Modulo 4: Procesos del Gas Natural III TEMA: PROCESO DE ACONDICIONAMIENTO ACONDICIONAMIENTO Parte III
Ing. Nelson Cabrera Maráz, Msc
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PROCESO DE A CONDICIONA MIENTO Part e III Introducción
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Propiedades de los fluidos De manera general los fluidos están clasificados como gases y líquidos. Un fluido puede existir como gas, líquido, dependiendo de la presión y temperatura a la cual el fluido está sometido. Vapor es cualquier sustancia que existe en estado gaseoso durante condiciones normales o standard. En cuanto a hidrocarburo se refiere: gas y vapor son sinónimos. Un sistema de hidrocarburos puede ser homogéneo o heterogéneo. Un sistema homogéneo es aquel que tiene las mismas propiedades químicas y físicas a lo largo de su extensión Un sistema heterogéneo es todo lo contrario, es decir, no mantiene las mismas propiedades químicas y físicas, y además está compuesto por partes, o por fases, diferenciándose entre ellas por sus propiedades. Una fase es homogénea y está separada del resto de las fases por distintos bordes. La dispersión de una fase respecto al sistema heterogéneo es inmaterial, es decir, no necesariamente tiene que ser continua. Un sistema heterogéneo por ejemplo podría consistir de agua, hielo, y vapor de agua. www.inegas.edu.bo
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Definiciones
Presión: Es la fuerza por unidad de área ejercida por las moléculas alrededor de los materiales
Temperatura: Es una medida de la energía cinética de las moléculas
Fase: Es cualquier parte homogénea de un sistema que físicamente distinta a las otras partes.
Componente: La cantidad de elementos independientes que constituyen un sistema. Por ejemplo el gas natural, puede consistir de metano, etano, o cualquier otra combinación química, y cada uno de ellos son componentes.
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Definiciones
Propiedades Intensivas: Son aquellas propiedades independientes de la cantidad de materiales bajo consideración.
Propiedades Extensivas: Son aquellas propiedades directamente proporcionales a la cantidad de materiales bajo consideración.
Punto Crítico de un sistema de una sola fase: El más alto valor de presión y de temperatura a la cual dos fases de un fluido pueden coexistir.
Punto Crítico de un sistema multifásico: Es el valor de presión y temperatura donde las propiedades intensivas del gas y del líquido son continuas e idénticas.
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Definiciones
Temperatura Crítica: Temperatura en el punto crítico. Presión Crítica: Presión en el punto crítico. Presión de Saturación: Presión a la cual el petróleo ha admitido todo el gas posible en solución. Punto de Burbujeo: Es el punto donde a una determinada presión y temperatura se forma la primera burbuja de gas del líquido en una región de dos fases. Punto de Rocío: Es el punto donde a una determinada presión y temperatura se forma líquido del gas en una región de dos fases. Región de Dos Fases: Es la región limitada por el punto de burbujeo y el punto de rocío.
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Definiciones
Cricondentérmico: La más alta temperatura a la cual el líquido y el vapor pueden coexistir en equilibrio.
Cricondenbárico: La mayor presión a la cual el líquido y el vapor pueden coexistir en equilibrio.
Retrógrado: Cualquier región donde la condensación o vaporización ocurre de forma contraria al comportamiento normal.
Condensación Retrograda: Cuando el líquido se condensa bien sea disminuyendo la presión a temperatura constante, o incrementando la temperatura a presión constante.
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Diagrama de Fases Un diagrama de Temperatura y Presión, son utilizados para:
Clasificar los reservorios ‾ C lasificar naturalmente el sistema de hidrocarburos ‾ D escribir el comportamiento de fases del fluido ‾
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Diagrama de Fases Presenta los siguientes elementos: La curva llamada envolvente de fases, que resulta de unir las curvas de punto de burbuja y punto de rocío que muestra la mezcla para diferentes temperaturas; curvas que se unen en el punto denominado crítico. La envolvente de fases divide el diagrama en tres regiones, la primera llamada región de líquidos, está situada fuera de la fase envolvente y a la izquierda de la isoterma crítica. La segunda llamada región de gases, se encuentra fuera de la fase envolvente y esta a la derecha de la isoterma crítica; La tercera y última, encerrada por la fase envolvente, se conoce como región de dos fases, en esta región, se encuentran todas las combinaciones de temperatura y presión en que la mezcla de hidrocarburo puede permanecer en dos fases en equilibrio, existiendo dentro de ella, las llamadas curvas de calidad, que indican un porcentaje de total de hidrocarburo que se encuentra en estado líquido y gaseoso. Todas estas curvas inciden en un punto crítico. Se distinguen, además, en el mismo diagrama, la cricondentérmica y la cricondenbárica, las cuales son la temperatura y la presión máximas, respectivamente, que en la mezcla de hidrocarburos pueden permanecer en dos fases en equilibrio. www.inegas.edu.bo
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P
Gas Natural – Curva de Fases
Liquido
P
a Zona retrograda
Liquido Cricondenbarico
Punto critico
•
b c d
e
Dos fases
f
o c i m r e t n e d n o c i r C
Vapor
t
100 %
Gas
80 % 90 %
T www.inegas.edu.bo
Gas Natural – Curva de Fases Punto Critico:
Lugar donde convergen las curvas de burbuja y rocío
Las propiedades intensivas de las fases son idénticas
Cambio de fases sin calor latente
Cricondentérmico:
Máxima temperatura a la cual pueden coexistir dos fases
Cricondenbárico:
Máxima Presiòn a la cual pueden coexistir dos fases
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Gas Natural – Curva de Fases Condensación Retrograda
Es la formación de hidrocarburos líquidos cuando la presión disminuye por debajo del punto de rocío.
Es retrograda porque una parte del gas se condensa en un liquido en condiciones isotérmicas, en lugar de expandirse o evaporarse cuando baja la presión. (Ver recta a-b-c-d-e-f en la curva de fases)
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C o m p o r t a m i e n t o d e l as f as e s
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Gas Natural – Curva de Fases Gas condensado Gas Seco
P
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•
•
•
Petróleo liviano
Petróleo pesado
•
T
Gas Natural P entrada T entrada
X X
C
•
•
P
P B
•
Gas procesado
•
•
Y •
P salida T salida
•
Y
•
•
P R T
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En el transporte se puede producir una condensación retrograda si el gas es muy rico (X Y)
Gas Natural
El Gas Natural Bruto que viene de los campos de producción es muy rico y contiene Hidrocarburos Condensables y Compuestos Contaminantes que lo hacen inadecuado para el transporte y utilización final.
La presencia de hidrocarburos líquidos y agua ocasionan serios problemas a las instalaciones de transporte (Tubería, Compresores, Medidores, etc)
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