propiedades de los fluidos petroleros

Capítulo 3
Cap tulo
Comportamiento de Fase

Objetivo
Presentar los principios básicos del comportamiento de fase de los
hidrocarburos e ilustrar el uso de diagramas de fase para describir y
caracterizar el comportamiento volumétrico de una sustancia pura y
mezclas multicomponentes, así como los diagramas de composición para
mezclas de dos componentes, y de tres componentes.COMPORTAMIENTO DE FASE

3.1 Introducción
Fase: Es una parte del sistema que contiene una sustancia homogénea fisicamente
distinta definida por fronteras claras de otras partes del sistema.
Ejemplo El agua puede presentar tres fases en equilibrio, agua líquida, hielo y
vapor de agua.
Comportamiento de fase Cambio que existe entre las fases y describe las
condiciones de presión y temperatura a lascuales pueden existir. Su estudio incluye
el el manejo de tres variables: la presión, la temperatura y el volumen. Las fases se
pueden identificar por su densidad.
Diagramas de fase Son determinaciones experimentales o matemáticas expresadas
en gráficas que relacionan el comportamiento de presión y temperatura, presión y
volumen específico, densidad y temperatura, presión y composición,temperatura y
composición o cualquier otra combinación de propiedades de una sustancia que
muestra las condiciones bajo las cuales se pueden presentar sus diferentes fases.

COMPORTAMIENTO DE FASE

3.2 Sistemas de un solo componente
Esta formado totalmente por una sola clase de átomo o molécula.
El dominio cuantitativo de las relaciones entre las propiedades de presión, volumen
y temperatura deun sistema de un solo componente nos proporciona la base para el
entendimiento del comportamiento de fases de las mezclas complejas.
Línea de presión de vapor Es la línea que separa las condiciones de presión y
temperatura de una sustancia identificando cuando se encuentra en fase líquida y
cuando en fase gaseosa. En una gráfica de Presión – Temperatura, los puntos de
esta línea indicancondiciones en las que coexisten las fases liquido y gas de esa
sustancia.
Punto crítico Representa el valor más alto de presión y temperatura en el cual dos
fases pueden coexistir. Digamos líquido y gas. También se define para un sistema
multicomponente como: el estado de presión y temperatura para el cual las
propiedades intensivas (no dependen de la masa) de las fases líquidas y gaseosas
sonidénticas. Los valores de presión y temperatura de este punto de denominan
presión y temperatura críticas.

COMPORTAMIENTO DE FASE

Presión crítica Es la presión por arriba de la cual las fases líquida y gaseosa de
una sustancia pura no pueden coexistir independientemente de la tamperatura
que se aplique.
Temperatura crítica Temperatura por arriba de la cual el gas no puede ser
licuado,independientemente de la presión que se le aplique.
Punto triple En la gráfica de presión-temperatura es el punto donde las tres
fases de la sustancia pueden coexistir en equilibrio.
Línea de presión de sublimación Línea que se observa por debajo de la
temperatura del punto triple y separa las condiciones en donde la sustancia es
sólida o gaseosa. Teóricamente se extiende a presión ytemperatura de cero
absoluto.
Línea de punto de fusión Línea que se inicia en el punto triple y separa las
condiciones de una sustancia en estado sólido y líquido. Los puntos sobre esta
línea indican que las fases sólida y liquida de la sustancia coexisten en equilibrio.
El límite superior no se ha determinado experimentalmente.

COMPORTAMIENTO DE FASE

DIAGRAMA DE FASES
80

70

P
cSÓLIDO

50

PRESION (lb/pg

2

abs)

60

40

30

LÍNEA DE P
UNTO DE F
USIÓN

C

LÍQUIDO

EA
ÍN
L

DE

N
IÓ
ES
PR

DE

OR
AP
V

GAS

20

T

10

LÍNEA DE SUBLIMACIÓN
0
1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

TEMPERATURA (°R)

6.00

7.00

8.00

T

c

COMPORTAMIENTO DE FASE

EMPLEO DE LOS DIAGRAMAS DE FASE
Proceso isotérmico Las...