Planilla Excel para el procedimiento de cálculo de la presión convergencia de mezclas multicomponentes del gas natural

1. EJEMPLO DE CÁLCULO FLASH PARA UN GAS NATURAL SOMETIDO A 600 PSIA Y -20ºF
Columna 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Valores de tanteo de L Valor Final de L = 0,037
Composición P = 2000 L = 0,02 L = 0,04 L = 0.06 Líquido Vapor
Temperatura Presión Peso
del gas de k
Ni Ni Ni Peso crítica Tc crítica Pc Fracción en
Cmponente psia L + VK i Ni Yi molecular Tc Pc
alimentación Xi = Molecular
ºR psia gramos mol
peso
N K L + VK i L + VK i L + VK i L + VK i =KiXi
C1 0.9010 2.7000 0.33796 0.34233 0.34681 2.63710 0.34166 0.9225
CO2 0.0106 0.9000 0.01175 0.01173 0.01170 0.90370 0.01173 0.0106 44.01 547.8 1071.0 0.5162 0.01343 7.4 14.4
C2 0.0499 0.3800 0.12717 0.12327 0.11961 0.40294 0.12384 0.0471 30.07 550.3 709.8 3.7239 0.09686 53.3 68.7
C3 0.0187 0.0980 0.16115 0.13947 0.12293 0.13137 0.14234 0.0139 44.09 666.3 617.4 6.2758 0.16323 108.8 100.8
iC4 0.0065 0.0380 0.11356 0.08499 0.06791 0.07359 0.08832 0.0034 58.12 735.0 529.1 5.1333 0.13352 98.1 70.6
nC4 0.0045 0.0240 0.10340 0.07138 0.05451 0.06011 0.07486 0.0018 58.12 765.6 550.7 4.3509 0.11316 86.6 62.3
iC5 0.0017 0.01 0.05939 0.03509 0.02490 0.04547 0.03738 0.0003 72.15 829.0 483.0 2.6972 0.07015 58.2 33.9
nC5 0.0019 0.01 0.07286 0.04135 0.02886 0.04297 0.04422 0.0003 72.15 845.5 489.5 3.1902 0.08298 70.2 40.6
C6 0.0029 0 0.13265 0.06934 0.04694 0.03883 0.07469 0.0001 86.17 913.8 440.0 6.4356 0.16739 153.0 73.7
C7 + 0.0023 0 0.11140 0.05660 0.03794 0.03764 0.06111 0.0000 100.21 998.0 380.0 6.1241 0.15929 159.0 60.5
Sumatorias 1.0000 1.23129 0.97554 0.86209 1.00015 1.0000 38.4472 1.00000 794.4 525.6
1. Previamente se define una mezcla Para chequear la presión Los valores de las
PSEUDO BINARIA, separando los valores de de convergencia asumida, Temperaturas calculadas
los componentes más livianos que tengan un los componentes mas en esta columna 14
valor de por los menos de 0.10 %. Y los
pesados que el metano en corresponden a grados
restantes valores correspondientes a los mas
pesados en este caso, el METANO SERÍA EL El Peso Los valores de la la fase líquida (Columna 7), Rankine (ºR absolutos),
Molecular para Temperatura Crítica en ºR deben ser convertidos a que deben ser convertidos
Se obtiene COMPONENTE MAS LIVIANO con un valor cada fracción en peso a ºF para lo cual se resta el
de 90,10 % (0,901) en la composición total y y la Presión Crítica en psia
de las EL RESTANTE 9,9 % componente multiplicando la columna 9 valor calculado menos
se obtienen de tablas
gráficas para (0,099)CORRESPONDERÍA A LOS MÁS obtenemos de por la columna 7, Luego se 460ºR dando el siguiente
existentes relacionadas a
constantes PESADOS tablas calcula el % de cada valor: 794,4 - 460 =
relacionadas a las Propiedades Físicas de
de equilibrio 2. Luego se procede a hacer calculos flash componente en esta 334,4ºF . La
las los Hidrocarburos. Luego
K para asumiendo 3 valores de L por tanteo aplicando mezcla dividiendo cada Presión Crítica
Con el nuevo valor obtenido de L = 0,037 propiedades estos valores se multiplican
Se obtiene de análisis una presión las ecuaciones flash: a) K = Y/X ;
componente de la columna corresponde a 525,6 psia
cromatográfico en de b) L + V = 1,0; c) Ni calculamos los valores correspondientes físicas de los por la fracción en peso de
a las ecuaciones flash de estas tres hidrocarburos la columna 13 para obtener 7 entre la sumatoria de con estos valores entramos
laboratorio convergencia / (L + VKi) = 1,0 1er. Tanteo L
estos valores todos los componentes de en la gráfica de presión de
columnas las Temperaturas y
de 2000 psia = 0,02; 2do.Tanteo L = 0,04; 3er.Tanteo L = nos servirán la misma columna de esta convergencia y se puede
0,06 Luego de los 3 tanteos, ninguna de las Presiones críticas de las
para una para calcular la manera obtenemos la ver que para 525,6 psia y
fracciones más pesadas de
temperatura sumatorias da uno (1), entonces es necesario fracción en
Σ
de -20ºF y efectuar alguna interpolacion entre los valores peso de cada la pseudo mezcla binaria columna 13 que 334,4ºF el punto cae en la
de L =0,02 y 0,04 de esta manera LOS VALORES corresponde a la curva comprendida entre el
600 psia de obtenemos el valor correcto de L = 0,037 componente
de las CALCULADOS SE DAN composición de los n-butano y el n-heptano
presión componentes
columnas 12 y EN LAS COLUMNAS 14 Y
13 15 pseudopesados
Tcx´ - Tc4 (Pk5 - Pk4) + Pk4 (Tc ' −Tc )
Pk =
Ejemplo Cálculo para el metano: Reemplazamos datos en ecuación b) Tc5 - Tc4
(Tc −Tc ) (Pk − Pk ) + Pk = 1816 psia
x 4
5 4 4
Datos: L = 0,02 V = 1,0 - 0,02 = 0,98 ºR ºF Asumida 5 4
NC1 = 0,9010 Ni
ΣX i = ∑ = 1,0 Calculado Tcx´ 796.6 336.6 Esto confirma que 2000 psia fue bien asumida
L + VK i
Ki = 2,70 0,9010 / ( 0,02 + 0,98x2,70) Tc4 765.6 305.6 Pk4 2000
= 0.34 Tc5 845.5 385.5 Pk5 1700