calculo flash para presion de convergencia.xls

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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 Valores de tanteo de L Valor Final de L = 0,037 Cmponente L = 0,04 L = 0.06 Líquido Tc 0.9010 2.7000 0.33796 0.34233 0.34681 2.63710 0.34166 0.9225 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 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 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 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 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 0.0017 0.0088 0.05939 0.03509 0.02490 0.04547 0.03738 0.0003 72.15 829.0 483.0 2.6972 0.07015 58.2 0.0019 0.0062 0.07286 0.04135 0.02886 0.04297 0.04422 0.0003 72.15 845.5 489.5 3.1902 0.08298 70.2 0.0029 0.0019 0.13265 0.06934 0.04694 0.03883 0.07469 0.0001 86.17 913.8 440.0 6.4356 0.16739 153.0 0.0023 0.00066 0.11140 0.05660 0.03794 0.03764 0.06111 0.0000 100.21 998.0 380.0 6.1241 0.15929 159.0 Sumatorias 1.0000 1.23129 0.97554 0.86209 1.00015 1.0000 38.4472 1.00000 794.4 Ejemplo Cálculo para el metano: Reemplazamos datos en ecuación b) = Datos: L = 0,02 V = 1,0 - 0,02 = 0,98 ºR ºF Asumida Calculado Tcx´ 796.6 336.6 Esto confirma que 2000 psia fue bi 0,9010 / ( 0,02 + 0,98x2,70) 765.6 305.6 2000 = 0.33795949 845.5 385.5 1700 Composició n del gas de alimentaci ón N Pk = 2000 psia K L = 0,02 Yi Peso Molecular Temperatur a crítica Tc ºR Presión crítica Pc psia Peso molecular gramos mol Fracción en peso C1 CO2 C2 C3 iC4 nC4 iC5 nC5 C6 C7 + Se obtiene de análisis cromatográfico en laboratorio Se obtiene de las gráficas para constantes de equilibrio K para una presión de convergenc ia de 2000 psia para una temperatur a de -20ºF y 600 psia de presión 1. Previamente se define una mezcla PSEUDO BINARIA, separando los valores de los componentes más livianos que tengan un valor de por los menos de 0.10 %. Y los restantes valores correspondientes a los mas pesados en este caso, el METANO SERÍA EL COMPONENTE MAS LIVIANO con un valor de 90,10 % (0,901) en la composición total y EL RESTANTE 9,9 % (0,099)CORRESPONDERÍA A LOS MÁS PESADOS 2. Luego se procede a hacer calculos flash asumiendo 3 valores de L por tanteo aplicando las ecuaciones flash: a) K = Y/X ; b) L + V = 1,0; c) Ni / (L + VKi) = 1,0 1er. Tanteo L = 0,02; 2do.Tanteo L = 0,04; 3er.Tanteo L = 0,06 Luego de los 3 tanteos, ninguna de las sumatorias da uno (1), entonces es necesario efectuar alguna Con el nuevo valor obtenido de L = 0,037 calculamos los valores correspondientes a las ecuaciones flash de estas tres columnas El Peso Molecular para cada componente obtenemos de tablas relacionada s a las propiedades físicas de los hidrocarbur os estos valores nos servirán para calcular la fracción en peso de cada componente de las columnas 12 y 13 Los valores de la Temperatura Crítica en ºR y la Presión Crítica en psia se obtienen de tablas existentes relacionadas a las Propiedades Físicas de los Hidrocarburos. Luego estos valores se multiplican por la fracción en peso de la columna 13 para obtener las Temperaturas y Presiones críticas de las fracciones más pesadas de la pseudo mezcla binaria LOS VALORES CALCULADOS SE DAN EN LAS COLUMNAS 14 Y 15 Para chequear la presión de convergencia asumida, los componentes mas pesados que el metano en la fase líquida (Columna 7), deben ser convertidos a fracción en peso multiplicando la columna 9 por la columna 7, Luego se calcula el % de cada componente en esta mezcla dividiendo cada componente de la columna 7 entre la sumatoria de todos los componentes de la misma columna de esta manera obtenemos la columna 13 que corresponde a la Los valor Tempera calculada colum corresponde Rankin absolutos), ser conver para lo cua el valor c menos 460º siguiente v - 460 = 334 Presión correspond psia con es entramos en de pres convergen puede ver 525,6 psia Tcx´ - Tc 4 (Pk5 - Pk4) + Pk4 Tc5 - Tc4 NC1 = 0,9010 Ki = 2,70 Tc4 Pk4 Tc5 Pk5 N i L + VK i N i L +VK i L+ VK i N i L +VK i X i = N i L +VK i Σ ΣX i =N i L+ VK i =1,0 P k = ( T c x ' T c 4 ) ( T c 5 T c 4 ) ( P k 5 P k 4 )+P k 4

