Taller 1.docx

TALLER N°1

MARIA FERNANDA CASTRILLON DIAZ CODIGO: 20151133204

ASIGNATURA: PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DE YACIMIENTOS PROFESOR: LUIS FERNANDO RAMON BONILLA CAMACHO

UNIVERSIDAD SURCOLOMBIANA FACULTAD DE INGENIERIA PROGRAMA PETROLEOS NEIVA 2017-2

OBJETIVO: Familiarizarse con la construcción de graficas en EXCEL y con la programación de funciones personalizadas.

EJERCICIO 1: Tomando datos del archivo de Excel que contiene una base de datos de las propiedades físicas de hidrocarburos puros y otras sustancias puras.

COMPUESTO HC

FORMULA

NUMERO DE CARBONOS

PUNTO DE EBULLICION NORMAL °F

TEMPERATURA CRITICA °F

PRESION CRITICA psia

METANO

CH4

1

-258,73

-116,67

666,40

ETANO

C2H6

2

-127,49

89,92

706,50

PROPANO

C3H8

3

-43,75

206,06

616,00

N-BUTANO

C4H10

4

31,08

305,62

550,60

N-PENTANO

C5H12

5

96,92

385,80

488,60

N-HEXANO

C6H14

6

155,72

453,60

436,90

N-HEPTANO

C7H16

7

209,16

512,70

396,80

N-OCTANO

C8H18

8

258,21

564,22

360,70

N-NONANO

C9H20

9

303,47

610,68

331,80

N-DECANO

C10H22

10

345,48

652,00

305,20

N-UNDECANO

C11H24

11

384,60

690,71

279,92

N-DODECANO

C12H26

12

421,38

725,45

258,17

N-TRIDECANO

C13H28

13

455,84

757,31

239,31

N-TETRADECANO

C14H30

14

488,44

794,66

208,50

N-PENTADECANO

C15H32

15

519,23

813,47

207,40

Construya en EXCEL las siguientes graficas: 1. Numero de carbonos de hidrocarburos parafínicos versus temperatura de ebullición normal.

TEMPERATURA DE EBULLICIÓN NORMAL VS NUMERO DE CARBONOS Temperaturade ebullición normal °F

600.00 500.00 400.00 300.00 200.00 100.00 0.00

-100.00

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

-200.00 -300.00

Numero de carbonos

 ¿Qué infiere de la tendencia? En la gráfica podemos observar un comportamiento creciente de las temperaturas de ebullición a medida que se aumentan los carbonos. La temperatura de ebullición aumenta con el tamaño del alcano porque las fuerzas intermoleculares (fuerzas de Van der Waals y de London), son más efectivas cuando la molécula presenta mayor superficie.

2. Numero de carbonos de hidrocarburos parafínicos versus temperatura crítica.

Temperatura critica °F

TEMPERATURA CRITICA VS NUMERO DE CARBONOS 900.00 800.00 700.00 600.00 500.00 400.00 300.00 200.00 100.00 0.00 -100.00 0 -200.00

2

4

6

8

10

Numero de carbonos

12

14

16

 ¿Qué infiere de la tendencia? Podemos observar en la gráfica una tendencia creciente, pues aumenta proporcionalmente el punto crítico con el número de carbonos. La temperatura crítica es la temperatura arriba de la cual un gas no puede ser licuado cualquiera que sea su presión. Ésta es también la temperatura más alta a la cual una sustancia puede existir en forma líquida. Es así, que el punto de ebullición crece a medida que se incrementa el número de átomos de carbono.

3. Numero de carbonos de hidrocarburos parafínicos versus presión crítica.

PRESION CRITICA VS NUMERO DE CARBONOS Presion critica psia

750.00 650.00 550.00 450.00 350.00 250.00 150.00 0

2

4

6

8

10

12

14

Numero de carbonos

 ¿Qué infiere de la tendencia? Se infiere de la gráfica que existe una tendencia decreciente(a partir del etano) en la relación de las variables, pues observamos una pendiente negativa. Es decir que a medida que aumenta el número de carbonos, disminuye la presión critica. Ésta es la presión sobre la cual el gas y el líquido no pueden coexistir. Se concluye que hay una relación inversamente proporcional entre ellas.

16

EJERCICIO 2: 1. ¿Cuáles son los isómeros que tiene el pentano?

COMPUESTO HC

FORMULA

NUMERO DE CARBONOS

PUNTO DE EBULLICION NORMAL °F

TEMPERATURA CRITICA °F

PRESION CRITICA psia

N-PENTANO

C5H12

5

96,92

385,80

488,60

ISOPENTANO

C5H12

5

82,12

369,10

490,40

NEOPENTANO

C5H12

5

49,10

321,13

464,00

 Muestre en una sola forma gráfica las temperaturas de ebullición normal para los isómeros del pentano.

