Curva de Puntos de Burbuja

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    26-Oct-2015

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CURVA DE PUNTOS DE BURBUJA1. OBJETIVO1.1. Objetivo General Calcular los puntos para la curva de punto de burbuja segn un mtodo analtico adecuado.1.2. Objetivos Especficos Realizar un diagnostico de parmetros de las ecuaciones que s e utilizaran. Evaluar el mtodo para obtener la curva de puntos de burbuja. Aplicar el mtodo adecuado de manera analtica y mediante el programa de Excel. 2. MARCO TEORICO2.1. Presin del punto de burbujaEn el punto de burbuja del sistema de hidrocarburos es esencialmente lquido,a excepcin de una cantidad infinitesimal de vapor. Para un total de 1 libra-mol de la mezcla de hidrocarburos, se aplican las siguientes condiciones de la presin del punto de burbuja:En las condiciones anteriores de xi = zi. La aplicacin de las restricciones segn la siguiente ecuacin ser: (1.1)De acuerdo con la ecuacin (1.1) podremos obtener la siguiente ecuacin basndose en las restricciones: (1.2)Siguiendo el procedimiento descrito en la determinacin de la presin del punto de roco, La ecuacin (1.2) se resuelve para la presin del punto de burbuja, asumiendo diversas presiones y que determinan la presin que producir Kvalores que satisfacen la ecuacin (1.2).Durante el proceso, iterativo si:La ecuacin de Wilson puede ser usado para dar un buen valor de partida para el proceso iterativo se basa en la siguiente ecuacin: (1.3)Despejando la presin del punto de burbuja de la ecuacin (1.3) se obtiene la siguiente ecuacin: (1.4)Donde:Asumiendo un comportamiento de la solucin ideal, una estimacin inicial para la presin en el punto de burbuja tambin se puede calcular mediante la sustitucin de la Ki en la ecuacin (1.2) con la siguiente ecuacin: (1.5)Se podr obtener lo siguiente:Pero tambin podremos obtener la siguiente ecuacin relacionando la ecuacin (1.2) con la ecuacin (1.5): (1.6)Para poder calcular la presin de burbujeo los pasos que se deben seguir y las ecuaciones que deben ser cumplidas son los siguientes:Se debe calcular la presin de convergencia mediante el uso del mtodo de Standing. Standing sugiri que la presin de convergencia puede ser ms o menos linealmente correlacionada con el peso molecular de la heptano plus. Whitson y Torp expresan esta relacin por la siguiente ecuacin: (1.7)Para poder calcular la presin crtica y la temperatura se lo desarrollara con la ecuacin de Riazi y Daubert. La ecuacin emprica propuesta es generalizada basado en el uso del peso molecular y gravedad especfica de la fraccin de petrleo sin definir como los parmetros de correlacin la ecuacin con la que se define es la siguiente: (1.8)Donde: Tabla 1: Constantes para la ecuacion (1.8)Para calcular el factor de acntrico se emplea la correlacin Edmister la ecuacin, requiere punto de ebullicin, la temperatura crtica y presin crtica. La ecuacin es la siguiente: (1.9)Luego se procede al clculo de la presin del punto de burbuja segn la ecuacin (1.4).Empleando el procedimiento iterativo descrito anteriormente y utilizandola relacin de equilibrio con la correlacin de Whitson y Torp si se tiene presiones altas caso contrario si se tiene presiones bajas se deber trabajar con la correlacin de Wilson. A continuacin se mostraran las ecuaciones:Correlacin de Wilson (1.10)Correlacin de Whitson y Torp (1.11) (1.12)La presin de convergencia se tendr que resolver con la ecuacin (1.7)2.2. PROCEDIMIENTO 1.