trabajo fugacidad
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7/23/2019 Trabajo Fugacidad...
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FUGACIDAD
ANGIE KATHERINNE DIAZ GARCIAREMSON RENATO CASAS SEGOVIA
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
FACULTAD INGENIERÍAS FISICOQUÍMICAS
INGENIERÍA DE PETRÓLEOS
BUCARAMANGA
2015FUGACIDAD
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ANGIE KATHERINNE DIAZ GARCIAREMSON RENATO CASAS SEGOVIA
TRABAJO PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO
ING JULIO CESAR P!REZ ANGULO
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
FACULTAD INGENIERÍAS FISICOQUÍMICAS
INGENIERÍA DE PETRÓLEOS
BUCARAMANGA
2015
CONTENIDO
2
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P"#
INTRODUCCIÓN
1. CONCEPTOS BÁSICOS
1.1 POTENCIAL QUÍMICO
1.2 ENERGÍA LIBRE DE GIBBS
1.3 FACTOR DE COMPRESIBILIDAD
1.4 FUGACIDAD
1.5 ACTIVIDAD TERMODINÁMICA
2. DIMENSIONES DE FUGACIDAD
3. COEFICIENTE DE FUGACIDAD
4. FORMULA GENERAL DE FUGACIDAD
5. ECUACIONES DE ESTADO 135.1ECUACIÓN DE VAN DER WAALS-COEFICIENTE DE FUGACIDAD
5.1.2 GRÁFICA DE COEFICIENTE DE FUGACIDAD DE UN GAS DEVAN DER WAALS
5.1.2 EEMPLO 1
5.1.3 EEMPLO 25.2 ECUACIÓN DE PENG-ROBINSON-COEFICIENTE DE FUGACIDAD 1!
5.3 ECUACIÓN VIRAL DE ESTADO
. 5.4 ECUACIÓN DE REDLIC" #WONG$R#%-COEFICIENTE DE FUGACIDAD 2&'.USO DE LAS ECUACIONES DE ESTADO 22
'.1MODELO GRÁFICO PARA DETERMINAR EL FACTOR DECOMPRESIBILIDAD GENERALI(ADOS PARA GASES PUROS
'.2 FUGACIDAD DE UN COMPONENTE PURO
'.2.1 ECUACIÓN VIRIAL TRUNCADA EN EL 2)*COEFICIENTE$PITER CURL%
'.2.2 ECUACIÓN DE PI(TER
+.3 FUGACIDAD EN FASE LÍQUIDA
'.3.1 ECUACIÓN DE RAQUET
'.3.2 EEMPLO 3
'.4 FUGACIDAD DE UN COMPONENTE EN UNA ME(CLA , FUGACIDAD DE LAME(CLA
'.4.1 EEMPLO 4
3
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'.5 FUGACIDAD EN ME(CLAS GASEOSAS32
'.' FUGACIDAD , COEFICIENTE DE FUGACIDAD DE UN COMPONENTE EN
SOLUCIÓN 33+.EERCICIOS
CONCLUSIONES
BIBLIOGRAFÍA
INTRODUCCIÓN
.
4
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1 CONCEPTOS11 POTENCIAL QUÍMICO
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12 ENERGIA LIBRE DE GIBBS
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11
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RT
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RT
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12
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v
l
v
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µ
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P
dP
P =d ( PV ) PV
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V
dP
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Z −dV
V
dlnϕ=(Z −1)(dZ
Z −dV
V ) $1+%
V
dV Z
Z
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V Z z
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φ
$1!%
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13
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dV V RT
P Z Z
V
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(ln)1(ln ∫ ∞
−−−−=φ
$1%
5 ECUACIONES DE ESTADO
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51 ECUACIÓN DE VAN DER AALS 3 COEFICIENTE DEFUGACIDAD
( P+a
V )(V −b)= RT $2&%
P=¿
P
RT =
1
V −b−a
RTV
14
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∫ ∫ ∞∞
−−−
=−V V
dV V RTV
a
bV dV
V RT
P )
11()
1(
2
∫ ∞−−
−−V
dV RTV
a
bV V
bV V
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)(
( 2
∫ ∞
−−
V
dV RTV
a
bV V
b)
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2
∫ ∫ ∞ ∞
−−
V V
dV RTV
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bV V
b)
)((
2
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1
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1
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dV V RT
P Z Z
V
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RTV
a
V
bV Z Z −
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512 EJEMPLO 1
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______________________________________________________
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Pr= P
Pc=
500atm
33.5atm=14.92
Tr=T
Tc=
273.15 K
126.2 K =2.16
T<0<)* ;*; 6*/; ; 6 6 6 /06 6 <*</6/ 6*/ ) *00< )
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T/3 ^1.25
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1.25AeB3
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1.25= A∗ A∗
0.88= 1
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22
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A= 1.25
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)
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51& EJEMPLO 2
E;076/ 6 60)6) ) 67*<06* 6 1&67 2!.15 ;0 =3.+&+-2 7*.S8*<0<)* 9 ; 8)< );8/06/ 6; 0</60*<; 6/606; </ 6;
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SOLUCIÓN
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Vm−b−a❑
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p= RT
Vm−b
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ln
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p )=¿ RT
BP
f
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______________________________________________
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m"l )∗10atm0.082
atm∗ !m"l∗ K
298.15 K
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52 ECUACIÓN DE PENG?ROBINSON 3 COEFICIENTE DEFUGACIDAD
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)(ln()ln()(ln
B Z
B Z
B
A B Z Z
21
21
221
−+
++−−−−=φ
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A= aP
( RT )
= Pb
RT
5& ECUACION VIRAL DE ESTADO
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V 2 + #(T )
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19
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#¿= #−3C +23
( RT )3
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V +C 2
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60*<; ;*< 7; H0;.
