pro piedade s

Universidad de OrienteNúcleo de Anzoátegui

Áreas Especiales de GradoPropiedades de los Hidrocarburos y

Comportamiento de Fases

Universidad de OrienteNúcleo de Anzoátegui

Áreas Especiales de GradoPropiedades de los Hidrocarburos y

Comportamiento de Fases

PROPIEDADES DE LOS

HIDROCARBUROSBachilleres:

Boada Eunice.Penzo Oscarina.Pérez Israel

Barcelona, Enero 2013

Profesora:

Isvelia Avendaño

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

El gas natural es una de las fuentes de energía más utilizadas a nivel mundial y también una de las más limpias. Es una mezcla de hidrocarburos livianos compuesta principalmente por el metano. Se encuentra generalmente en yacimientos de gas asociados o no asociados.

Para la extracción del gas natural o petróleo, como fuente de energía es necesario conocer; tanto en el yacimiento así como fuera de este, sus propiedades físicas como químicas para así evitar problemas en la extracción, manejo y transporte de estos hidrocarburos hacia la planta, y asegurar la especificaciones técnicas para una entrega segura que es de gran interés económico debido a que estos componentes tienen un alto valor cuando son vendidos por separados. Es por ello la importancia de conocer las propiedades que rigen a estos compuestos, los hidrocarburos, ya que ante la ausencia de estos conocimientos se podrían generar problemas operacionales y daños ambientales.

Israel Pérez

OBJETIVOSOBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL:

Estudiar las propiedades de los hidrocarburos.

Definir las propiedades físicas y coligativas de los hidrocarburos.

Estudiar la clasificación y nomenclatura de los hidrocarburos de

acuerdo a su estructura.

Mencionar las distintas aplicaciones de las propiedades de los

hidrocarburos.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

Israel Pérez

HIDROCARBUROSHIDROCARBUROS

Son compuestos orgánicos que sólo contienen átomos de carbono e hidrógeno.

Carbono: C Hidrógeno: H

Tienen fórmulas muy variadas:

Los átomos de carbonos se unen entre sí para formar cadenas carbonadas:

Israel Pérez

CLASIFICACIÓN DE LOS HIDROCARBUROS


HIDROCARBUROS

ALIFÁTICOS

ACÍCLICOS

(Lineales)ALCANOS

ALQUENOS

ALQUINOS

CÍCLICOS (Cerradas)

CICLOALCANOS

CICLOALQUENOS

CICLOALQUINOSAROMÁTICO

S

Israel Pérez

SEGÚN SU CARÁCTER AROMÁTICO



SEGÚN SU SATURACIÓN:

HIDROCARBUROS

SATURADOS ALCANOS

INSATURADOS

ALQUENOS

ALQUINOS

AROMÁTICOS

Israel Pérez

HIDROCARBUROSHIDROCARBUROS

TIPOS DE FORMULAS

Estructural Condensada Molecular

𝐶𝐻 3−𝐶𝐻 3−𝐶𝐻3−𝐶𝐻3

𝐶𝐻 2=𝐶𝐻2

𝐶𝐻 3−𝐶𝐻 3−𝐶𝐻≡𝐶𝐻

n-butano

1-butino

eteno

𝐶𝐻 4

𝐶4 𝐻 8

𝐶2 𝐻4

Israel Pérez

NOMENCLATURA NOMENCLATURA

Isomería La capacidad del átomo de carbono para formar enlaces sencillos y

múltiples consigo mismo y con otros átomos conduce a diversas estructuras para moléculas de igual fórmula molecular. A estas estructuras se les denomina isómeros, del griego isos = igual y meros = parte.

Isómeros

Estructurales

Cadena Posición Función

Esteroisómeros

Diastereoisómeros

Cis-Trans Confórmeros

Rotámer0s

Enantiómeros

isoprenol y propanona

Israel Pérez


Isómeros Estructurales

Nombre Formula molecular Estructura Pto. Ebullición(°C)

Isómeros de cadena

n-butano 0

isobutano -12

n-pentano 36

isopentano 28

neopentano 9,5

Isómeros de posición

1-butanol 118

2-butanol 99,5

Isómeros de función

etanol 78

dimetileter -24

Israel Pérez


Isómeros Estereoisómeros

Israel Pérez

DiastereoisómerosSon moléculas que se diferencian por la disposición espacial de los grupos, pero que no son imágenes especulares.

Enantiómeros o Isómeros Ópticosson compuestos en donde uno es imagen especular del otro y no son superponibles, lo mismo que una mano respecto a la otra.

Ácido(-)-2-aminopropanoico

Ácido(+)-2-aminopropanoico


Isómeros Estereoisómeros

Israel Pérez

Diastereoisómeros

CARACTERÍSTICAS DE LOS HIDROCARBUROS


ALCANOS

Conocidos como Parafinas.

