EI contenido de agua en un gas se da en libras por millon de pies cubicos normales de 'a Valores tipicos para contenido de agua en gases son

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Margarita Maldonado Sáez
hace 7 años
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Bibligrafia. 1- Naranj, A "Manej de Prduccin en Camps de Petrle" ( Trabaj para prmcin a prfesr asciad), Universidad Nacinal de Clmbia - Sede Medellin 1989 2 - Arnld, K. And Stewart, M.

1 Bibligrafia. 1- Naranj, A "Manej de Prduccin en Camps de Petrle" ( Trabaj para prmcin a prfesr asciad), Universidad Nacinal de Clmbia - Sede Medellin Arnld, K. And Stewart, M. "Surface Prductin Operatins" (Vl. 1, De~ign f il - handling Systems and Facilities), Chaps. 4-5, Gulf Publishing Cmpany Bk Divisin, Hstn, TX, USA, Kumar, S "Gas Prductin Engineering ", Chap. 4, Gulf Publishing Cmpany. Bk Divisin, Hustn, TX, USA, Exxn Prductin Research Cmpany, "Surface Facilities Schl", vl.. 132

4-. DESHDRATACON DEL GAS E agua, invariablemente esta presente cn el gas puede ser en estad vapr 0 en estad liquid; el agua en estad liquid n es cnveniente en el gas prque puede riginar prblemas de

2 4-. DESHDRATACON DEL GAS E agua, invariablemente esta presente cn el gas puede ser en estad vapr 0 en estad liquid; el agua en estad liquid n es cnveniente en el gas prque puede riginar prblemas de frmacin de hidrats per se puede remver en un separadr al legar el fluid a superficie. Cuand el agua esta presente en el gas en estad de vapr su remcin n es tan sencilla y se debe remver pr las siguientes raznes: Se pueden presentar prblemas de frmacin de hidrats. Disminuye el pder calrific del gas. Se pueden presentar prblemas de crrsin si ademas el gas psee H 2 S y/ CO 2. Se reduce la eficiencia de la tuberia de transprte. v' 4.1. Determinacin del Cntenid de Agua en el Gas E cntenid de agua en un gas depende de factres cm tip de gas, prcedencia del mism, temperatura, presin y salinidad del agua. Mientras menr sea la gravedad especifica del gas mayr es su cntenid de agua. E cntenid de agua aumenta cn temperatura y disminuye cn presin y cn salinidad del agua E cntenid de agua en un gas se da en libras pr milln de pies cubics nrmales de 'a Valres tipics para cntenid de agua en gases sn t Yacimient de gas (5000 pc, 250 F) Gas de capa de gas (500 pc, 125 F) Gas de gasduct 500lbm/MPC 400lbm/MPC 6-8bm/MPC Se tiene varis metds para determinar el cntenid de agua en un gas Metd Aprximad de la Presin de Vapr. Aplicable cuand se tiene el gas a presines bajas y supne que la mezcla gasesa se cmprta cm ideal y pr tant cumple cn las leyes de Rault y Daltn 0 sea que: dnde Yw P = Xw P v P v P Yw Xw Presin de vapr del agua a la temperatura del sistema Presin del sistema Fraccin mlar del agua en la fase vapr Fraccin mlar del agua en lila fase liquida Cm el gas es pc sluble en el agua, Xw = 1 Y pr tant de la ecuacin (4.1) se puede despejar Y w y cnciend las mles de gas, se puede calcular las mles de agua y lueg hacer la cnversin a bs/mpcn Ademas de supner que la mezcla es ideal, este metd supne que el gas esta en el punt de rci, en equilibri cn una cantidad infinitfsimal de liquid y que este liquid es agua. Metd de Mcketta-Wehe. Este metd es aplicable especial mente a gases dulces y se basa en el grafic que se muestra en la Figura 29 la cual tambien permite la crreccin pr gravedad especifica del gas y pr salinidad del agua 133

$Cnsidera el gas cm cmpuest pr C 1 y H 2 S, 0 sea la fracci6n mlar de C 1 es la suma de las fraccines mlares de tds ls hidrcarburs presentes y la fracci6n mlar de H 2 S es la de este cmpnente en cas$

