Factor De Compresilidad Z

a) ¿QUÉ ES EL FACTOR DE COMPRESIBILIDAD Z?

Es una medida de la Idealidad de los gases, El factor de compresibilidad es uno de los parámetros que, con mayor precisión diferencia el comportamiento de los fluidos en estado líquido del estado gaseoso. Define el comportamiento de los gases a determinadas condiciones de presión y temperatura y se vuelve elemento fundamental para todos los diseños einstalaciones que trabajan con fluidos compresibles, representa la fracción adicional en la cual un gas se reduce en determinadas condiciones de presión y temperatura, con respecto al comportamiento ideal. En la literatura existen varias definiciones del Factor (Z), pero una de más precisa es que es un factor que corrige el comportamiento de los gases para ajustarlo a las condiciones reales.
Lasecuaciones aplicadas a gases ideales se cumplen solo para temperaturas y presiones relativamente bajas, y con el objetivo de poder utilizar la ecuación general de los gases a altas presiones y temperatura, es necesario agregarle a la ecuación general del estado gaseoso en condiciones ideales el factor de compresibilidad (Z), y se obtiene la ecuación general del estado gaseoso en condiciones reales(94)

En la ecuación (94) (Z) es el factor de compresibilidad, el cual es un factor de desviación entre el comportamiento ideal de los gases y el comportamiento real
Luego el Factor de Compresibilidad, se representa a través de la siguiente ecuación, que relaciona al volumen real y volumen ideal

Z= (95)

Si se trabaja con las relaciones (PVT). Es decir que (Z)expresa la relación entre un volumen real de un gas a una determina presión y temperatura de operación, con respecto al volumen del mismo gas en condiciones ideales.

b) IMPORTANCIA DE Z EN CADA UNO DE LOS PROCESOS A QUE ES SOMETIDO EL GAS NATURAL
En el proceso de compresión
Es un parámetro con el cual se determina el efecto necesario para comprimir un gas para llevarlo sus condiciones realesde operación.
En el transporte
Es de gran importancia, ya que por lo general el gas transportado por un sistema de redes y tuberías de gas se expresa en Condiciones Normales de Presión y Temperatura (CNPT), luego para llevar ese volumen a condiciones de operación habría que necesariamente utilizar la fórmula combinada de los gases incluyendo a (Z)

(96)

En la fórmula (96)(CE) representan las condiciones estándar o normal, en el El Sistema Británico de Unidades las presión tiene un valor de 14,7 (lpca) y la temperatura 60 F o 520 R. (C0) representan las condiciones de operación. El valor que tenga el Factor de Compresibilidad (Z), es de gran importancia para la industria, y a menudo se cometen errores en su interpretación, y desde luego influye en la determinacióndel parámetro que se este evaluando, luego es de gran utilidad práctica tener herramientas adecuadas y precisas para la cuantificación del Factor de Compresibilidad (Z), aquí es de utilidad la ecuación (96).

c) MÉTODOS PARA CALCULAR Z POR MEDIO DE ECUACIONES DE ESTADO (ECUACIONES Y GRÁFICAS, COMPARAR, HABLAR DE PRECISIÓN Y EXACTITUD)

Calculo de Z a Partir de las Ecuaciones de Estados.Una de las ecuaciones de estado que permite determinar el factor de compresibilidad crítico (ZC), se puede presentar a través de la siguiente ecuación:

(170)

a.- Ecuación de Van der Waals Esta ecuación permite en forma relativamente fácil de terminar el Factor de Compresibilidad (Z) para los gases reales, su facilidad se sustenta por el desarrollo de la computación, y la utilización delos modelos de simulación, con lo que se facilita muchos los cálculos de este parámetro operacional, facilitando también con ello otros cálculos de mucha importancia, en el estudio del comportamiento del gas natural.

(171)
La ecuación (171) tiene varias soluciones:

1.- T> TC 1 raiz real, 2 raíces imaginarias (gas)

2.- T< TCP disminuye 1 raíz real (líquido o vapor), 2...