Correlación para predecir las condiciones de formación de hidratos en mezclas de gas

Universidad de Oriente
Núcleo de Anzoátegui
Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas
Departamento de Ingeniería Química
Tratamiento de gas


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CORRELACION PARA PREDECIR LAS CONDICIONES PARA LA FORMACION DE HIDRATOS PARA VARIAS MEZCLAS DE GAS E INHIBIDORES










Barcelona, Agosto del 2012
Introducción

La formación de hidratos puede ser una presenciacomún durante operaciones de producción de aceite y la perforación de gas. Los hidratos pueden formarse en el equipo de producción superficial y en la tubería de pozos del gas. La medida experimental de condiciones de formación de hidratos para cada composición específica de gas es poco práctica. Por lo tanto, la predicción exacta de las condiciones de formación de hidratos es importante enmuchos usos como la determinación de los límites a la extensión de gas natural durante la estrangulación en válvulas, obstrucciones y restricciones.
Varias correlaciones han sido presentadas en la literatura para predecir las condiciones de formación de hidratos. Estas correlaciones pueden ser clasificadas en cinco métodos principales.
La primera es el método de Valor de k, que utilizalas constantes de equilibrio sólido-vapor para predecir las condiciones en la que se forma el hidrato. El método está basado en el concepto que los hidratos son soluciones sólidas. Las condiciones en la que se forma el hidrato son predichas por constantes de equilibrio sólido-vapor empíricamente estimadas, vienen dadas por;
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Donde Yi es la fracción molar del componente hidrocarburo en la fase gaseosa en base al agua libre y Xi la fracción molar del mismo componente en la fase sólida en base al agua libre. Las condiciones de formación de hidratos deberían satisfacer:
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La inclusión de gases nohidrocarburos como el C, el N y H2S pueden causar resultados inexactos. Un hombre para todo presento nuevas trazas de valores de K para aquella superficie con diferentes rangos de presiones y temperaturas. Estas trazas pueden ser una alternativa a la traza provisional construida por Carson y Katz, que no es una función de estructura o composición. Las nuevas trazas están basadas en los cálculosestadísticos termodinámicos. El segundo método es el argumento de gas-gravedad desarrollado por Katz. El argumento relaciona la presión y temperatura de formación de hidratos con la gravedad del gas definida como el peso molecular aparente de una mezcla de gas dividida por él del aire. Este método es una técnica gráfica simple que puede ser útil para una estimación inicial de condiciones de formaciónde hidratos. La traza de formación de hidratos fue generada de una cantidad limitada de datos experimentales y una cantidad más sustancial de cálculos basados en el método de valores de K. Un análisis de exactitud estadístico relatado por Sloan, mostró que este método no es exacto. Para la misma gravedad del gas, pero mezclas diferentes pueden conducir al error aproximadamente del 50 % en lapresión predeterminada. Durante los últimos 50 años, muchos datos experimentales sobre condiciones de formación de hidratos han sido recogidos y de ahí una carta de gravedad del gas más exacta puede ser desarrollada. Un objetivo de este estudio es de desarrollar tal carta como será explicado más tarde.
El tercer método consiste en correlaciones empíricas desarrolladas según la forma siguientepor el titular para todo y Makogon para gases puros seleccionados:
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Donde a y b son los coeficientes empíricos que dependen del rango de temperaturas para cada gas. Para el gas natural, otra correlación fue presentada después de una ecuación general basada en la gravedad del gas por Makogon:
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