3 - Crrelaci6n de Rbinsn y Clabradres. Aplicable tant a gases dulces cm agris. Cnsidera el gas cm cmpuest pr C 1 y H 2 S, 0 sea la fracci6n mlar de C 1 es la suma de las fraccines mlares de tds ls hidrcarburs presentes y la fracci6n mlar de H 2 S es la de este cmpnente en cas de que n haya CO 2 ; cuand hay CO 2 se habla de una fraccin mlar equivalente de H 2 S calculada de: (4.2) dnde: y H 2 s )c :es la fraccin mlar equivalente de H 2S cn las fraccines mlares de H 2 S y CO 2 respectivamente en el gas E cntenid de agua se determina dependiend de la cmpsicin (% C 1 - %H 2 S) y la presin haciend us de la Figura 30. Observese que el cntenid de agua btenid cn esta figura se da en barriles de agua pr milln de pies cubics nrmales de gas y se debe cnvertir a libras pr milln de pie cubic nrmal; para ell el valr btenid de la figura 30 se multiplica pr el factr (350*y). - Metd de Campbell. Se aplica tant a gases dulces cm agris. Determina el cntenid de agua en el gas sin H 2 S ni CO 2, lueg el cntenid de agua en H 2 S y CO 2 purs. Finalmente el cntenid de agua en el gas se calcula de: (4.3) dnde: W: Cntenid de agua en el gas, bs/mpcn Cntenid dde agua en el gas sin H 2 S ni CO 2, del H 2 S y del CO 2 purs (lbs/mpcn). Fraccin mlar de hidrcarburs, H 2 S y CO 2 en el gas. Ls valres de Wile, W H 2S ' W C02 se btienen de las Figuras Metd Presentad pr McCain (12). E cntenid de agua en un gas, supniend que el gas esta en el punt de rgi en equilibri cn agua liquida, se puede calcular de: dnde: W=AJP + B (4.4) W : Cntenid de agua en el gas en bs/mpcn A = P * 18* 10 6 ~( 1' 1 2 () 10.73*520 2 sc (4.5)

1. lg B=- 3083.87*-+6.69499 (4.6) T 011 Presin de vapr del agua pura a T; T, Temperatura en R Este metd da buens resultads a presin~s(a 10000 pc y temperaturas hasta 460 F. La presenci9.

4 1. lg B= * (4.6) T 011 Presin de vapr del agua pura a T; T, Temperatura en R Este metd da buens resultads a presin~s(a pc y temperaturas hasta 460 F. La presenci9.-cie-sa en el agua dismiuye el nte.id de agua en el gas y el valr btenid cn la ecua cin (4.4) se debe crregir pr el siguiente factr: (4.7) dnde, Was. Cntenid de agua salada en el gas.;wap. Cntenid de agua pura en el gas, ambas variables en bs/mpcn.; Wap, valr btenid cn la ecuacin (4.4); S, Prcentaje pr pes de sal en el agua. Las anterires cuacines cumplen cuand el gas es sec n tiene cm!;l estqs hid carburs. t a presenq.a-de hidmcarburs pesads puede aumentar cnsiderable mente el cntenid de agua en el.ga a resines altas. gual situacin se presentara cuand hay presencia de H2S 0 CO2; p~r tr lad el cntenid de nitrgen 0 heli baja el cntenid de agua Hidrats Un hidrat es una frma de cmpuest quimic lamad CLATRATO. E termin se usa para dentar cmpuests que pueden existir en frma estable per n resulta de la cmbinacin quimica real de tdas las mleculas invlucradas. Un hidrat es una mlecula de agua cn una serie de espacis abierts en ls intersticis y sla mente puede ser estable en estad slid si suficientes de ests espacis sn cupads pr las mleculas de gas, que en este cas se cncen cm mleculas visitantes 0 huespedes. Ls espacis libres sn de ds tamaiis y en ells se pueden acmdar mleculas cm metan, etan, H2S, CO2 Y mleculas de tamaii similar; se cnsidera que mlecul1as de i-c 4 y mayres ya n frman hidrats sin que al incrustarse desestabilizan la estructura. j Ls hidrats tienden a frmarse en el cntact gas-agua cn las mleculas prvenientes del gas que se disuelven en el agua. En cnsecuenciaj9pre.s.ef.lcia de H y~ aceleran la f cin de hidrats, especial mente a altas temperaturas ya que ""'Sn 0 u es e e JJag.ue la mayriad e ls hidrcrcarburs. -. -: Aunque n tds ls espacis dispnibles para hspedar mleculas visitantes se tienen que lenar para que el hidrat sea estable, se habla del numer de hidrats cm el maxim numer de mleculas de un determinad tamaii que se pueden acmdar en ls espacis vacfs; teniend en cuenta est y que 'hay ds estructuras cmunes en hidrats, la estructura que es cubica de cuerp centrad y es la que presentan ls hidrats de metan, etan, H2S y CO 2 Y la 135

5 ' :-"''':',}t} ~. 'ga. '. :rf :il.:. ~ &:~.) till M :~ :; "" ~ :r,,' e:;)o(;.. "',,. ;! '2 ) r ~,, tj <'~1 &.;. ~ C\c ~.() c.1> \, / " fig " ~. -- ) - 7" - cmpaltln.,,: f~~---- ~~;~~~~ ".! - ~ h, - ~ - " ~" / F ~ _= "",,,, ".,,.~ a'u '. q """M ~ 1 _ ~ r---#, - :u,. : ~ '. :,,_ lim ',,' i '". r»:\' " i -n,,"ft, ~~ ~T '.' M e.,..3i a ", ':~ L h _ ~ " ''' ~ ~ ' q Temperatura. \ F Figura 29-. Cntenid de Vapr de Agua de Gases Naturales Saturads(14) 136

.. U U ::i j./, / 2 0.5 :: y.- /// / M 2 i. 'l'l L ~. 0.2. '-L.~ h 'L ~~--+-~--1---' 1--1--~. - c: / W 0.10 - ii - c: O.OS, / ~ ~ 1 _1.0 - //''0' r--- 0.