Su formula Empírica:

Contienen enlaces simples entre carbonos ( σ ).

Son menos denso que el agua.

Son solubles en disolventes apolares.

Su punto de ebullición disminuye con las ramificación de la cadena carbonada. Son bastante inertes (estabilidad↑ y polaridad↓). Las reacciones mayoritariamente son de sustitución.

𝐶𝑛 𝐻2𝑛+2

𝐶𝐻 3−𝐶𝐻 2−𝐶𝐻3Israel Pérez

CARACTERISTICAS DE LOSHIDROCARBUROS


Enlaces

1𝑆2

El Carbono tiene 6 electrones

↑

↑↓

↑

4 Orbitales Híbridos

2 𝑃𝑥1𝑆2↑

↓

2 𝑃 𝑦 2 𝑃𝑧

↑

1𝑆2 2 𝑃𝑥 2 𝑃 𝑦 2 𝑃𝑧

↑ ↑ ↑

Israel Pérez



ALQUENOS

Conocidos como Oleofínicos


Contienen enlaces dobles entre carbonos ( σ + π)

Son menos denso que el agua

Son solubles en compuestos pocos polares e insolubles en agua La temperatura de fusión es menor a la de los alcanos con igual nº de carbono

Su punto de fusión y ebullición se incrementa con el peso molecular

Presentan una elevada reactividad química Las reacciones mayoritariamente son de adición

𝐶𝑛 𝐻2𝑛

𝐶𝐻 3−𝐶𝐻=𝐶=𝐶𝐻−𝐶𝐻3Israel Pérez



Enlace Carbono tiene 6 electrones

3 ORBITALES HÍBRIDOS Y 1 PURO

1𝑆2↑

↑↓

↑2 𝑃𝑥1𝑆2

↑

↓


↑

1𝑆2 2 𝑃𝑥 2 𝑃 𝑦 2 𝑃𝑧

↑ ↑ ↑

Israel Pérez



ALQUINOS

Conocidos como Acetilénicos


Contienen enlaces triples entre carbonos ( σ + 2π)

Sus propiedades físicas y químicas son similares a la de los alquenos.

Su punto de fusión y ebullición son ligeramente superiores a la de los alcanos y alquenos

Son muy reactivos, pueden reaccionar con muchos agentes

Las reacciones más características son de adición

𝐶𝑛 𝐻2𝑛− 2

𝐶𝐻 3−𝐶≡𝐶−𝐶 𝐻3Israel Pérez



Enlace

2 ORBITALES HÍBRIDOS Y 2 PURO

1𝑆2↑

↑↓

↑

2 𝑃𝑥1𝑆2↑

↓


↑

1𝑆2 2 𝑃𝑥 2 𝑃 𝑦 2 𝑃𝑧

↑ ↑ ↑

Israel Pérez


Prefijos según numero de Átomos de Carbono

Numero De C

Prefijo Numero De C

Prefijo Numero De C

Prefijo Numero De C

Prefijo

1 Met- 6 Hex- 11 Undec- 20 Eicos-

2 Et- 7 Hept- 12 Dodec- 30 Triacont-

3 Prop- 8 Oct- 13 Tridec- 40 Tetracont-

4 But- 9 Non- 14 Tetradec- 50 Pentacon-

5 Pent- 10 Dec 15 Pentadec- 100 Hect-

Grupo funcional Sufijo (Función Principal) Prefijo (sustituyente)

alcano -ano -il

alqueno -eno -enil

alquino -ino -inil

Según su función

Israel Pérez

NOMENCLATURA NOMENCLATURA CICLOS

Compuestos donde los átomos de carbono están ordenados para formar Anillos.


AROMATICOS

Esta clase de compuestos están formados principalmente por un anillo de 6 átomos de carbono con tres dobles enlaces, llamado BENCENO.

Israel Pérez


Reglas para nombrar un Alcano complejo

1. Elegir la cadena continua más larga de átomos de carbono. Ésta es la cadena principal. (no necesariamente debe estar escrita en línea recta) y le dará el nombre básico al compuesto.