Temperatura de ebullicion normal °F

TEMPERATURA DE EBULLICION NORMAL DE LOS ISOMEROS DEL PENTANO 100.00 95.00 90.00 85.00 80.00 75.00 70.00 65.00 60.00 55.00 50.00 45.00 N-PENTANO

ISOPENTANO Isomeros

NEOPENTANO

 ¿Qué infiere de la gráfica? ¿Hay alguna tendencia? En la gráfica hay una tendencia decreciente en los isómeros. Como sabemos, todos tienen el mismo número de carbonos pero sus puntos de ebullición son diferentes. Esto porque la superficie efectiva de contacto entre dos moléculas disminuye cuanto más ramificadas sean éstas, es decir inversamente proporcional.

 Muestre en una sola forma gráfica las temperaturas críticas para los isómeros del pentano.

TEMPERATURA CRÍTICA DE LOS ISOMEROS DEL PENTANO 400.00

Temperatura critica °F

390.00 380.00 370.00 360.00 350.00 340.00 330.00 320.00 310.00 N-PENTANO

ISOPENTANO

NEOPENTANO

Isomeros

 ¿Qué infiere de la gráfica? ¿Hay alguna tendencia? Se deduce de la gráfica, que disminuye la temperatura crítica de dichos isómeros. Esto se debe a que las fuerzas intermoleculares son menores en los alcanos ramificados por ello tienen temperaturas críticas más bajos. Recordemos que por arriba de la temperatura crítica no hay una distinción fundamental entre un líquido y un gas: simplemente se tiene un fluido.

 Muestre en una sola forma gráfica las presiones críticas para los isómeros del pentano.

PRESIÓN CRÍTICA DE LOS ISOMEROS DEL PENTANO 495.00

Presion critica psia

490.00 485.00 480.00 475.00 470.00 465.00

460.00 N-PENTANO

ISOPENTANO

NEOPENTANO

Isomeros

 ¿Qué infiere de la gráfica? ¿Hay alguna tendencia? En la gráfica se observa primero un pequeño aumento en la presión critica del isopentano en relación con el n-pentano, esta variación es muy mínima. Por el contrario, se observa como disminuye considerablemente la presión critica del neopentano. Esta propiedad varía dependiendo del número de ramificacines que presenta el compuesto. 2. ¿Cuáles son los isómeros que tiene el hexano?

COMPUESTO HC

FORMULA

NUMERO DE CARBONOS

PUNTO DE EBULLICION NORMAL °F

TEMPERATURA CRITICA °F

PRESION CRITICA psia

N-HEXANO

C6H14

6

155,72

453,60

436,90

2-METILPENTANO

C6H14

6

140,47

435,83

436,60

3-METILPENTANO

C6H14

6

145,91

448,30

453,10

2,2-DIMETILBUTANO

C6H14

6

121,52

420,13

446,80

2,3-DIMETILBUTANO

C6H14

6

136,38

440,29

453,50

 Muestre en una sola forma gráfica las temperaturas de ebullición normal para los isómeros del hexano.

Punto de ebullicion normal °F

PUNTO DE EBULLICION NORMAL DE LOS ISOMEROS DEL HEXANO 160.00 155.00 150.00 145.00 140.00 135.00 130.00 125.00 120.00

Isomeros

 ¿Qué infiere de la gráfica? ¿Hay alguna tendencia? En esta grafica no se observa ninguna tendencia, pues los valores de las temperaturas de ebullición varían sin formar una pendiente definida. En los isómeros esta propiedad depende no solo de la cantidad de ramificaciones en la cadena principal de carbonos, sino también de la posición de dichas ramificaciones.

 Muestre en una sola forma gráfica las temperaturas críticas para los isómeros del hexano.

Temperatura critica °F

TEMPERATURA CRITICA DE LOS ISOMEROS DEL HEXANO 460.00 450.00 440.00 430.00 420.00 410.00

Isomeros

 ¿Qué infiere de la gráfica? ¿Hay alguna tendencia? No existe una tendencia definida en la gráfica, pues se presentan demasiados altibajos en las temperaturas críticas de los isómeros. Esto se debe a que debemos tener en cuenta el número de ramificaciones y además la posición de estas. Pues a pesar de tener el mismo peso molecular su estructura molecular es diferente.

 Muestre en una sola forma gráfica las presiones críticas para los isómeros del hexano.