- Inicio2.- Leer componentes , T, , 3.- Leer , , , w por tablas4.- Calcular la presin crtica, temperatura crtica y temperatura en el punto de ebullicion del con la ecuacin (1.8)5.- Calcular el factor acentrico del con la ecuacin (1.9)6.- Calcular la presion de convergencia con la ecuacin (1.7)7.- Calcular la presion en el punto de burbuja asumido con la ecucacion (1.4)8.- Calcular la ctte A con la ecuacin (1.12)9.- Calcular la constante de equilibrio con la ecuacion (1.11)10.- Calcular con la ecuacin (1.2)11.- Si continuar al siguiente paso Si no: Volver al paso 612.- Imprimir presin de burbuja calculado13.- Fin2.3. ALGORITMO DE LA PRESION DE BURBUJACalcular , , , del con la ecuacin (1.8)Leer , , , w por tablasLeer , T, , INICIO11Calcular w con la ecuacin (1.9)Calcula Pk con la ecuacin (1.7)Calcular Pb asumido con la ecuacin (1.4)2SiCalcular Ki con la ecuacin (1.11)Calcular Yi con la ecuacin (1.2)Calcular ctte. A con la ecuacin (1.12)FINImprimir Pb calculado23.- CORRELACION DE WHITSON Y TORP EN EXCELBasndonos en un ejemplo del libro Tarek Hamed podremos obtener los siguientes resultados y la parte prctica se lo har mediante Excel los resultados son los siguientes:Un reservorio de petrleo tiene una temperatura de 200F, gravedad especifica 0.8605, con un peso molecular del y una composicin como se indican a continuacin. ComponenteComposicin C10.42C20.05C30.05i-C40.03n-C40.02i-C50.01n-C50.01C60.01C7+0.4A continuacin se debe encontrar la , , , w por tablas y para el encontrar mediante la ecuacin (1.8)(1.8)El factor acntrico para el se lo encuentra con la ecuacin de Edmister (1.9). (1.9)Los resultados que se lograron obtener mediante Excel se mostrara en la siguiente tabla:ComponenteComposicion Peso MolecularPc (Psia)Tc (R)Tb(R) wC10.4216.043666.4343.33201.270.0104C20.0530.070706.5549.92332.50.0986C30.0544.097616666.86416.250.1524i-C40.0358.123527.9734.46470.780.1848n-C40.0258.123550.6765.62491.080.201i-C50.0172.150490.4828.77542.120.2223n-C50.0172.150488.6845.47556.920.2539C60.0186.177483923615.720.3007C7+0.4216241.859441330.19307995.393313-0.61033801Ya teniendo todos los datos se podr reemplazar en la ecuacin (1.4) para as obtener la presin de burbuja y luego se tendr que ver si es igual a 1 caso contrario se tendr que asumir valores hasta encontrar uno que T=200F660RM (C7+)=216grav. Especifica=0.8605A=0.429470.4280.342Pk=8.760ComponenteComposicion Peso MolecularPc (Psia)Tc (R)Tb(R) wC10.4216.043666.4343.33201.270.0104C20.0530.070706.5549.92332.50.0986C30.0544.097616666.86416.250.1524i-C40.0358.123527.9734.46470.780.1848n-C40.0258.123550.6765.62491.080.201i-C50.0172.150490.4828.77542.120.2223n-C50.0172.150488.6845.47556.920.2539C60.0186.177483923615.720.3007C7+0.4216241.8591330.193995.393-0.610338011437.149Pb KiZi*KiPbKiZi*KiPbKiZi*Ki3780.9396242.255575920.9473418939402.2494835610.94478309548151.836378340.771278994.495575881.153767280.057688361.152573510.0576286751.076345210.0538172628.881260530.693475050.034673750.6936363520.0346818180.717407220.035870367.7257374590.490187450.014705620.4907252560.0147217580.54412290.016323693.9231345010.436106530.008722130.4367121220.0087342420.495722250.009914440.9154134180.314372980.003143730.3150662330.0031506620.381909370.003819090.7365151070.286344120.002863440.2870423150.0028704230.35451960.00354520.2986526270.194325950.001943260.1949879290.0019498790.260300610.0026030111.556691880.191579740.07663190.1922391760.076895670.257364910.102945963929.4726051.147714081.1454162241.00011791Pero