mezcla pseudobinaria, consistente del más ligero componente del líquido y un componente hipotéticamente pesado.

El componente más ligero de la mezcla de petróleo siempre será el metano. El componente hipotéticamente pesado está representado por una temperatura crítica y una presión crítica calculada como el promedio de lo pesado de las propiedades críticas, exactas de todos los componentes de el líquido a excepción del más ligero.

Las propiedades críticas del metano y las propiedades críticas de promedio de lo pesado del componente hipotéticamente pesado están representadas en la figura siguiente:

Figura 14-3 aqui

Y un lugar geométrico de las presiones de convergencia para ese par es interpolado utilizando el lugar crítico adyacente a manera de guías.

La estimación de la presión de convergencia es dada con base al punto en que este lugar geométrico cruza la temperatura en la cual los cálculos son deseados. Si esta presión de convergencia no es razonablemente cercana al primer valor de la prueba de la presión de convergencia entonces el procedimiento debería ser repetido. El valor estimado de la presión de convergencia puede ser usado como el nuevo valor de prueba.

Cuando la presión que actúa es considerablemente menor que l presión de convergencia, un error en la estimación de la presión de convergencia tiene pequeños efectos en los cálculos resultantes. Entre más se aproxime la presión operante a la presión de convergencia, no obstante, las proporciones de equilibrio llegan a ser muy susceptibles a la presión de convergencia usada y se debe tener cuidado al seleccionar el valor correcto.

Los aceites negros usualmente tienen presiones de convergencia de aproximadamente 10 000 psia, los gases retrógrados de 5 000 psia y los aceites volátiles de 7 000 psia.

Efecto de valores inexactos de proporciones de equilibrio.

El efecto de las inexactitudes en proporciones de equilibrio para las cantidades de gas y líquido calculador depende de la composición del sistema y de las cantidades relativas de vapor y líquido en equilibrio. Los comentarios en torno a l exactitud son irreales; de cualquier forma, los ejemplos de tres casos típicos ilustrarán un método para evaluar el efecto de las inexactitudes en proporciones de equilibrio.

Las figuras 14-5, 14-6, 14-7 fueron creadas alterando el factor k de un solo componente y observando el efecto en los resultados de los cálculos de equilibrio. El procedimiento es tediosos, pero resulta una excelente forma de determinar la sensibilidad de un cálculo particular para errores en el factor k.

Figuras 14-5, 14-6, 14-7 aqui

La figura siguiente muestra los resultados de las operaciones para un aceite negro en condiciones de reservorio o yacimiento. En esta situación, la proporción de equilibrio para el metano es obviamente la única que debe ser conocida con extrema exactitud.

Figura 14-6

La figura siguiente muestra los resultados de operaciones para un gas retrógrado en condiciones de yacimiento o reservorio. Las inexactitudes en las proporciones de equilibrio tanto para el más ligero componente (metano)

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