5' ECUACIÓN DE REDLICH KONG-RK.?COEFICIENTE DEFUGACIDAD
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USOS DE LAS ECUACIONES DE ESTADO
22
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1 MODELO GR/FICO PARA DETERMINAR EL FACTOR DECOMPRESIBILIDAD GENERALIZADOS PARA GASES PUROS
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______________________________________________________
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23
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2 FUGACIDAD DE UN COMPONENTE PURO
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21ECUACIÓN VIRIAL TRUNCADA EN EL 2@6 COEFICIENTE -PITER?CURL.
lnϕ=P
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______________________________________________________
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24
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22 ECUACIÓN DE PIZTER
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S0 6 8/;0< ; 76*/ 6 4 =6/ 7867*; 6 60< ) P0/@ 66<)* *;86/7/*; $(c , (1% 8*/ L-#;/P6/6 <6 ;80 8/6 )*<) *0;< 6;6;; :90)* 68*/@ ;6; ;< < 900=/0* 6<)* ;< 6 6 70;7678/6/6@ 8/;0< 60)6).
25
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F0 F0L F0;6 ^;6F0;6P;6 ^0L ^0V ^0;6
______________________________________________________
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L*; /70<*; iϕ %(Tr ,Pr ) iϕ 1
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F0/6 '. F<0< </606)6 iϕ % (Tr ,Pr ) J13K
F0/6 +. F<0< </606)6 iϕ 1
$T/@P/%J13K
& FUGACIDAD EN FASE LÍQUIDA
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26
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______________________________________________________
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Pi
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i
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m
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i
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60)6) < 6; :90)6 9)6
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P P V P f
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i
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27
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4. P*)7*; C66/ V0L 67=0< 8*/ 6; 60*<; ) ;6)* *< 6;*<)00*<; ) ;6/60<.
&1 ECUACIÓN DE RAQUET
"#l$da %ara l&'$d a*rad
721 +)( Tr
C C
L
i Z V V −=
&2 EJEMPLO &
D/70<6/ 6 60)6) ) 0*-8<6<* 6 11&cC , 2+5=6/.S67*8)9:
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P/*)7*; 6 )/70<6/ ;6)*
28
DATOS DEL PROCESOP(bar) 275
P(Kpa) 27500
T(°C) 110
T(K) 383,15
CONSTANTES
R(Kpam3/Kgmol*K)
8,314
CICLOPENTANO
W 0,196
Tc(K) 511,8
Pc(bar) 45,02
Pc(kPa) 4502
c 0,273
!c(m3/kgmol) 0,258
"(Kg/Kmol) 70,134
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Pr= P
Pc Tr= T
Tc
PSAT ( 'Pa )=e( A−
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P/*)7*; 6 66/ *; 86/7/*; 0/06; *< *; DATOS DESATURACIÓN
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Tr
=0.139−0.172
Tr
=( RTc
Pc )(%+&)
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RT
72
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)( Tr C C
Li Z V V −=
−=
RT
P P V P f
sat
i
sat li q
m sat
i
sat
ii
)(e-%
,
φ
' FUGACIDAD DE UN COMPONENTE EN UNA MEZCLA Y FUGACIDADDE LA MEZCLA
29
Prop#$%a%$& R$%'c#%a&Pr 6,108396268
Tr 0,748632278
Prop#$%a%$& R$%'c#%a& $la Sa
Pr 0,117304536
Tr 0,748632278
Dao& %$ Ao#$(P&a)
A 13,9727
2653,9
C 234,51
PSAT(kPa)
528,1050193
PSAT(bar) 5,281050193
Co$+c#$$ %$ ,'g- Sa'ra%ol.&a -0,105627641
.&a 0,899759619
!ol'm$ molar %$ l0'#%oSa'ra%o
!L
(m3/kg/mol) 0,107543921,acor %$ Corr$cc#1 %$ Po2#g
,CP 2,485765779
,'gac#%a% %$ l#0- P'ro
L(kPa) 1181,155288
Par4m$ro& !#r#al$&
° -0,587629686
5 -0,441230487
(m3/kgmol)
-0,637141855
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RT
BP =φ ln
P6/6 <6 76
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=0.083−0.422
Tr
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Tr
ij
ijTc
T Tr =
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2
ji
ij
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2
ji
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3
3/13/1
2
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ij
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ij
ijij
ijVc
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#0&. S0 <* ; *<* 0 ; *76 *7* /*.