𝐶𝐻 3−𝐶𝐻−𝐶𝐻2−𝐶𝐻−𝐶𝐻2−𝐶𝐻 3

−𝐶𝐻2−𝐶𝐻 3

−𝐶𝐻2−𝐶𝐻2−𝐶𝐻35 4 32 1

6 7 8

𝐶−3→𝑒𝑡𝑖𝑙𝐶−5→𝑚𝑒𝑡𝑖𝑙

3−𝑒𝑡𝑖𝑙−5−𝑚𝑒𝑡𝑖𝑙𝑜𝑐𝑡𝑎𝑛𝑜

Radicales:

Israel Pérez



𝐶𝐻 3−𝐶𝐻−𝐶𝐻2−𝐶𝐻−𝐶𝐻2−𝐶𝐻 3

−𝐶𝐻−𝐶𝐻 3

−𝐶𝐻2−𝐶𝐻2−𝐶𝐻2 5 436 7 8

𝐶−2 𝑦 5→𝑑𝑖−𝑚𝑒𝑡𝑖𝑙𝐶−3→𝑒𝑡𝑖𝑙

3−𝑒𝑡𝑖𝑙−2,5−𝑑𝑖𝑚𝑒𝑡𝑖𝑙𝑛𝑜𝑛𝑎𝑛𝑜

−𝐶𝐻

3

−𝐶𝐻

3

2. Numerar la cadena principal de un extremo al otro, de forma que los sustituyentesqueden con los números localizadores más pequeños.

1 2

9

• Si hay varias cadenas de la misma longitud, la principal es la que tenga más sustituyentes.

Radicales:

Israel Pérez



𝐶𝐻 3−𝐶𝐻−𝐶𝐻2−𝐶 𝐻2−𝐶𝐻−𝐶𝐻3−𝐶𝐻−𝐶 𝐻2−𝐶𝐻−𝐶 𝐻3

−𝐶𝐻2−𝐶𝐻 3

−𝐶𝐻2−𝐶𝐻−𝐶𝐻2−𝐶𝐻3109 87 6 5 4 3

11

𝐶−3,10→𝑑𝑖𝑚𝑒𝑡𝑖𝑙𝐶−5→ (1−𝑚𝑒𝑡𝑖𝑙𝑒𝑡𝑖𝑙)

3,10−𝑑𝑖𝑚𝑒𝑡𝑖𝑙−5− (1−𝑚𝑒𝑡𝑖𝑙𝑒𝑡𝑖𝑙 )−7− (2−𝑚𝑒𝑡𝑖𝑙𝑏𝑢𝑡𝑖𝑙 ) 𝑑𝑜𝑑𝑒𝑐𝑎𝑛𝑜

−𝐶𝐻

3−𝐶𝐻

3

−𝐶𝐻2−𝐶𝐻 3−𝐶𝐻−𝐶𝐻 3

Radicales:

1 212

𝐶−7→ (2−𝑚𝑒𝑡𝑖𝑙𝑏𝑢𝑡𝑖𝑙 )


Reglas para nombrar Alquenos complejos

1. Se elige la cadena carbonada más larga que posea el o los dobles enlaces.2. Se enumera de tal forma de dar la menor numeración posible al doble

enlace y a las ramificaciones; el doble enlace tiene prioridad sobre las ramificaciones.

𝐶 𝐻3−𝐶𝐻=𝐶−𝐶 𝐻2

−𝐶𝐻3 4−𝑚𝑒𝑡𝑖𝑙−𝑏𝑢𝑡−2−𝑒𝑛𝑜1 2 3 4

𝐶 𝐻3−𝐶𝐻=𝐶𝐻−𝐶𝐻=𝐶−𝐶𝐻=𝐶 𝐻 2

−𝐶𝐻3−𝐶𝐻=𝐶 𝐻 2

−𝐶𝐻2−𝐶𝐻37 6 5 4 3 2 13−𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑙−4−𝑒𝑡𝑖𝑙−5−𝑚𝑒𝑡𝑖𝑙−h𝑒𝑝𝑡𝑎−1,3,5− 𝑡𝑟𝑖𝑒𝑛𝑜

Radicales:

𝐶−3→𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑙𝐶−4→𝑒𝑡𝑖𝑙𝐶−5→𝑚𝑒𝑡𝑖𝑙

Israel Pérez


Regla para nombrar Eninos

−𝐶

𝐻−

𝐶−

𝐶𝐻

3

𝐶𝐻 3−𝐶=𝐶=𝐶−𝐶≡𝐶𝐻

• Son aquellos hidrocarburos que poseen simultáneamente dobles y triples enlaces.

• Se nombran cambiando la terminación ano por los sufijos en-ino (siempre en ese orden independientemente de los localizadores).

−𝐶𝐻

=𝐶

−𝐶𝐻

=𝐶

𝐻2

𝐶𝐻

3 −

−𝐶𝐻2−𝐶 𝐻3𝐶𝐻

3 −

5 4 3 2 16

7 8 9 10 11

Radicales:𝐶−3→𝑒𝑡𝑖𝑙𝐶−5,6,7,7→ 𝑡𝑒𝑡𝑟𝑎𝑚𝑒𝑡𝑖𝑙

−𝐶𝐻=𝐶𝐻2

𝐶−9→ (1−𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑙 )

Israel Pérez


Ciclos 1. En cicloalcanos con un solo sustituyente, se toma el ciclo como cadena

principal de la molécula. Es innecesaria la numeración del ciclo.