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Page 1: Calculo flash para presion de convergencia.xls

EJEMPLO DE CÁLCULO FLASH PARA UN GAS NATURAL SOMETIDO A 600 PSIA Y -20ºFColumna 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

Cmponente

L = 0,02 L = 0,04 L = 0.06 Líquido

Tc Pc

0.9010 2.7000 0.33796 0.34233 0.34681 2.63710 0.34166 0.9225

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

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

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

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

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

0.0017 0.0088 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

0.0019 0.0062 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

0.0029 0.0019 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

0.0023 0.00066 0.11140 0.05660 0.03794 0.03764 0.06111 0.0000 100.21 998.0 380.0 6.1241 0.15929 159.0 60.5Sumatorias 1.0000 1.23129 0.97554 0.86209 1.00015 1.0000 38.4472 1.00000 794.4 525.6

Ejemplo Cálculo para el metano: Reemplazamos datos en ecuación b) = 1816 psia

Datos: L = 0,02 V = 1,0 - 0,02 = 0,98 ºR ºF Asumida

Calculado Tcx´ 796.6 336.6 Esto confirma que 2000 psia fue bien asumida

0,9010 / ( 0,02 + 0,98x2,70) 765.6 305.6 2000= 0.33795949 845.5 385.5 1700

Composición del gas de

alimentación N

Pk = 2000 psia K

Vapor

Yi =KiXi

Peso Molecular

Temperatura crítica Tc

ºR

Presión crítica Pc

psia

Peso molecular

gramos mol

Fracción en peso

C1

CO2

C2

C3

iC4

nC4

iC5

nC5

C6

C7 +

Se obtiene de análisis cromatográfico en

laboratorio

Se obtiene de las

gráficas para constantes de equilibrio

K para una

presión de convergencia de 2000 psia para

una temperatura de -20ºF y

600 psia de presión

1. Previamente se define una mezcla PSEUDO BINARIA, separando los valores de los componentes más livianos que tengan un

valor de por los menos de 0.10 %. Y los restantes valores correspondientes a los mas pesados en este caso, el METANO SERÍA EL COMPONENTE MAS LIVIANO con un valor

de 90,10 % (0,901) en la composición total y EL RESTANTE 9,9 %

(0,099)CORRESPONDERÍA A LOS MÁS PESADOS 2. Luego se procede a hacer calculos flash

asumiendo 3 valores de L por tanteo aplicando las ecuaciones flash: a)

K = Y/X ; b) L + V = 1,0; c) Ni / (L + VKi) = 1,0

1er. Tanteo L = 0,02; 2do.Tanteo L = 0,04; 3er.Tanteo L = 0,06 Luego de los 3 tanteos,

ninguna de las sumatorias da uno (1), entonces es necesario efectuar alguna

interpolacion entre los valores de L =0,02 y 0,04 de esta manera obtenemos el valor

correcto de L = 0,037

Con el nuevo valor obtenido de L = 0,037 calculamos los valores correspondientes

a las ecuaciones flash de estas tres columnas

El Peso Molecular para cada

componente obtenemos de

tablas relacionadas a

las propiedades físicas de los hidrocarburos estos valores nos servirán para calcular la fracción en peso de cada componente

