balance

Balance de masa y energía en procesos de hidrocarburos




















Escuela de Ingenieria de Petroleos
Universidad Industrial de Santander
Bucaramanga
2012
Ejercicio para entregar.

De un fluido de hidrocarburos se tiene la siguiente composición:

°API= 35°
Y= 0.75 @ C.S.
Bo= 1.23 @ 1500 psia y 250 °F
Wgd= 1.13 lbm/s
Wgf= 3.85 lbm/s

Obtener la densidaddel aceite po (lbm/pie3) y del gas libre pgf (lbm/pie3) y del gas libre @ 1500 psia y 250 °F.

Pb = 18((Rs/rgd)0.83x10(0.00091T – 0.0125 °API)
rgd = 0.25 + 0.02*ºAPI + RSX10-6(0.6874 - 3.5864*ºAPI)
rgd = 0.25 + 0.02*35 + RSX10-6(0.6874 - 3.5864*35) = 0.915
Pb = 18((277/0.915)0.83x10(0.00091x250 – 0.0125 x35)
Pb = 1272.18 psia es menor que la presión establecida 1500 psia, es BAJOSATURADO.Po = Pobe(co(p-pb))
Pob = 62.4ro + 0.01362Rrgd/Bob
ro = 141.5/131.5 + ºAPI
= 141.5/131.5 + 35º = 0.8498
Bob = Bo/e(co(p – pb))
Co = (a1 + a2Rs + a3T + a4rgs + a5°API)/px5
Donde: a1= -1443 a2 = 5 a3 = 17.2 a4 = -1180 a5 = 12.61
Co = (-1443 + 5x277 + 17.2x250 – 1180x0.156 + 12.61x35)/1500x105
Co = 3x-5
Bob = Bo/e(3x10exp-5(1500 – 1272,18))
rgs = Rs/c1Pc2e(c3x°API/T + 460)
Donde:c1 = 0.0178 c2 = 1.187 c3 = 23.931
rgs = 277/0.0178x15001.187e(23.931x°35/250 + 460)
rgs = 0.156
Pob = 62.4x0.8498 + 0.01362x10.73x0.915/1.222
Pob = 43.5
Po = 43.5e(3exp-5(1500-1272.18))
Po = 43.798 lbm/ft3

Ygf= RYg – RsYgd /R –Rs = (10.73)(075.) – (277)(9.4154)/ (10.73) – (277) = 9.764593.

°API= (141.5/ Yo) – 131.5
Yo= 2/7 S.G.

Tpc= 168 + 325Yg – 12.5Yg2
Tpc= 259.8367Tpr= 710/ 259.8367 = 2.73

Ppc= 677 + 15Yg – 37.5 Yg2
Ppc= 678.2249

Ppr= 1500/ 678.2249 = 2.21

Z= 1.03

Pg= [2.7044. P. Ygf] / Z (T + 460) = 2.7044 (1500)(9.764593) / (1.03)(1960) = 19.62 Lbm/ft3.


1) Las siguientes gráficas dan gráficas rectangulares. ¿Qué ecuaciones relacionan a las variables?
(a). P contra t en coordenadas rectangulares.
P(t) = at + b
(b). P (eje logarítmico)contra t en una gráfica semilogarítmica.
Ln P= Lna + bt
(c) P contra t en una gráfica logarítmica.
Ln P= Lna + bLnt
(d). Y2 – 3 (eje logarítmico) contra 1/x2 en una gráfica semilogarítmica. (Exprese la respuesta como una función exponencial).
Y2 – 3= a.eb/x2
(e). 1/F contra t2 -4 sobre una gráfica logarítmica. (Exprese la respuesta como ley de potencias.)
F-1= a (t2-4)b.
2.8. (a) Pero enlbf de un objeto de 25 lbm
25 lbm * 32.1714 ft / s2 (1 lbf) / 32.1714 lb ft / s2 = 25.0 lbf
(b) La masa en Kg de un objeto que pesa 25 Newton.
25 N * (1/9,8066 m/s2) * (1 Kg* m/s2)/ 1 N = 2,55 Kg.

(c) El peso en dinas de un objeto de 10 toneladas.
10 ton= 907180 g * 10 = 9071800 g.
9071800 g* 980 cm/s2 = 889036400 dinas.

2.12. Un cono circular recto con radio de la base R, altura H, ydensidad conocida ρs, flota con la base hacia abajo en un líquido con densidad desconocida ρf. Una porción de altura h del cono asoma sobre la superficie del líquido. Derive una fórmula para ρf en términos de ρs, R y h/H, simplificándola algebraicamente lo más posible.





Vs = πR2 H/3
Vf= πR2 H/3 – πr2 h/3 Vf es el volumen desplazado por el sólido. 
R/H = r/h ⇒ r= Rh/H

Entonces:
Vf =πR2 H/3 - (π h/3 )*(Rh/H)2⇒ 
(πR2 /3 )*(H – h3 /H2) ⇒
ρfVf= ρsVsρf *(πR2 /3 )*(H – h3 /H2) = ρs* (πR2H/3)
ρf = ρs*(H3/ H3-h3)
Rta: ρs= 1/1-(h/H)3

2.13. Un tambor cilíndrico horizontal tiene 2.00m de diámetro y 4.00m de largo. Se llena poco a poco con benceno (densidad = 0.879g/cm3). Derive una fórmula para W, el peso en newton del benceno en el tanque, como una función de h, la profundidaddel líquido en centímetros.
0.879 g/cm3 x 1kg/1000g x (100cm)3/1m3
= 879 Kg/m3
F=ma= ρvg= ρ π (1-h) 2dg
W= (879kg/m3) π(1-h)24m)(9.8m/s2) 
W= 879 π(1-h)2kg/m.s2⇒ 879 π(1-h)2 N.






2.14 Un poundal es la fuerza necesaria para acelerar una masa de 1 Lbm a la velocidad de 1 ft/s2 y 1 slug es la masa de un objeto que se acelera a velocidad de 1ft/s2 cuando se somete a una fuerza de...