Presion critica psia

PRESION CRITICA DE LOS ISOMEROS DEL HEXANO 455.00 450.00 445.00 440.00 435.00 430.00

Isomeros

 ¿Qué infiere de la gráfica? ¿Hay alguna tendencia? La grafica presenta una tendencia indefinida. Pues los valores de las presiones críticas son variados. Ya sabemos que los isómeros presentan la misma fórmula molecular pero diferentes estructuras moleculares, lo que produce variaciones en las propiedades, por las ramificaciones que pueden formar. Las diferencias en las propiedades también varían cuando la misma ramificación está en la estructura pero en una posición diferente.

EJERCICIO 3: 1. Programe una función personalizada en EXCEL para que calcule la gravedad API de un crudo cuando se conoce la gravedad específica.

GRAVEDAD API GRAVEDAD ESPECIFICA

45,375 0,8

2. Programe una función personalizada en EXCEL para que calcule la gravedad específica de un crudo cuando se conoce la gravedad API.

GRAVEDAD API GRAVEDAD ESPECIFICA

30 0,87616099

3. Programe una función personalizada en EXCEL para que calcule la presión de vapor de un hidrocarburo utilizando la correlación de Lee-Kesler.

 Usando esta función personalizada calcule la presión de vapor de los

primeros 20 hidrocarburos parafinicos que aparecen en los archivos de EXCEL a una temperatura de 100°F (559,67R).

FORMULA

#C

°F

R

psia

METANO

CH4

1

-116,67

343,00

666,40

0,0108

5000

ETANO

C2H6

2

89,92

549,59

706,50

0,0990

800

PROPANO

C3H8

3

206,06

665,73

616,00

0,1517

188,64

N-BUTANO

C4H10

4

305,62

765,29

550,60

0,1931

51,706

N-PENTANO

C5H12

5

385,80

845,47

488,60

0,2486

15,574

N-HEXANO

C6H14

6

453,60

913,27

436,90

0,3047

4,9597

N-HEPTANO

C7H16

7

512,70

972,37

396,80

0,3494

1,6201

N-OCTANO

C8H18

8

564,22

1023,89

360,70

0,3962

0,5369

COMPUESTO HC UNIDADES

TEMPERATURA CRITICA

PRESION CRITICA

FACTOR ACENTRICO

PRESION DE VAPOR@ 100°F psia

TEMPERATURA CRITICA

N-NONANO

C9H20

9

610,68

1070,35

331,80

0,4368

0,1795

N-DECANO

C10H22

10

652,00

1111,67

305,20

0,4842

0,0609

N-UNDECANO

C11H24

11

690,71

1150,38

279,92

0,5362

0,0204

N-DODECANO

C12H26

12

725,45

1185,12

258,17

0,5752

0,0071

N-TRIDECANO

C13H28

13

757,31

1216,98

239,31

0,6186

0,0031

N-TETRADECANO

C14H30

14

794,66

1254,33

208,50

0,5701

0,0009

N-PENTADECANO

C15H32

15

813,47

1273,14

207,40

0,7083

0,0002

N-HEXADECANO

C16H34

16

838,49

1298,16

194,35

0,7471

0,0001

N-HEPTADECANO

C17H36

17

860,40

1320,07

191,00

0,7645

0,0001

N-OCTADECANO

C18H38

18

881,80

1341,47

176,00

0,7946

0,0001

N-NONADECANO

C19H40

19

901,00

1360,67

162,00

0,8196

0,0001

N-EICOSANO

C20H42

20

921,00

1380,67

162,00

0,9119

0,0001

LEE-KESLER

83898,2397 792,515977 189,204065 52,4796208 15,5682806 4,76961767 1,56410963 0,51918486 0,18031199 0,06093358 0,01937234 0,00687849 0,00237896 0,00149559 0,00028128 0,00010306 5,1053E-05 2,0641E-05 9,0691E-06 1,9464E-06

 Gráficamente compare estos resultados con los datos que aparecen en la base de datos.

Presion de vapor Psia

PRESION DE VAPOR 90000 87500 85000 82500 80000 77500 75000 72500 70000 67500 65000 62500 60000 57500 55000 52500 50000 47500 45000 42500 40000 37500 35000 32500 30000 27500 25000 22500 20000 17500 15000 12500 10000 7500 5000 2500 0

Presion de vapor @ 100°F LEE-KESLER

Componentes

En la gráfica se observa que en la mayoría de hidrocarburos parafínicos se obtiene una presión de vapor (por la correlación) muy similar a la estipulada en la base de datos de EXCEL. Pero encontramos un componente que tiene un comportamiento muy extraño pues sus valores de presión de vapor no concuerdan, existe un margen de error muy grande, de pronto esto se debe a que el metano esun componente muy liviano y volátil.