de las columnas 12 y

13

Los valores de la Temperatura Crítica en ºR y la Presión Crítica en psia

se obtienen de tablas existentes relacionadas a

las Propiedades Físicas de los Hidrocarburos. Luego

estos valores se multiplican por la fracción en peso de

la columna 13 para obtener las Temperaturas y

Presiones críticas de las fracciones más pesadas de

la pseudo mezcla binaria LOS VALORES

CALCULADOS SE DAN EN LAS COLUMNAS 14 Y

15

Para chequear la presión de convergencia asumida,

los componentes mas pesados que el metano en la fase líquida (Columna

7), deben ser convertidos a fracción en peso

multiplicando la columna 9 por la columna 7, Luego se

calcula el % de cada componente en esta

mezcla dividiendo cada componente de la columna

7 entre la sumatoria de todos los componentes de la misma columna de esta

manera obtenemos la columna 13 que corresponde a la

composición de los componentes

pseudopesados

Los valores de las Temperaturas calculadas

en esta columna 14 corresponden a grados Rankine (ºR absolutos),

que deben ser convertidos a ºF para lo cual se resta el

valor calculado menos 460ºR dando el siguiente

valor: 794,4 - 460 = 334,4ºF . La

Presión Crítica corresponde a 525,6 psia

con estos valores entramos en la gráfica de presión de convergencia y

se puede ver que para 525,6 psia y 334,4ºF el punto cae en la curva

comprendida entre el n-butano y el n-heptano

Tcx´ - Tc4 (Pk5 - Pk4) + Pk4

Tc5 - Tc4

NC1 = 0,9010

Ki = 2,70 Tc4 Pk4

Tc5 Pk5

N iL+VK i

N iL+VK i

L+VK iN i

L+VK iX i=

N iL+VK i

Σ

ΣX i=∑N i

L+VK i=1,0

Pk=(T cx ' −T c4)(T c5 −T c4)

(Pk5−Pk4)+Pk4

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CÁLCULO FLASH PARA 90 MMSPCD DE GAS NATURAL SOMETIDO A 650 PSIA Y -50ºFColumna 1 2 3 4 5 6

Valores de tanteo de L Valor Final de L = 0,037

Cmponente

L = 0,02 L = 0,04 L = 0.06

0.7455 2.7000 0.27963 0.28324 0.28695 2.63710

0.0828 0.3800 0.21101 0.20455 0.19847 0.40294

0.0474 0.0980 0.40848 0.35352 0.31160 0.13137

0.0089 0.0380 0.15549 0.11637 0.09298 0.07359

0.0193 0.0240 0.44347 0.30615 0.23377 0.06011

0.0075 0.0088 0.26202 0.15481 0.10985 0.04547

0.0063 0.0062 0.24160 0.13710 0.09570 0.04297

0.0193 0.0019 0.88281 0.46146 0.31237 0.03883

0.0630 0.00066 3.05132 1.55044 1.03925 0.03764Sumatorias 1.0000 5.93583 3.56764 2.68094

Composición del gas de alimentación

N

Pk = 2000 psia K

C1

C2

C3

iC4

nC4

iC5

nC5

C6

C7 +

Page 3: Calculo flash para presion de convergencia.xls

CÁLCULO FLASH PARA 90 MMSPCD DE GAS NATURAL SOMETIDO A 650 PSIA Y -50ºF7 8 9 10 11 12 13

Valor Final de L = 0,037

Líquido

0.28270 0.7633

0.20549 0.0781 30.07 550.3 709.8 6.1791 0.03684

0.36080 0.0354 44.09 666.3 617.4 15.9078 0.09483

0.12093 0.0046 58.12 735.0 529.1 7.0287 0.04190

0.32107 0.0077 58.12 765.6 550.7 18.6604 0.11124

0.16493 0.0015 72.15 829.0 483.0 11.8996 0.07094

0.14661 0.0009 72.15 845.5 489.5 10.5780 0.06306

0.49704 0.0009 86.17 913.8 440.0 42.8301 0.25533

1.67395 0.0011 100.21 998.0 380.0 167.7463 1.000003.77352 0.8934 280.8300 1.67413

Vapor Yi

=KiXi

Peso Molecular

Temperatura crítica Tc

ºR

Presión crítica Pc

psia

Peso molecular

gramos mol

Fracción en peso

Page 4: Calculo flash para presion de convergencia.xls

CÁLCULO FLASH PARA 90 MMSPCD DE GAS NATURAL SOMETIDO A 650 PSIA Y -50ºF14 15

Tc Pc

20.3 26.1

63.2 58.5

30.8 22.2

85.2 61.3

58.8 34.3

53.3 30.9

233.3 112.3

998.0 380.01542.9 725.6