Composición y Propiedades del Gas Natural en La guajira (Chuchupa) Colombia.

Alumno:

Edgar Alexander Illidge Araujo

a) Composición de la guajira (Chuchupa) Colombia y Cálculo de las propiedades seudocríticas de la mezcla. (Datos obtenidos de Ecopetrol)

Componente Pesos Moleculares [Lb/Lbmol]

Fraccion Molar (yi)

Temperatura Crítica (°F)

Temperaturacritica (R ) yiTc Presion

critica (Psia) yiPc yiMi

Nitrógeno 28.014 0.014987 -232.53 227.47 3.4091 492.5 7.3811 0.4198Dióxido de Carbono 44.01 0.000318 87.76 547.76 0.1742 1070 0.3403 0.0140

Metano 16.043 0.980984 -116.66 343.34 336.8110 667 654.3163 15.7379

Etano 30.07 0.002643 89.92 549.92 1.4534 706.6 1.8675 0.0795Propano 44.096 0.000663 205.92 665.92 0.4415 615.5 0.4081 0.0292i- Butano 58.123 0.000164 274.41 734.41 0.1204 527.9 0.0866 0.0095n-Butano 58.123 0.000071 305.55 765.55 0.0544 550.9 0.0391 0.0041

Neo-Pentano 72.15 0.000003 321 781 0.0023 463.5 0.0014 0.0002i-Pentano 72.15 0.000053 369 829 0.0439 490.4 0.0260 0.0038n-pentano 72.15 0.000014 385.8 845.8 0.0118 488.8 0.0068 0.0010Isohexano 86.175 0.000006 453.8 913.8 0.0055 436.6 0.0026 0.0005

3-Metilpentano 86.175 0.000005 448.3 908.3 0.0045 452.5 0.0023 0.0004n-Hexano 86.175 0.000003 453.8 913.8 0.0027 436.9 0.0013 0.0003

Metilciclopentano 84.16 0.000007 499.4 959.4 0.0067 548.8 0.0038 0.0006Benceno 78.112 0.000001 552.2 1012.2 0.0010 710.4 0.0007 0.0001

Ciclohexano 84.159 0.000002 536.6 996.6 0.0020 590.7 0.0012 0.00022,3 Dimetilpentano 100.202 0.000001 507.74 967.74 0.0010 422,059 0.4221 0.0001

3-Metilhexano 100.202 0.000002 503.7 963.7 0.0019 407.6 0.0008 0.0002it,3

Dimetilcyclopentano

98.19 0.000004 539 999 0.0040 503 0.0020 0.0004

Ic,3-Dimetilcyclopentan

o98.19 0.000005 539 999 0.0050 514 0.0026 0.0005

IsoOctano 114.229 0.000003 519.4 979.4 0.0029 327.7 0.0010 0.0003

0.999939TEMPERATURA PSEUDOCRÍTICA 342.5595

PRESIÓN PSEUDOCRÍTICA

664.9136 16.3028

a) Cálculo de las propiedades seudoreducidas.

Se tomaron los datos de presión y temperatura obtenidos en unas pruebas de laboratorio utilizadas en un paper y se Cálculo de la densidad de la mezcla con relación al aire:

TEMPERATURA (°R)

580=142°F

Peso molecular

16.30275638lb/lbmol

PRESIÓN (psia) 1730.51 Gravedad específica

0.5622

γ g=16.302728.9625

=0.5622

TEMPERATURA PSEUDOREDUCID

A1.6931

PRESIÓN PSEUDOREDUCID

A2.6026

b) Cálculo del factor Z.

Cálculo de z utilizando correlación de hall - yarborough, mediante el método de newton - raphson:

FÓRMULA DE NEWTON - RAPHSON

VALORES CONSTANTESX1 -0.0770X2 6.2566X3 -22.1823X4 3.8455t 0.5906exp(-1,2(1-t)^2) 0.8178

Valor de arranque Y0 0.015713935

k-ésima iteración Yk F(Yk) F´(Yk) %Eapr Z0 0.015713935 -0.061804067 0.936181589 4.90001 0.081731113 -0.00530458 0.882396502 80.77361913 0.94212 0.087742674 -0.000398448 0.897211336 6.851353795 0.87753 0.08818677 -3.55441E-05 0.898467196 0.503585591 0.87314 0.088226331 -3.21152E-06 0.898580172 0.044840162 0.87275 0.088229905 -2.90502E-07 0.898590387 0.004050779 0.87276 0.088230228 -2.62804E-08 0.898591311 0.000366412 0.87277 0.088230257 -2.37748E-09 0.898591395 3.31476E-05 0.87278 0.08823026 -2.15082E-10 0.898591402 2.99873E-06 0.87279 0.08823026 -1.94576E-11 0.898591403 2.71284E-07 0.8727