−𝐶

𝐻2 −

𝐶𝐻3

etilciclopropano

−𝐶

𝐻2 −

𝐶𝐻3

−𝐶𝐻3

2−𝑒𝑡𝑖𝑙−1− h𝑚𝑒𝑡𝑖𝑙𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜 𝑒𝑥𝑎𝑛𝑜2. Si la cadena lateral es compleja, se toma como cadena principal y el ciclo

queda como un sustituyente.

𝐶𝐻 3−𝐶=𝐶−𝐶−𝐶≡𝐶𝐻−

−𝐶𝐻3 −𝐶𝐻2−𝐶𝐻3−𝐶𝐻3

5−𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜𝑝𝑒𝑛𝑡𝑖𝑙−3−𝑒𝑡𝑖𝑙−3,5−𝑑𝑖𝑚𝑒𝑡𝑖𝑙−4−h𝑒𝑥𝑒𝑛−1− 𝑖𝑛𝑜

6 5 4 3 2 1

Israel Pérez


Aromáticos Al benceno y a las demás sustancias que tienen estructuras y propiedades

químicas semejantes a él, son clasificados como compuestos aromáticos. La palabra aromático originalmente se refería al olor agradable que poseen

muchas de estas sustancias.−𝐶𝐻

2 −𝐶𝐻

3−

𝐶𝐻

3

𝐵𝑟 −𝐶

𝐻3 −

𝐶𝐻2 −

𝐶𝐻

2 −𝑂𝐻−

𝑁𝑂

2−

12

34 1 2

6

1−𝑏𝑟𝑜𝑚𝑜−3−𝑒𝑡𝑖𝑙−4−𝑚𝑒𝑡𝑖𝑙𝑏𝑒𝑛𝑐𝑒𝑛𝑜 1−h𝑖𝑑𝑟𝑜𝑥𝑖−2−𝑛𝑖𝑡𝑟𝑜−6−𝑝𝑟𝑜𝑝𝑖𝑙𝑏𝑒𝑛𝑐𝑒𝑛𝑜 Cuando el benceno aparece en una cadena como radical se forma un grupo

arilo conocido como FENILO.𝐶𝐻 3−𝐶=𝐶−𝐶𝐻−𝐶≡𝐶−𝐶 𝐻3

−

4− 𝑓𝑒𝑛𝑖𝑙−h𝑒𝑝𝑡𝑎−5−𝑒𝑛−2−𝑖𝑛𝑜

7 6 5 4 3 2 1

Israel Pérez


Ejercicios

𝐶𝐻 3−𝐶−𝐶 𝐻2−𝐶−𝐶𝐻−𝐶𝐻−𝐶 𝐻3

−𝐶

𝐻3

−𝐶

𝐻2 −

𝐶𝐻

3

−𝐶

𝐻2−

𝐶𝐻

3

−𝐶

𝐻2 −

𝐶𝐻

3

−𝐶

𝐻2−

𝐶𝐻

3

−𝐶

𝐻3

2,4,5 ,−𝑡𝑟𝑖𝑒𝑡𝑖𝑙−2,4,6−𝑡𝑟𝑖𝑚𝑒𝑡𝑖𝑙𝑜𝑐𝑡𝑎𝑛𝑜

−𝐶

𝐻2 −

𝐶𝐻

3

−𝐶𝐻 3

−𝐶𝑙

1−𝑐𝑙𝑜𝑟𝑜−2−𝑒𝑡𝑖𝑙−6−𝑚𝑒𝑡𝑖𝑙𝑏𝑒𝑛𝑐𝑒𝑛𝑜

𝐶𝐻 3−𝐶≡𝐶−𝐶=𝐶𝐻−𝐶𝐻−𝐶 𝐻3

−𝐶

𝐻3

−𝐶

𝐻3 4,6−𝑑𝑖𝑚𝑒𝑡𝑖𝑙−4−h𝑒𝑝𝑡𝑒𝑛−2− 𝑖𝑛𝑜

Israel Pérez

PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS HIDROCARBUROS


Índice De Refracción

Se define como la relación de la velocidad de la luz al pasar de uno a otro cuerpo.

donde, n: Índice de refracción c: velocidad de la luz en el vacío v: velocidad de la luz en el medido dado

Dónde:= Angulo entre el haz incidente y la normal (perpendicular a la superficie)= Angulo entre el haz refractado y la normal a la superficie.

