PROPIEDADES DE LOS GASES. PESO MOLECULAR APARENTE
Enviado por janneth2512 • 3 de Mayo de 2017 • Resumen • 1.936 Palabras (8 Páginas) • 2.212 Visitas
PROPIEDADES DE LOS GASES
Un gas se define como un fluido homogéneo de baja viscosidad y densidad que no tiene un volumen definido, pero se expende completamente para llenar el recipiente que lo contiene, por lo general está formado por hidrocarburos más volátiles. En vista de que el gas natural esta presente en todos los yacimientos es importante conocer sus propiedades física y químicas , las cuales están muy relacionadas con las variables más importantes de los yacimientos: la presión, el volumen y la temperatura. Las propiedades son las siguientes:
- Peso molecular aparente, (M)
- Volumen en condiciones normales (Vsc)
- Densidad del gas (ρg)
- Volumen especifico (v)
- Gravedad especifica del gas (ϒg)
- Factor de compresibilidad (z)
- Compresibilidad del gas (cg)
- Factor volumétrico del gas (Bg)
- Factor de expansión del gas (Eg)
- Viscosidad (μg)
PESO MOLECULAR APARENTE.
El peso molecular aparente se define por la siguiente ecuación.
[pic 1]
Donde:
: Peso molecular aparente de la mezcla.[pic 2]
: Fracción molar del componente i en la mezcla del gas.[pic 3]
: Peso molecular del componente i en la mezcla.[pic 4]
VOLUMEN N CONDICIONES NORMALES.
El volumen estándar se refiere al volumen al volumen de gas ocupado por 1 lb-mol de gas en condiciones de referencia.
[pic 5]
Donde:
Vsc: Volumen a condiciones normales, PCN/lb-mol.
Tsc: Temperatura a condiciones normales °R (520°R).
Psc: presionen condiciones normales, lpca.
DENSIDAD.
La densidad de la mezcla de un gas ideal se calcula mediante la siguiente ecuación:
[pic 6]
Donde:
ρg: Densidad de la mezcla de gas en lb/pie^3.
Ma: Peso molecular aparente.
VOLUMEN ESPECÍFICO.
Se define como el volumen ocupado por la unidad de masa del gas. . para un gas ideal se calcula mediante la siguiente ecuación.
[pic 7]
Donde:
v: Volumen especifico de la mezcla del gas en lb/pie^3.
ρg: Densidad de gas en lb/pie^3.
GRAVEDAD ESPECÍFICA DEL GAS.
Se define como la relación entre la densidad del gas y la del aire.
[pic 8]
Suponiendo un comportamiento ideal del gas, la gravedad especifica puede ser expresada de la siguiente manera:
[pic 9]
Ejercicio:
Un pozo está produciendo gas natural con la siguiente composición:
[pic 10]
Suponiendo un comportamiento ideal del gas, calcular:
- Peso molecular aparente.
- Gravedad especifica.
- Densidad del gas a 2000 lpca y 150 °F.
- Volumen especifico a 2000 lpca y 150 °F.
[pic 11]
FACTOR DE COMPRESIBILIDAD Z
El factor de compresibilidad del gas es un factor de corrección, para poder expresar una relación más aproximada entre las variables pVT.
[pic 12]
Los estudios realizados sobre factores de compresibilidad del gas para gases naturales de diferentes composiciones, han mostrado que pueden generalizarse con bastante aproximación cuando se expresa en función de las dos propiedades adimensionales siguientes.
- Presión seudorreducida.
- Temperatura seudorreducida.
[pic 13]
Las siguientes ecuaciones son utilizadas para obtener la presion y temperatura seudocritica verdaderas de las mezclas.
[pic 14]
Las propiedades seudocríticas se usan como parámetros de correlación para generar las propiedades del gas.
- Método de gráfico de Standing y Katz.
Basados en el concepto de propiedades seudocríticas, Standing y Katz presentaron una correlación generalizada para determinar el factor de compresibilidad del gas, la cual se presenta en la siguiente figura.
[pic 15]
COMPRESIBILIDAD DE UN GAS
La compresibilidad isotérmica de un gas se define como el cambio en el volumen por unidad de volumen debido a un cambio unitario en presión a temperatura constante.
[pic 16]
De la ecuación de estado para un gas real se tiene que:
[pic 17] [pic 18]
[pic 19]
Para un gas ideal, z=1 y , entonces:[pic 20]
[pic 21]
FACTOR VOLUMETRICO DEL GAS
Es un factor que relaciona el volumen del gas en el yacimiento con el volumen de la misma masa de gas en superficie y en condiciones normales (14,7 lpca y 60 °F) y viene dado por la siguiente ecuación:
[pic 22]
Donde:
: Factor volumétrico del gas en PCY/PCN.[pic 23]
: Volumen a la presión p y temperatura T, en PCY.[pic 24]
: Volumen de gas en condiciones normales, en PCN.[pic 25]
Aplicando la ecuación de estado para un gas real, y sustituyendo el volumen V, resulta:
[pic 26] [pic 27]
Donde:
: Factor de compresibilidad a condiciones normales, z=1, y =14,7 lpca y =520 °R.[pic 28][pic 29][pic 30]
FACTOR DE EXPANSION DEL GAS
En algunos casos se utiliza el inverso de , mejor conocido como factor de expansión del gas, .[pic 31][pic 32]
[pic 33]
VISCOSIDAD DEL GAS
En general, la viscosidad es la resistencia interna que ofrece un fluido al movimiento relativo de sus partes. Las viscosidades se expresan generalmente en términos de poise, centipoise o micropoise. En unidades del sistema métrico, se tiene:
[pic 34]
[pic 35]
[pic 36]
Factores que afectan la viscosidad de un gas natural
- A medida que la temperatura aumenta, se incrementa la energía cinética de las moléculas, produciéndose un gran número de choques intermoleculares y, por lo tanto, un aumento de la viscosidad del gas.
- A temperatura constante, un incremento en p causa un incremento en la viscosidad del gas.
- En términos de energía cinética, a una temperatura dada (mismo nivel de energía cinética), las moléculas más pesadas tendrán menos velocidad y, por lo tanto, se producen menos choques intermoleculares. A medida que la presión aumenta, disminuye la viscosidad del gas natural debido a la expansión térmica de las moléculas.
Métodos para calcular la viscosidad de un gas natural.
La viscosidad de un gas se puede determinar experimentalmente o por medio de ecuaciones. No obstante, como la determinación en el laboratorio es muy difícil especialmente a elevada temperaturas y presiones, se prefiere usar métodos gráficos o numéricos para ese fin, algunos de lo cuales se muestran a continuación.
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