10 0.08823026 -1.76031E-12 0.898591403 2.4542E-08 0.872711 0.08823026 -1.5923E-13 0.898591403 2.22028E-09 0.872712 0.08823026 -1.43978E-14 0.898591403 2.00844E-10 0.872713 0.08823026 -1.31622E-15 0.898591403 1.81671E-11 0.872714 0.08823026 -7.069E-17 0.898591403 1.66728E-12 0.872715 0.08823026 -2.90566E-17 0.898591403 9.43743E-14 0.872716 0.08823026 1.60462E-17 0.898591403 3.14581E-14 0.872717 0.08823026 -2.21177E-17 0.898591403 1.57291E-14 0.872718 0.08823026 0 0.898591403 3.14581E-14 0.872719 0.08823026 0 0.898591403 0 0.8727

c) Corrección del factor Z en función a los contaminante CO2 y H2S.

Según la composición del gas, no se encuentran rastros de H2S y el porcentaje presente de CO2 es despreciable, ya que en el gráfico es muy difícil hacer una apreciación aproximada con valores tan bajos el valor del factor Z no se verá afectado por la presencia del contaminante CO2.

d) Propiedades seudocríticas del gas mediante el uso de gráficas (Fuente: GPSA)

Con el valor de la gravedad específica del gas 0.5622, se obtuvieron los siguientes resultados:

T SC=345PSC=665

Valores aproximados a los obtenidos matemáticamente.

e) Cálculo de las densidades de los fluidos presentes en la mezcla.

Según la gráfica 23-9 de la GPSA, se tiene los siguientes valores:

C3=0.43iC4=0.51nC4=0.54iC5=0.575nC5=0.581

nC6=0.61

f) Cálculo de la Gravedad Específica Aproximada de las Fracciones de Petróleo.

Según la gráfica 23-10 de la GPSA, y tomando los datos de las gravedades de los diferentes componentes a 60 ºF según las tablas del texto base, se obtuvieron los siguientes resultados.

Componente Densidad a 60 ºF Densidad a 142 ºFC3 0.50698 0.42iC4 0.56286 0.5nC4 0.58402 0.52iC5 0.62441 0.575nC5 0.63108 0.585nC6 0.59665 0.545

g) Cálculo de la Presión de Vapor.

De acuerdo a la gráfica 23-20 de la GPSA, a 142 ºF se obtuvo los siguientes valores:

Componente Presión de VaporC3 310iC4 145nC4 100iC5 41nC5 33nC6 12

h) Cálculo de la Viscosidad en centipoises.

Componente ViscosidadC3 0.062

nC4 0.115nC5 0.175nC6 0.215

i) Cálculo de la corrección de la Viscosidad en función al peso molecular de la mezcla.

Como en el caso de la corrección del factor Z el porcentaje del CO2 es muy bajo para hacer una apreciación precisa, por lo tanto se lo desprecia.

j) Cálculo de la Conductividad Térmica.

Con la gráfica 23-31 de la GPSA y en función al peso molecular de la mezcla de 16.3028, TSR=1.693, PSR=2.6

km=0.022

kk A

=1.5

k=0.022∗1.5

k=0.033 Btuhr∗sq ft∗℉

ft

k) Cálculo del GPM.

Componente Fracción Molar Factor de Conversión GPMC3 0.000663 27.4816 0.0182203iC4 0.000164 32.626 0.00535066nC4 0.000071 31.4433 0.00223247iC5 0.000053 36.1189 0.0019143nC5 0.000014 36.1189 0.00050566iC6 0.000006 41.3897 0.00024834nC6 0.000003 41.3897 0.00012417

0.02859591

l) Cálculo de la Capacidad Calorífica.

Según la gráfica 3-31 del texto base y con peso molecular de 16.3028, se tiene que:

k=C p

C v=1.26

m) Cálculo del Contenido de Agua del Gas Natural.

Este valor fue calculado con la correlación de Bukacek, y se asumió un porcentaje de sólidos en la salmuera del 3%. P=1730 psi.

W= AP (lpca )

+B

De tablas se tiene que:

A=144000B=37

W=144 0001730

+37.0

W=120 .2 lbMMscf