En el vacío En otro medio

Oscarina Penzo



Instrumento para medir el Índice De Refracción

DigitalDe Abbe

Liquido y Gases

Los refractómetros son los instrumentos empleados para determinar este índice de refracción. A pesar de que los refractómetros son más eficaces para medir líquidos, también se emplean para medir sólidos y gases, como vidrios o gemas

Prisma (ubicado debajo de la placa de luz diurna)

Placa de luz diurna (se puede subir y bajar)

Lente primario (ubicada en el interior de eses punto)

Escala (ubicada en el interior de este punto)

Lente enfocable (ubicado en el ocular)

Oscarina Penzo



El índice de refracción tiene muchas aplicaciones en el campo de la Química, como la identificación de productos, análisis cuantitativo de soluciones, determinación de la pureza de muestras, y son útiles para determinar momentos dipolares, estructuras moleculares y pesos moleculares aproximados.

Usos Del Índice De Refracción

Diamante

Aromáticos

Oscarina Penzo



DENSIDAD DEL GAS Masa de una sustancia por unidad de volumen

La densidad de una mezcla en fase gaseosa (gas natural, Gas Condensado) se puede determinar aplicando la ley de los gases

Zg = Factor de compresibilidad del Gas a P y TTy = Temperatura (°R) P = Presión (lpca)Mg = Peso Molecular (lb/lb-mol)ρg = Densidad del Gas (lbs/)R = 10.732 ((lpc*)/(lb-mol * °R))

𝜌𝑔=𝑃∗ 𝑀𝑔

𝑍𝑔∗ 𝑅∗𝑇𝑙𝑏𝑠𝑃𝑖𝑒3

La densidad de un líquido se determina a partir de la siguiente relación funcional

𝜌𝑙=141,5

131,5+° 𝐴𝑃𝐼∗62,4

𝑙𝑏𝑠𝑃𝑖𝑒3

Oscarina Penzo



𝜌𝑔𝑐=𝑃 ∗𝑀𝑔𝑐

𝑍𝑔𝑐∗ 𝑅∗𝑇𝑙𝑏𝑠𝑃𝑖𝑒3

Determinar la densidad del Gas Condensado a partir de los siguientes datos:

P = 4000 lpcT = 290 °FZgc = 0.921γgc = 1.14

EJEMPLO

𝑀𝑔𝑐=𝛾𝑔𝑐∗ 𝑀𝑎𝑖𝑟𝑒

𝜌𝑔𝑐=17,8𝑙𝑏𝑠𝑃𝑖𝑒3

Oscarina Penzo



GRAVEDAD ESPECÍFICA

Relación entre la masa de un determinado volumen de una sustancia con respecto a un volumen igual de otra tomada como Standard. A menos que se establezca lo contrario, se acepta el aire como Standard para los gases y el agua para los líquidos

a.- Gravedad especifica de un gas

=28,96 lb/lb-mol

Oscarina Penzo



GRAVEDAD ESPECÍFICA ( Continuación)

b.- Gravedad especifica para condensados

𝛾𝑐=141,5

131,5+° 𝐴𝑃𝐼

c.- Gravedad especifica de una mezcla de condensado

= Gravedad especifica del Gas Condensado = Gravedad especifica del Gas = Gravedad especifica del CondensadoRGC = Relación Gas-Condensado PCN/BNMc = Peso Molecular del Condensado en lb/ lb-mol

𝛾𝑔𝑐=𝑅𝐺𝐶×𝛾𝑔+4584×𝛾𝑐

𝑅𝐺𝐶+132800×( 𝛾𝑐

𝑀𝑐 )𝛾𝑔𝑐=𝑀𝑔𝑐

𝑀 (𝑎𝑖𝑟𝑒)

Oscarina Penzo



EJEMPLO

Calcular la gravedad especifica de un gas condensado a partir de la siguiente información: Qo =844 BND ; Qg = 6.0 MMPCND; °API= 48.5; γg = 0.785

𝛾𝑐=141,5

131,5+° 𝐴𝑃𝐼=0,79


𝑅𝐺𝐶+132800×( 𝛾𝑐

𝑀𝑐 )=1,167

Oscarina Penzo



GRAVEDAD API

Escala de medición creada por el Instituto Americano del Petróleo y utilizada para hidrocarburos, basándose en su peso específico, es decir, con relación al agua.

HIDROCARBURO API

Condensado mayor a 42

Crudo liviano 30,0 a 41,9

Crudo mediano 22,0 a 29,9

Crudo pesado (P) 10,0 a 21,9

Crudo extra pesado (XP)

Menor a 9,9

° 𝐴𝑃𝐼=141,5𝛾𝑐

−131,5

Oscarina Penzo



FACTOR DE CARACTERIZACIÓN

Factor que se usa para clasificar los tipos de hidrocarburos por medio de la relación de temperatura de ebullición con la densidad relativa

𝐾 𝑢𝑜𝑝=

3√(𝑇1,8

)

𝑆

Temperatura Media Ponderada: Temperatura a la que destila el 10, 20, 50, 80 y 90% del producto estudiado

