DETERMINACIÓN DEL FACTOR DE COMPRESIBILIDAD EN GAS NATURAL
Enviado por diegobanto • 18 de Mayo de 2013 • 2.841 Palabras (12 Páginas) • 2.134 Visitas
DETERMINACIÓN DEL FACTOR DE COMPRESIBILIDAD EN GAS NATURAL
EJERCICIOS DE APLICACIÓN
CASO 1
Se requiere diseñar una nueva estación compresora para aumentar el suministro de Gas Natural proveniente del Campo La Creciente desde la estación Mamonal al Sistema Regional de Transporte (STR).
Las condiciones de entrada a SRT son las siguientes:
CONDICIONES DE ENTRADA
PRESIÓN 285 psig
TEMPERATURA 120 F
FLUJO MOLAR 40 MMSCFD
Tabla No. 1 Condiciones de entrada del gas Caso 1.
Adicionalmente, el gas a comprimir proveniente del Campo La Creciente presenta la siguiente composición :
COMPOSICIÓN DEL GAS
METANO 0,969967
ETANO 0,007893
PROPANO 0,000892
i BUTANO 0,000384
n BUTANO 0,000124
i PENTANO 0,000259
n PENTANO 0,000100
n HEXANO 0,000272
DIÓXIDO DE C 0,000600
NITRÓGENO 0,019509
Tabla No. 2 Composición del gas Caso 1.
Para el diseño de la estación compresora se requiere modelar el gas natural a comprimir y para esto se determinará el factor de compresibilidad (Z) del gas.
Dicho proceso se describe a continuación:
Determinación de tipo de gas natural.
Para determinar el grupo de ecuaciones a emplear para el cálculo del factor de compresibilidad, se hace necesario conocer si el gas a dulce o ácido. Esta clasificación se realiza a través de:
Si ∑▒〖CO2,N2,H2S≤0,05 el gas es dulce,entonces: 〗
∑▒〖CO2,N2,H2S=0,0201,gas La Creciente es dulce.〗
Dado que el gas natural no supera el 5% de impurezas y se conoce la composición molar del mismo, la determinación de Z se realizará a través de La regla de W.B. Kay.
Determinación de Presión y Temperatura Pseudocrítica.
Kay define que:
P_pc=∑▒〖Y_i P_ci 〗 T_pc=∑▒〖Y_i T_ci 〗
Entonces, a continuación se relacionan las presiones y temperaturas críticas de los componentes que constituyen el gas a comprimir:
Componente T cr (R) P cr (psia)
METANO 343,08 672,98
ETANO 549,63 708,37
PROPANO 665,57 616,41
i BUTANO 734,49 529,10
n BUTANO 765,27 550,57
i PENTANO 829,00 490,00
n PENTANO 845,00 489,00
n HEXANO 913,00 437,00
DIÓXIDO DE C 547,49 1071,83
NITRÓGENO 227,16 491,68
Tabla No. 3 Temperatura y presión crítica de componentes Caso 1.
Posteriormente se realiza el cálculo de la temperatura y presión pseudocrítica:
T_pc=(0,969967*343,08)R+(0,007893*549,63)R+(0,000892*665,57)R+(0,000384*734,49)R+(0,000124*765,27)R+(0,000259*829,00)R+(0,0001*845,00)R+(0,000272*913,00)R+(0,0006*547,49)R+(0,019509*227,16)R
T_pc=343,39 R
P_pc=(0,969967*672,98)psia+(0,007893*708,37)psia+(0,000892*616,41)psia+(0,000384*529,10)psia+(0,000124*550,57)psia+(0,000259*490,00)psia+(0,0001*489,00)psia+(0,000272*437,00)psia+(0,0006*1071,83)psia+(0,019509*491,68)psia
P_pc=669,71 psia
Una tabla resumen se muestra con los cálculos realizados:
Componente Yi T cr (R) P cr (psia) Yi * Tcr (R) Yi * Pcr (psia)
METANO 0,969967 343,08 672,98 332,77628 652,76592
ETANO 0,007893 549,63 708,37 4,33823 5,59114
PROPANO 0,000892 665,57 616,41 0,59369 0,54984
i BUTANO 0,000384 734,49 529,10 0,28204 0,20317
n BUTANO 0,000124 765,27 550,57 0,09489 0,06827
i PENTANO 0,000259 829,00 490,00 0,21471 0,12691
n PENTANO 0,000100 845,00 489,00 0,08450 0,04890
n HEXANO 0,000272 913,00 437,00 0,24834 0,11886
DIÓXIDO DE C 0,000600 547,49 1071,83 0,32849 0,64310
NITRÓGENO 0,019509 227,16 491,68 4,43166 9,59218
343,39 R 669,71 psia
Tabla No. 4 Temperatura y presión pseudocrítica gas Caso 1.
Cálculo de presión y temperatura pseudoreducida.
Considerando que:
〖 T_pr=T/T_c P〗_pr=P/P_c
Se realizan los cálculos correspondientes,
〖 T_pr=((120+459,67)R )/(343,39 R) P〗_pr=(285+14,696)psia/(669,71 psia)
〖 T_pr=(579,67 R )/(343,39 R) P〗_pr=(299,69 psia)/(669,71 psia)
〖 T_pr=1,6881 P〗_pr=0,4475
Cálculo del factor de compresibilidad Z.
Para la determinación del factor de compresibilidad se utilizarán dos caminos:
El
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