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• Kliver Flores Saico

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Tarea 1. Equilibrio de fases, punto de burbuja, punto de rocío y Flash 20 MMPCD (20 *106 pie3/día en condiciones estándar a 1 at y 60 ºF), fluyen a través del sistema mostrado en la figura. Fase Vapor

V yi

Comp. %molar 2.210 N2 0.060 CO2 F Gas de P =800 Psia Separador alimentación z i 86.920 C1 T =-20 ºF Isotérmico P =810 Psia 6.580 C2 T =5 ºF Intercambiador 2.860 C3 de calor 0.350 iC4 0.660 L nC4 xi 0.150 Fase Líquida iC5 0.130 nC5 0.060 nC6 0.020 C7+ Considere para el C7+, peso molecular de 150 y la gravedad específica de 0.780 para calcular la Pk (presión de convergencia) a 70 oF Para las condiciones indicadas y la composición del gas natural alimentado, determinar: I. Utilizando una ecuación para Ki = f(P, T) a) Determine el diagrama de fases (P-T) curvas de puntos de burbuja y punto de rocío Punto “BURBUJA” Ecuación de Thorp

Algoritmo: 1:Suponer T 2:Calcular Ki 3:Calcular Ki*zi Ki∗zi=1 4:Verificar 5:Si= FIN---------no volver al paso1 Primera corrida:

∑

Pk= (-2381.8542+46.341487*(150*0.78) + 6124.3049 *((150*0.78) / (530-460)) ^1 +(2753.2538*((150*0.78) / (530-460)) ^2) +415.42049*((150*0.78) / (530-460)) ^3= 7524.52097

A=1-(785.3/7524.52097) ^0.7= 0.79441581 Ki= (

493 493 227.97 )*exp (5.37*0.79441581*(1+0.04) *(1¿ ¿= )^( 0.79441581 -1) *( 7524.52097 785.3 322.1

4.02009645 Ki*zi=4.02009645*0.0221=0.08884413

punto burbuja datos P= psig T=°Rc7+ PMc7+

   

Pk Tsupu

N°

  a1 785.3 a2 530 a3 150 SG-c7+ 7524.5209 7 A 322.1

comp 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

 

N2 CO2 C1 C2 C3 iC4 nC4 iC5 nC5 nC6 C7+  

  6124.3049 -2753.2538 415.42049 0.78 0.7944158 1

Zi 0.0221 0.0006 0.8692 0.0658 0.0286 0.0035 0.0066 0.0015 0.0013 0.0006 0.0002 1  

Pc(psi)

Tc(°R)

493 1071 667.8 707.8 616.3 529.1 550.7 490.4 488.6 436.9 320.3

227.97 548.54 343.99 550.77 666.68 735.63 766.29 829.7 846.27 914.27 1139.4  

Punto “ROCIO” Ecuación de Thorp

Algoritmo: 1:Suponer T 2:Calcular Ki 3:Calcular

zi Ki

wi 0.04 0.2667 0.0126 0.0978 0.1541 0.1841 0.2015 0.2286 0.2524 0.2998 0.5069  

Ki

Ki*zi

4.02009645 0.04560124 1.04316762 0.0527211 0.00677212 0.00177427 0.00102222 0.00028326 0.00018284 3.734E-05 6.4315E-08  

0.08884413 2.7361E-05 0.90672129 0.00346905 0.00019368 6.2099E-06 6.7467E-06 4.2489E-07 2.3769E-07 2.2404E-08 1.2863E-11 1

4:Verificar ∑

zi =1 Ki

5:Si= FIN---------no volver al paso1 Primera corrida: Pk= (-2381.8542+46.341487*(150*0.78) + 6124.3049 *((150*0.78) / (530-460)) ^1 +(2753.2538*((150*0.78) / (530-460)) ^2) +415.42049*((150*0.78) / (530-460)) ^3= 7524.52097 A=1-(785.3/7524.52097) ^0.7= 0.79441581 Ki= (

493 493 227.97 )*exp (5.37*0.79441581*(1+0.04) *(1¿ ¿= )^(0.79441581-1) *( 7524.52097 785.3 522.1

13.3855549 Zi/Ki=0.0221/13.3855549=0.00165103 datos P= psig T=°Rc7+ PMc7+ Pk

  785.3 530 150 7524.52097

P= psig Tsupu

6124.3049 -2753.2538 415.42049 0.78 0.79441581

785.3 522.1

N°

comp 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

 

a1 a2 a3 SG-c7+ A

N2 CO2 C1 C2 C3 iC4 nC4 iC5 nC5 nC6 C7+  

Zi 0.0221 0.0006 0.8692 0.0658 0.0286 0.0035 0.0066 0.0015 0.0013 0.0006 0.0002 1  