Para crudo, Curva de destilación TBP

𝑇=

𝑇 20+𝑇50+𝑇 80

3

Para fracción del petróleo, Curvade destilación ASTM

𝑇=𝑇1 0+2𝑇 50+𝑇 9 0

4

Oscarina Penzo



FACTOR DE CARACTERIZACIÓN (Continuación)

Tipo Químico Preponderante

A- Parafínicos Normales e Iso 13

B- Mixtos con Ciclos y cadenas Equivalentes

12

C- Naftenicos Puros o Aromáticos ligeramente sustituidos

11

D- Aromáticos puros 10

Oscarina Penzo



FACTOR DE COMPRESIBILIDAD

Z=

MÉTODO DE CALCULO DEL FACTOR ZG

A partir de la gravedad especifica del gas Z : f(Psr; Tsr)

𝑃𝑠𝑟=𝑃 𝑦

𝑃 𝑠𝑐

𝑇 𝑠𝑟=𝑇 𝑦

𝑇 𝑠𝑐

𝑃𝑠𝑐=677−15∗𝛾𝑔−37,5∗𝑌 𝑔2 𝑇 𝑠𝑐=168+325∗𝛾𝑔−12,5∗𝛾𝑔

2

Oscarina Penzo



Z Bifásico (Zgc)

Z2f=

Ao = 2.24353A1 = -0.0375281 A2 = -3.56539A3 = 0.000829231A4 = 1.53428A5 = 0.131987

𝑃𝑠𝑐=706−51,7∗𝛾𝑔𝑐−11,1∗𝛾𝑔𝑐2

𝑇 𝑠𝑐=187+330∗𝛾𝑔𝑐−71,5∗𝛾𝑔𝑐2


𝑃 𝑠𝑐𝑇 𝑠𝑟=

𝑇 𝑦

𝑇 𝑠𝑐

Oscarina Penzo



EJEMPLO

Calcular el factor volumétrico del un gas condensado a partir de la siguiente información:

Datos:Ty =250 °F Py = 4400 lpcRGC = 6100 PCN/BN°API= 48.9 γg = 0.8

𝑀𝐶=6089

° 𝐴𝑃𝐼 −5,9=141,448 𝑙𝑏/ 𝑙𝑏𝑚𝑜𝑙 𝛾𝑐=

141,5131,5+° 𝐴𝑃𝐼

=0,784

Bg=0,02829∗𝑍 2 𝑓 ∗𝑇 𝑦

𝑃 𝑦

𝑃𝑐𝑦

𝑃𝑐𝑛



Z2f=

𝑃𝑠𝑐=706−51,7∗𝛾𝑔𝑐−11,1∗𝛾𝑔𝑐2 =624,85 𝑙𝑝𝑐

𝑇 𝑠𝑐=187+330∗𝛾𝑔𝑐−71,5∗𝛾𝑔𝑐2 =486,2 °𝑅


𝑃 𝑠𝑐

=7,04𝑇 𝑠𝑟=𝑇 𝑦

𝑇 𝑠𝑐

=1,46


𝑅𝐺𝐶+132800×( 𝛾𝑐

𝑀𝑐 )=1,23

Bg=0,02829∗𝑍 2 𝑓 ∗𝑇 𝑦

𝑃 𝑦

𝑃𝑐𝑦

𝑃𝑐𝑛

=0,013𝑃𝑐𝑦

𝑃𝑐𝑛

EJEMPLO (continuación)

Oscarina Penzo



Método de Cálculo del Factor «Zg» (Considerando Impurezas)

A partir de la Composición del gas

Z : f(Psr; Tsr)


𝑃 𝑠𝑐


𝑇 𝑠𝑐

𝑇 𝑠𝑐=∑𝑖=1

𝑛

(𝑇 𝑐𝑖∗ 𝑦 𝑖 )−𝐹 𝑠𝑘𝑃𝑠𝑐=

∑𝑖=1

𝑛

(𝑃𝑐𝑖∗ 𝑦 𝑖 )∗𝑇 𝑠𝑐

∑𝑖=1

𝑛

(𝑇 𝑐𝑖∗ 𝑦 𝑖 )+𝐵∗ (1−𝐵 ) ∗𝐹 𝑠𝑘

𝐹 𝑠𝑘=120∗ ( 𝐴0,9−𝐴1,6 )+15∗(𝐵0,5−𝐵4)

𝐴=𝑦 𝐶𝑂2+𝑦 𝐻2 𝑆 𝐵=𝑦 𝐻2 𝑆



EJEMPLO

Determinar el factor de compresibilidad del gas a partir del método de Standing-Aziz a 2885 lpca y 245 °F de un gas con la siguiente composición:

Oscarina Penzo

COMPOSICIÓN

0.95 343.4 667.8

0.02 550.1 707.8

0.01 666.0 616.3

0.02 547.9 1071.0




= 3,32

= 0,02 = 0

Composición

yi Tci Yi*Tci Pci Yi* Pci

C1 0.95 343.4 326.2 667.8 634.4

C2 0.02 550.1 11.0 707.8 14.2

C3 0.01 666.0 6.7 616.3 6.2

CO2 0.02 547.9 11.0 1071.0 21.4

354,9 676,2




𝑇 𝑠𝑐=∑𝑖=1

𝑛

(𝑇 𝑐𝑖∗ 𝑦 𝑖 )−𝐹 𝑠𝑘=351,6 ° 𝑅

𝑃𝑠𝑐=∑𝑖=1

𝑛

(𝑃𝑐𝑖∗ 𝑦 𝑖 )∗𝑇 𝑠𝑐

∑𝑖=1

𝑛

(𝑇 𝑐𝑖∗ 𝑦 𝑖 )+𝐵∗ (1−𝐵 ) ∗𝐹 𝑠𝑘

=669,6 𝑙𝑝𝑐𝑎


𝑃 𝑠𝑐

=4,48


𝑇 𝑠𝑐

=2,02

Z

PROPIEDADES COLIGATIVAS HIDROCARBUROS


Propiedad que sólo depende de la concentración del soluto y no de la naturaleza de sus moléculas.

Está estrechamente relacionada con la presión de vapor.

PROPIEDADES COLIGATIVAS



PROPIEDADES COLIGATIVAS MÁS COMUNES

Descenso de la Presión de Vapor

Aumento ebulloscópico

Descenso Crioscópico

Cambios de Estados



PRESIÓN DE VAPOR

Es la presión que ejerce la fase de vapor sobre la fase líquida, cuando el líquido se encuentra en un recipiente cerrado.

La presión de vapor de un disolvente desciende cuando se le añade un soluto no volátil. Este efecto es el resultado de dos factores:

la disminución del número de moléculas del disolvente en la superficie libre la aparición de fuerzas atractivas entre las moléculas del soluto y las moléculas del disolvente, dificultando su paso a vapor

Pto. eb↑

DESCENSO DE LA PRESIÓN DE VAPOR



Ley de Raoult

“La presión parcial de un solvente en solución (P1) está dada por la presión de vapor del solvente puro (Pº1) multiplicada por la fracción molar del solvente en solución X1”. Esto es:

P1= X1* Pº1

P1= (1 - X2)* Pº1

P1= Pº1 – X2*P1

Pº1 – P1= X2*P1

Pº1 – P1= ∆P= X2*P1

Donde,X2= Fracción molar del soluto∆P = Descenso de la presión de vapor.

∆P= X2*P1



Ecuación de Clausius- Clapeyron:

𝑙𝑛𝑃𝑣º

𝑃𝑣1 =∆𝐻𝑚

𝑅∗( 1

𝑇 1

−1𝑇

)

Ecuación de Antoine:

𝑙𝑛 𝑃𝑣=𝐴−𝐵𝑇 +𝐶

Donde,Pº

v : Presión de vapor a (T y P) absoluta.P1

v : Presión de vapor a T1 absoluta.∆Hm : Calor de vaporización molar. R: La constante universal de los gases.

Donde, A, B, y C: Son constantes que se pueden obtenercon facilidad para varias especies químicas.



AUMENTO EBULLOSCÓPICO:

Aumento del punto de ebullición que experimenta un disolvente puro, al formar una disolución con un soluto determinado

∆ 𝑇𝑏=𝐾 𝑏×𝑚

Donde, m: es la molalidad. Moles de soluto por

kilogramo de disolvente (mol/kg). ΔTb: Aumento del punto de ebullición. Tb : Temperatura de ebullición de la

disolución T *

b : Temperatura del disolvente puro. Kb: Constante de ebullición del disolvente.

Su valor cuando el solvente es agua es 0,512 °C kg/mol.

ΔTb = Tb – T*b



PUNTO DE EBULLICIÓN

Temperatura a la cual la presión de vapor del líquido es igual a la presión del medio que rodea al líquido.

El punto de ebullición depende de la masa molecular de la sustancia y del tipo de las fuerzas intermoleculares de esta sustancia

http://www.kalipedia.com/popup/popupWindow.html?tipo=imagen&titulo=Esquema+de+una+columna+de+fraccionamiento+para+destilaci%F3n+de+petr%F3leo&url=/kalipediamedia/ingenieria/media/200708/22/tecnologia/20070822klpingtcn_44.Ees.LCO.png



DESCENSO CRIOSCÓPICO

Disminución de la temperatura del punto de congelación que experimenta una disolución respecto a la del disolvente puro.