'1 EJEMPLO '
30
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SOLUCIÓN
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n
i
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COMPONENTE
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S76 3.3+! 1
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33
2
3233222
2
21331122111
2
1 222 B y B y y B y B y y B y y B y B +++++=
C*7* ; 8) *=;/6/ 8*)7*; 66/ *; B 0@ *//;8*<)0<; 6 *;86/7/*; ) 0</60< ) *; *78*<<; 8/*; B11@B22@B33@ *;
86/7/*; /6)*; B12@B13@B23 86/6 * ;;00/ < 6 60< RT
BP =φ ln
)/70<6/ *00< ) 60)6) 6 86/6 )/70<6/ ;* 7867*; 6;
;00<; 60*<;
( )1
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ij
ij
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=0.083−0.422
Tr
31
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=0.139−0.172
Tr
ij
ijTc
T
Tr =
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2
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2
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33/13/1
2
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ij
VcVcVc
ij
ijij
ijVc
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PROPIEDADES CRÍTICAS DE LOS COMPUESTOS PUROS YCRUZADOS
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SEGUNDOS COEFICIENTES VIRIALES
I T/0 Bc B1 B011 1.5+4 -&.121 &.113 -41@322 &.!3 -&.351 -&.&4' -1!5@2'&&& &.!11 -&.5&+ -&.2+5 -3+@&&12 1.244 -&.215 &.&+& -!@351& 1.13& -&.2'4 &.&3' -133@2212& &.!3 -&.423 -&.13! -2+1@++
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32
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5 FUGACIDAD EN MEZCLAS GASEOSAS
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FUGACIDAD Y COEFICIENTE DE FUGACIDAD DE UN COMPONENTEEN SOLUCIÓN
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33
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34
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4 EJERCICIOS
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35
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32
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'P2`1.43e1&-+P3
SOLUCIÓN
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ln ϕ=¿−0.00345 P−10.87∗10 P/2+1.43∗10P
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3
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lnϕ=¿−0.00345 P−10.87∗10 P/2+1.43∗10
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3
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ϕ=0.835
f =ϕ∗ P=0.835∗50atm
f =41,75 atm
______________________________________________________
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CONCLUSIONES
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• L6 )/70<60< ) 6*/ ) *78/;0=00)6) ; 078*/6< 86/6
* ) 6 60)6)@ 8*/ <) ; 078*/6< )0/<06/ </ < (:90)* <* ) 68*/ * 6;. E;* ; )<*6 8*/9 6*/ ) ( ) *;68*/; * 6;; ;*< 76*/; 6 6 ) *; :90)*;.
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;)0* ) 6 60)6) 8*/ * ; 078*/6< ;*/ 6 *//60<68/*806)6 86/6 )/70<6/ ; 6*/.
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BIBLIOGRAFÍA
• T?*76; E<@P?008 R0)@ W6//< "?/@ I</*)0< 6 6
F0;0*9:706 T/7*)0<706@1/6 )00<@E)0*/06 A))0;*< W;@2&&+• F/<6<)* R66)@*; L0; M*06@ T/7*)0<706 9:706@1/6
)00<@ E)0*/06 U<0/;06 67 . S/0 ) C*7<06@2&&5.• .P W690/@E R0<* ) P/*@E)00*<; T?<08@P6/0;@14.• O6 A<)/6; "*<@ #<<? M. W6;*<@R*6<) A. R66@ P/0<080*;
) *; 8/*;*;@ V*7< 2@ E)0*/06 R/@ B6/6<6@1!2.
• E60*<; ) ;6)* D0;8*<0= <
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• E60*<; ) 60)6) D0;8*<0= <
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• T/7*)0<706 A6<6)6 D0;8*<0= <
?8>>>.;6/-09.).<08709?5+&8)16.8)
• E60< G</6 ) 60)6)
?8/7*91<6./08*).*7C6;C6;4.8)
• T/7*)0<706 A806)6 D0;8*<0= <
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