para poder graficar la curva se tiene que tener varios puntos y para esto nos daremos diferentes temperaturas y as encontraremos las presiones de burbuja:Datos para el 2puntoT=300F760RM (C7+)=216grav. Especifica=0.8605A=0.252174510.251620090.21934399Pk=8760ComponenteComposicion Peso MolecularPc (Psia)Tc (R)Tb(R) wC10.4216.043666.4343.33201.270.0104C20.0530.070706.5549.92332.50.0986C30.0544.097616666.86416.250.1524i-C40.0358.123527.9734.46470.780.1848n-C40.0258.123550.6765.62491.080.201i-C50.0172.150490.4828.77542.120.2223n-C50.0172.150488.6845.47556.920.2539C60.0186.177483923615.720.3007C7+0.4216241.859441330.19307995.393313-0.610338011437.149Pb KiZi*KiPbKiZi*KiPbKiZi*Ki5481.3718661.79738620.754902257901.6725919630.70248862561501.554552180.65291191180.42802651.034826780.051741341.2103445090.0605172251.172584750.0586292465.753830280.670805860.033540290.9388647820.0469432390.939696430.0469848219.612326940.496861340.014905840.787454530.0236236360.806133930.0241840210.499148860.452182770.009043660.7451610990.0149032220.768258330.015365172.707750180.340279450.003402790.6308200620.0063082010.664419670.00664422.291318530.316730190.00316730.6048632820.0060486330.640523360.006405231.0798255190.229281520.002292820.5005470620.0050054710.543085610.0054308620.129184740.165182240.06607290.4130578370.1652231350.459342460.183736985783.8732780.939069141.0310613861.00029243Datos para el 3puntoT=500960M (C7+)=216grav. Especifica=0.8605A=-0.0940733560.069779107-0.00079895Pk=8760ComponenteComposicion Peso MolecularPc (Psia)Tc (R)Tb(R) wC10.4216.043666.4343.33201.270.0104C20.0530.070706.5549.92332.50.0986C30.0544.097616666.86416.250.1524i-C40.0358.123527.9734.46470.780.1848n-C40.0258.123550.6765.62491.080.201i-C50.0172.150490.4828.77542.120.2223n-C50.0172.150488.6845.47556.920.2539C60.0186.177483923615.720.3007C7+0.4216241.859441330.19307995.393313-0.610338011437.149Pb KiZi*KiPbKiZi*KiPbKiZi*Ki9134.028490.807363210.3390925579001.181499140.49622963987700.998134350.41921643439.06742530.879265280.043963261.1090491130.0554524560.998857810.04994289203.80522340.945096310.047254821.0512167990.052560840.999470480.0499735270.605615850.995210920.029856331.0116914260.0303507430.999909150.0299972740.643895411.009049710.020180991.0013812740.0200276251.000026430.0200005312.028782091.060076420.010600760.9654009360.0096540091.00044550.0100044510.910086741.069855850.010698560.9588474950.0095884751.000523520.010005246.3220955071.126205290.011262050.9230265260.0092302651.000959780.010009643.17089791.329965870.531986350.8159107790.3263643121.002374490.40094989960.5825131.044895681.0094583641.00009973Datos para el 4puntoT=6001060M (C7+)=216grav. Especifica=0.8605A=-0.258398708-0.24644752-0.04276198Pk=8760ComponenteComposicion Peso MolecularPc (Psia)Tc (R)Tb(R) wC10.4216.043666.4343.33201.270.0104C20.0530.070706.5549.92332.50.0986C30.0544.097616666.86416.250.1524i-C40.0358.123527.9734.46470.780.1848n-C40.0258.123550.6765.62491.080.201i-C50.0172.150490.4828.77542.120.2223n-C50.0172.150488.6845.47556.920.2539C60.0186.177483923615.720.3007C7+0.4216241.859441330.19307995.393313-0.610338011437.149Pb