ΔTc = T*f -

Tf

Donde, T*

f : Temperatura de congelación (o de fusión) del solvente puro. Tf : Temperatura de congelación (o de fusión) de la disolución. ΔTc ó ΔTf : Magnitud del descenso del punto de congelación. Kf : Constante de congelación del disolvente (Kg/mol). m : Es la molalidad. Moles de soluto por kilogramo de disolvente (mol/Kg).

ΔTc = Kf * m



PUNTO DE FUSIÓN

Temperatura a la cual una sustancia sólida al calentarse se convierte en líquido. El proceso inverso se conoce como Punto de Congelación; para la mayoría de las sustancias son iguales.

.

El punto de fusión y el punto de

ebullición pueden considerarse

como las huellas digitales de una

sustancia, puesto que correspon-

den a valores característicos,

propios de cada una y permi-

ten su identificación.

La presencia de impurezas disminuye el punto de fusión



DisolventeFormul

a

Masa molar

(g/mol)

Entalpía de fusión(Kj/mol)

Temperatura de Fusión

(ºC)

Kf (ºC*Kg/mol

)

Agua H2O 18.02 6.01 0 1.86

Anilina C6H7N 93.13 10.56 -6.0 5.23

Benceno C6H6 78.11 9.95 5.5 5.07

Ciclohexano C6H12 84.16 2.63 6.6 20.8

Cicloexanol C6H12O 100.16 1.76 25.4 42.2

Dietanolamina

C4H11O2

N105.14 25.09 28 3.16

Etilenglicol C2H6O2 62.07 11.23 -13 3.11

Fenol C6H6O 94.11 11.29 40.9 6.84

Glicerol C3H8O3 92.09 8.48 18.2 3.56

Tolueno C7H8 92.14 6.85 -94.9 3.55



CALOR LATENTE DE VAPORIZACIÓN (∆HV)

Cantidad de calor necesaria para que 1 gramo de una sustancia pase del estado líquido al estado gaseoso, en su punto de ebullición.

∆𝐻 𝑣=𝑄𝑚

Donde,Q: Es la cantidad de calor absorbida por la sustancia (cal)m: Es la masa de la sustancia (g)∆Hv : Calor de vaporización de la sustancia (cal/g)



CALOR LATENTE DE FUSIÓN (∆HF)

Cantidad de calor necesaria para que 1 gramo de una sustancia pase del estado sólido al estado líquido, en su punto de fusión.

∆𝐻 𝑓 =𝑄𝑚

Donde,Q: Es la cantidad de calor absorbida por la sustancia (cal)M: Es la masa de la sustancia (g)∆Hf : Calor de fusión de la sustancia (cal/g)



CALOR LATENTE DE SUBLIMACIÓN (∆HS)

Cantidad de calor necesaria para que 1 gramo de una sustancia pase del estado sólido al estado gaseoso, en su punto de sublimación.

∆𝐻 𝑠=∆𝐻𝑣+∆𝐻 𝑓

Donde,∆Hv : Calor de vaporización de la sustancia (cal/g) ∆Hf : Calor de fusión de la sustancia (cal/g)



Deducción Termodinámica

𝐾 𝑓 =𝑅∗ (𝑇 𝑓 )2 ∗𝑀 1

1000∗∆𝐻 𝑓

𝐾 𝑏=𝑅∗ (𝑇 𝑏)2 ∗𝑀 1

1000∗∆𝐻 𝑣

Kf > Kb

∆Tc > ∆Tb

∆Hv > ∆Hf

Comparación de la magnitud del ∆Tc con el ∆Tb

para una misma disolución.



Aplicaciones De Las Propiedades Coligativas en los Problemas Operacionales más comunes en una Torre Despropanizadora

1. En las Variables que influyen en los problemas operacionales:

Presión de la columna

Reflujo

Ubicación del Plato de Alimentación



Temperatura de la carga

2. En los factores que afectan la operación de la torre despropanizadora:

Variación en la rata de flujo

Variación en la condición de la alimentación



3. En los problemas operacionales en una torre despropanizadora:

Inundación

Formación de espuma

Sobrecarga



Vómito

Goteo

Arrastre



Aplicaciones del Descenso Crioscópico

Científicas: • Determinación de masas de soluto• Determinación de actividades de disolventes y soluto

Anticongelantes: • Para evitar la solidificación

Control de Calidad Industrial:

• Determinar masas moleculares• Controlar la calidad de los líquidos

Análisis Clínicos: • Análisis de los líquidos corporales (sangre, orina, lágrimas, etc.)

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Beckmann_Ernest_Otto_equipment_freezing.jpg

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:De-anti_icing.jpg

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Milk_glass.jpg



Aplicaciones del Descenso Crioscópico

PROPIEDADES DE LOS HIDROCARBUROS

PROPIEDADES DE LOS HIDROCARBUROS

GRACIAS!!!

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el agua

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