Pc(psi)

Tc(°R)

493 1071 667.8 707.8 616.3 529.1 550.7 490.4 488.6 436.9 320.3

wi

227.97 548.54 343.99 550.77 666.68 735.63 766.29 829.7 846.27 914.27 1139.4  

0.04 0.2667 0.0126 0.0978 0.1541 0.1841 0.2015 0.2286 0.2524 0.2998 0.5069  

Ki

Zi/Ki

13.3855549 1.54871993 6.1073037 1.13301041 0.33577579 0.14733513 0.10919549 0.04991817 0.03957041 0.01551007 0.00039035  

0.00165103 0.00038742 0.1423214 0.05807537 0.08517588 0.02375537 0.06044206 0.03004918 0.03285283 0.03868455 0.51236248 0.98575756

b) Cálculo flash en el separador, determinando los flujos y composiciones de la fase vapor y líquido. FLASH Algoritmo:

1: Suponer φ* 2: Calcular f(φ) con la ecuación R-R 3: Calcular f°( φ ) con la ecuación N-R 4: Calcular φ* 5: Verificar φ*= φ*supuesto Si=FIN------No volver paso1

P= psig

785.3 Fraccion vaporizada φ* 1.0108201 1.0108201 480 8 8

Tsupu N°

 

comp

Zi

Pc(psi)

F

Tc(°R)

1

N2

0.0221

493

227.97

2

CO2

0.0006

1071

548.54

3

C1

0.8692

667.8

343.99

4

C2

0.0658

707.8

550.77

5

C3

0.0286

616.3

666.68

6

iC4

0.0035

529.1

735.63

7

nC4

0.0066

550.7

766.29

8

iC5

0.0015

490.4

829.7

9

nC5

0.0013

488.6

846.27

10

nC6

0.0006

436.9

914.27

11

C7+

0.0002

320.3

1139.4

 

1  

compo N2 CO2 C1 C2 C3 iC4 nC4 iC5 nC5 nC6 C7+  

 

Zi 0.0221 0.0006 0.8692 0.0658 0.0286 0.0035 0.0066 0.0015 0.0013 0.0006 0.0002 sumatoria

wi

Ki

zi/ki

Zi*Ki

0.04 11.2939 0.0020 0.266 7 0.9413 0.0006 0.012 6 4.7581 0.1827 0.097 8 0.7346 0.0896 0.154 1 0.1935 0.1478 0.184 1 0.0789 0.0443 0.201 5 0.0564 0.1169 0.228 6 0.0240 0.0624 0.252 4 0.0185 0.0702 0.299 8 0.0066 0.0907 0.506 9 0.0001 1.7537 dos fases de liq.     y gas  

f(φ)(R-R) 0.02015937 3.7436E-05 -0.6870012 0.02376561 0.11880296 0.04043225 0.10872265 0.05878788 0.06584562 0.07955017 0.20119596 0.01002004

yi

xi

0.2496

-0.0202

0.0221

0.0020

0.0006

0.0000

0.0006

0.0006

4.1358

-0.6870

0.8698

0.1828

0.0483

0.0238

0.0658

0.0895

0.0055

0.1188

0.0285

0.1473

0.0003

0.0404

0.0035

0.0439

0.0004

0.1087

0.0065

0.1152

0.0000

0.0588

0.0014

0.0602

0.0000

0.0658

0.0012

0.0671

0.0000

0.0796

0.0005

0.0801

0.0000

0.2012

0.0000

0.2012

0.0100200 4

1

1

f(φ)(N-R)   0.02191249 2.0626E-06 0.8123947 0.00433019 0.011276 0.0016071 0.00310976 0.00073207 0.00063813 0.00029814 0.00010003

                    -0.01170018

0.85640068

1.01082018

f(φ)(N-R)

Cálculos finales Fracción vaporizada Alimentación Vapor Líquido

ф= 1.01082018 F= 20.00 MMPCSD V= 20.216464036MMPCSD L= 0.216464 MMPCSD

II. Utilizando una ecuación para Ki = f (P, T, composición) ecuación de P-R, elabore un programa utilizando un lenguaje de programación para determinar: c) Punto de burbuja y punto de rocío d) Cálculo flash en el separador, determinando los flujos y composiciones de la fase vapor y líquido e) Cálculo de Entalpía y Entropía