KiZi*KiPbKiZi*KiPbKiZi*Ki10968.971910.543018840.22806791120000.5577056820.23423638693000.898947520.37755796603.93476760.662753070.033137650.6744340790.0337217040.929084430.04645422305.73113310.790218910.039510950.79763060.039881530.95652820.04782641111.75608410.898172850.026945190.9012435680.0270373070.977014480.0293104366.02841330.926643510.018532870.9284705180.018569410.982073120.0196414620.529805341.047669950.01047671.043792550.0104379261.002227480.0100222719.08941331.067549160.010675491.0626739260.0106267391.005349940.010053511.912563761.20588160.012058821.1936289880.011936291.025827570.0102582856.752143672.089712360.835884942.0165421830.8066168731.123543750.449417512164.706241.215290521.1930641651.00054204Datos para el 5puntoT=8001260M (C7+)=216grav. Especifica=0.8605A=-0.565555728-0.524512935-0.15707667Pk=8760ComponenteComposicion Peso MolecularPc (Psia)Tc (R)Tb(R) wC10.4216.043666.4343.33201.270.0104C20.0530.070706.5549.92332.50.0986C30.0544.097616666.86416.250.1524i-C40.0358.123527.9734.46470.780.1848n-C40.0258.123550.6765.62491.080.201i-C50.0172.150490.4828.77542.120.2223n-C50.0172.150488.6845.47556.920.2539C60.0186.177483923615.720.3007C7+0.4216241.859441330.19307995.393313-0.610338011437.149Pb KiZi*KiPbKiZi*KiPbKiZi*Ki14498.204130.24270530.10193623160000.2666887980.112009295107900.654536620.27490538981.69118620.333944560.016697230.3585435630.0179271780.715199440.03575997567.17833830.455429330.022771470.4780902570.0239045130.779563520.03897818224.99219370.575510570.017265320.5939729540.0178191890.831914560.02495744138.30939370.602524530.012050490.6197868870.0123957380.842581030.0168516246.361479520.755425470.007554250.7644192320.0076441920.897202140.0089720244.773805950.770460420.00770460.7785189760.007785190.902126380.0090212631.280419510.943705430.009437050.9396429280.0093964290.954404110.0095440486.098862894.287476521.714990613.8249227441.5299690981.453141930.5812567716618.889811.910407251.7388508211.00024669Datos para el 6puntoT=9001360M (C7+)=216grav. Especifica=0.8605A=-0.708231076-0.457172636-0.20617679Pk=8760ComponenteComposicion Peso MolecularPc (Psia)Tc (R)Tb(R) wC10.4216.043666.4343.33201.270.0104C20.0530.070706.5549.92332.50.0986C30.0544.097616666.86416.250.1524i-C40.0358.123527.9734.46470.780.1848n-C40.0258.123550.6765.62491.080.201i-C50.0172.150490.4828.77542.120.2223n-C50.0172.150488.6845.47556.920.2539C60.0186.177483923615.720.3007C7+0.4216241.859441330.19307995.393313-0.610338011437.149Pb KiZi*KiPbKiZi*KiPbKiZi*Ki16163.165130.163139350.06851853150000.2968620040.124682042114500.563863190.236822541186.3065620.229785590.011489280.3703256670.0185162830.62299020.03114951721.62054420.326754380.016337720.4648169110.0232408460.69022760.03451138295.52730680.428243140.012847290.5534899340.0166046980.746774230.02240323184.49914110.448625030.00897250.5703541910.0114070840.756951120.0151390263.683143690.583265260.005832650.6756502420.0067565020.817052380.0081705262.417357660.591617830.005916180.6818801950.0068188020.820441420.0082044145.56837210.739290750.007392910.7873666190.0078736660.875427050.00875427101.28382235.72499592.289998362.9512942551.1805177021.588582030.6354328118824.071382.427305421.3964176251.0005877Datos para el 7puntoT=10001460M (C7+)=216grav. Especifica=0.8605A=-0.843871667-0.719390989-0.24935445Pk=8760ComponenteComposicion Peso MolecularPc (Psia)Tc (R)Tb(R) wC10.4216.043666.4343.33201.270.0104C20.0530.070706.5549.92332.50.0986C30.0544.097616666.86416.250.1524i-C40.0358.123527.9734.46470.780.1848n-C40.0258.123550.6765.62491.080.201i-C50.0172.150490.4828.77542.120.2223n-C50.0172.150488.6845.47556.920.2539C60.0186.177483923615.720.3007C7+0.4216241.859441330.19307995.393313-0.610338011437.149Pb