Propiedades de los fluidos petroleros Serie de ejercicios Ing. Eduardo Maldonado Cruz 7 de marzo de 2016 Objetivo: El objetivo de esta serie de ejercicios es que ustedes, practiquen los conceptos aprendidos en clase sobre la ecuación de estado para gases ideales y reales dado por la ecuación 1 pV = znRT
(1)
donde: p = p = Presión V = Volumen z = Factor de corrección para gases reales R = Constante universal de los gases T = Temperatura 1. Se realizó un estudio cromatográfi cromatográfico co a una muestra, muestra, la cual se encuentra encuentra a 315 kg/cm 315 kg/cm2 y 200 F, de este análisis cromatográfico se reporto lo siguiente: (2 puntos) Component Componentee Fracción racción peso (Wj) CO2 0.040 N2 0.010 C1 0.628 C2 0.055 C3 0.192 A partir de estos datos calcule: Peso molecular aparente o
a )
Factor de compresibilidad z @ C.Y mediante mediante el gráfico de standing y katz
b)
Densidad Densidad del gas y volumen volumen especifico especifico
c )
Densidad Densidad relativa relativa del gas
d )
Factor de volumen volumen del gas
e )
Si se sabe que se están están producie produciendo ndo 100 pies3 /hora, /hora, determinar el gasto en pies cúbicos estándar por día. 1
2. Se tiene un gas cuya composición es la siguiente
Componente Metano Propano
% mol 75 25
Calcular: a )
Composición en porciento en peso
b)
Peso molecular aparente y densidad relativa
c )
Propiedades pseudocríticas
d )
Presión y temperatura reducidas a 1000 psia y 60 F o
3. Un tanque de 20 f t3 a 100 F es llevado a 200 psia con un gas puro parafinico. Luego, son agregadas 10 lb de etano y la densidad relativa del gas medida es 1.68. Asumiendo un comportamiento ideal. ¿Cual es el gas que estaba originalmente en el tanque? o
4. Una maquina usa metano como combustible, el gas es comprado en tanques que contienen 25 lb de metano y cuesta $3.20. Si la maquina usa 300 f t3 a 15 oz/in2 manometrica y 100 F determine el costo de metano por día. o
lb 5. Dos cilindros contienen metano y etano a 125 pg y 50 pglb respectivamente, Temperatura igual a 100 F. El volumen del cilindro de metano es 31 del de etano. ¿Cual será la presión final si los dos cilindros se conectan y se permite consecuentemente que los gases se mezclen? ¿Cual es la composición de la mezcla en porciento en peso? Se puede suponer que el gas se comporta como IDEAL 2
2
o
6. Un bloque de arenisca de 1 cm3 se coloca en el interior de un recipiente sellado conteniendo aire y cuyo volumen es de 10 cm 3 . Este recipiente se encuentra conectado a un segundo recipiente de 10 cm3 , el cual esta a condiciones de vacío ( p = 0). Ambos recipientes están aislados por medio de una válvula. Posteriormente se abre la válvula que conecta los dos recipientes ocurriendo una expansión del aire contenido en el primero. La presión resultante cuando el equilibrio se restablece es de 361.3 mm de mercurio. Establezca claramente cualquier suposición necesaria. a )
¿Cual es la porosidad de la arenisca?
7. Un gas compuesto de metano y etano tiene una densidad relativa de 0.75 (γ = 0.75). ¿Cual es el porcentaje en peso y el porcentaje en volumen del metano?
2
8. Un cilindro tiene un volumen de 1 lt y contiene gas a una presión de 200 kg/cm2 a 120 F. la presión baja a 1000 psia después de que 0.00923 lb mol de gas son removidas. Si la temperatura se mantiene constante y el factor z era 0.9 a una presión de 200 kg/cm2 . ¿Cual es el factor z a 1000 psia? o
9. Un tanque contiene metano a 1000 psia y 140 F. Otro tanque de igual volumen contiene etano a 500 psia y 140 F. Los dos tanques son conectados y se permite que los gases se mezclen, una vez que la temperatura es restaurada a 140 F. Calcule: o
o
o
a )
Presión final de la mezcla
b)
Composición final de la mezcla
c )
Presiones parciales de cada componente Nota: Considere que una vez conectados los tanques, el factor de compresibilidad z = 0.940;
10. A partir de las siguientes composiciónes determinar las propiedades pseudocríticas usando los siguientes métodos: a )
Método de Sutton
b)
Método de Brown (Correlación matemática)
c )
Método gráfico (Todos los gráficos son proporcionados en las presentaciones de clase, BUSQUEN
Problema 1 Problema 2 Componente Fracción mol Componente Fracción mol C1 0.83 C1 0.3 C2 0.06 C2 0.3 C3 0.03 C3 0.1 nC4 0.02 nC4 0.1 nC5 0.02 nC5 0.05 C6 0.01 C6 0.05 C7+ 0.03 C7+ 0.1 para el problema 1, propiedades del C7+: M w = 200 [lb/lb − mol] y γ = 0.9, para el problema 2, propiedades del C7+: M w = 305 [lb/lb − mol] y γ = 0.72