KiZi*KiPbKiZi*KiPbKiZi*Ki17752.976770.110556280.04643364190000.1486051870.062414178120400.491404830.206390031396.8690040.156798580.007839930.2001734720.0100086740.544856810.02724284888.32287770.229738880.011486940.277222120.0138611060.609960460.03049802373.94219370.309828390.009294850.3577295640.0107318870.666318280.01998955236.58880370.323812160.006476240.3714485730.0074289710.67506690.0135013483.75404330.433350010.00433350.4761868780.0047618690.735765830.0073576683.142327030.436039030.004360390.4787046890.0047870470.737111960.0073711263.048119530.55070190.005507020.5841206180.0058412060.789756860.00789757116.52506957.374781922.949912775.3347552842.1339021141.700041720.6800166920995.169213.045645292.2537370521.00026481Datos para el 8puntoT=11001560M (C7+)=216grav. Especifica=0.8605A=-0.972773541-0.782247945-0.28903627Pk=8760ComponenteComposicion Peso MolecularPc (Psia)Tc (R)Tb(R) wC10.4216.043666.4343.33201.270.0104C20.0530.070706.5549.92332.50.0986C30.0544.097616666.86416.250.1524i-C40.0358.123527.9734.46470.780.1848n-C40.0258.123550.6765.62491.080.201i-C50.0172.150490.4828.77542.120.2223n-C50.0172.150488.6845.47556.920.2539C60.0186.177483923615.720.3007C7+0.4216241.859441330.19307995.393313-0.610338011437.149Pb KiZi*KiPbKiZi*KiPbKiZi*Ki19266.031710.075683130.03178692200000.1199519820.050379832125900.431171520.181092041610.709250.10673720.005336860.1581536530.0079076830.477546790.023877341064.7821430.159653350.007982670.2186217150.0109310860.538235130.02691176459.10062490.220178580.006605360.283106020.0084931810.592174820.01776524293.86502090.229067110.004581340.2922607080.0058452140.599179360.01198359106.34891390.313707860.003137080.376345030.003763450.65785950.0065786106.7518180.312556030.003125560.3752334630.0037523350.657140890.0065714183.676350990.396114390.003961140.4539854340.0045398540.705067330.00705067131.67205749.220021783.688008715.7046967352.2818786941.796285760.7185143123122.937893.754525642.3774913291.00034495Despus de haber realizado el ejemplo con varias temperaturas los resultados que se pudieron obtener son los siguientes:T RPb (Psia)1660481527606150396087704106093005126010790613601145071460120408156012590Con los datos obtenidos se podr graficar la curva de punto de burbuja y es la siguiente:4.- CONCLUSIONESA las conclusiones que se llegan con este trabajo son las siguientes: Para encontrar la presin de burbuja se puede resolver por dos correlaciones pero al momento de resolver se pudo observar que el mtodo de correlacin mas adecuado para poder encontrar los diferentes puntos para la curva de puntos de burbuja es la correlacin de Whitson y Torp ya que para esta correlacin se tiene que hacer varias iteraciones y en ese sentido se ve que es mas exacta. Para poder obtener las propiedades crticas del heptano plus nos tenemos que basar en la ecuacin Riazi y Daubert.5.- RECOMENDACIONESComo las principales recomendaciones que se pueden dar son las siguientes: Se tiene que tener en cuenta una tabla donde se pueda encontrar las propiedades fsicas de los componentes puros. Tener en cuenta la composicin. Conocer el peso molecular del heptano plus. Conocer la gravedad especifica, tambin tener en cuenta la temperatura del sistema. Tener mucho cuidado con las unidades.6.- BIBLIOGRAFIA Tarek Ahmed, Reservoir Engineering HandbookANEXOSExample 15-5A crude oil reservoir has a temperature of 200oF and a composition as given below. Calculate the bubble-point pressure of the oil.Tabla de propiedades fsicas de componentes puros7

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