6 .. U U ::i j./, / :: y.- /// / M 2 i. 'l'l L ~ '-L.~ h 'L ~~--+-~--1---' ~. - c: / W ii - c: O.OS, / ~ ~ 1 _1.0 - //''0' r--- 0.' -c: -,77fj 3 ODa "'" '/ / --~--+-~---~--~~Q' <.0 1/ " 0.00 fl ~~~~==~~~~==~==t=~===t==1===t==l===td~ t ~"'--,-_Ac~./.h //.>'- +-~ _~~~~~hh~V~ ~_~ ~ ~ ~ ~ :it / _/'/V// 2,001. J).i.--l lf ~! /,c--+--, -A~Z. ~'.h M t t--t V - i-0. 2 r--- i/ '// /~V d'-" f--+-7 t - p5:, r-a /c'n//_~ V/ 14/. 3+, Z : ~-+'---~ H, DO T.mp."llr. 0 F. Wt.r cnte nt f nlllu"l geu mldur.a n f= ' - "Gpr,h, cojllpoauln(dry baa' t 0.0', % CH" ~ % ills, ~O% C4 ~ % fs,80% CH" las,70% CH4 5-40'".4 "2S, 60% CH4 J - - ODZ t- :it" FGURA "10. CprrelUCO) de Rbmsn para determmar ctenid de a'lju en et gas (2).

10.0 ~3,OOOta 6,OOOpsia 3.0 2.0 1---""""--i -------1-~~OL---f.7"~ +_- f. " ~ " 10.0 8.0 6 1.0 &.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.8 0.6 0.4 0.3 't Z :z. c!! c 0 u :: ~ " W"t.

7 10.0 ~3,OOOta 6,OOOpsia """"--i ~~OL---f.7"~ +_- f. " ~ " & 't Z :z. c!! c 0 u :: ~ " W"t.r rnt"nl r " 'uro lal mlltu,u V.pO!,"flU col'lp.ltln(~ Temp.rat", ')1, CH 2 O'lftl,O;,1l0".CH4 :s f!!', eo% CH :SO~ HtS,10%CH4-40'lCtH'~.80""CH4. ụ. :z 2!.. -0: c u ' ; ~ 101) [~~O,OOO p!lia t ~ -== - ": r:= - ~:. : - r-:::-:: - 1- >0 - > ~ 8.1) 11.0 > ~ f !ll -- ~ t _ -- f / ~ ' :s 0.04 f-1 00J / V/ 1/ V/ ~~ -/ 17 1/-. - t= b3./~~~ ~ i/ "/. f - - ~ ~ ~ ~ t-- f-.- v 1 7 V/ 7 V../:: V, "7 7 -'/ -, /. / : -7 17/'/ -. Z L'l _, - '- - f- / t 1.,. ~. - D~-,.-;; 1-, a ] - Figura30-.(Gnt.),, 110 ) Temperature f'. 138

$-r- -, 1000.00 800 700 800 '00 -! -. L i! i! " ; i j i! ' :! : i ~. l : 1! : : j : i LLjj JJ-LLL _:_ L. ~.:1'.. ~ i!. ~ ~ 0 \D Ẓ. 0 iii 0 ":! > '00 80 '0 40 '0.0! 0: W 0 <i CD J > z w > ~ u i 0.' 0.$

8 -r- -, '00 -! -. L i! i! " ; i j i! ' :! : i ~. l : 1! : : j : i LLjj JJ-LLL _:_ L. ~.:1'.. ~ i!. ~ ~ 0 \D Ẓ. 0 iii 0 ":! > '00 80 '0 40 '0.0! 0: W 0 <i CD J > z w > ~ u i 0.' 0.' 1-i-1--f-j-i--l-.!-J H+~4+H-!-+'-++~f-++H++H+-HH-~H++-H+t-l-++.j-1-~-L.+-<-+-~ 1 ++=-+-+--t-h--+-t--'-t-' ' TEMPERATURE f C' _ - _ Figura 31-. Cntenid d ~ ~~ua en el Gas Natural ( Metd de cam~bell) 139

140 if) ; 1000 LL 8 U :z ~ :::LL W O 00 t 1.5r-~--'----r--~~---'--~--'-~'-~~----'----'--~~--~ 9 ~~~~ _.~.~ ~ 4 t---t--+---l----j if) CDcQ -.J.«1-if)2.5 z W 2~--~~--+- 1-1'-: Z~ 0'::' U 1.5 0:::.-.-. -- --" '- ' : r i w 100~ ~~ ~~~ -L~~ ~~.

9 140 if) ; 1000 LL 8 U :z ~ :::LL W O 00 t 1.5r-~--'----r--~~---'--~--'-~'-~~----'----'--~~--~ 9 ~~~~ _.~.~ ~ 4 t---t--+---l----j if) CDcQ -.J.«1-if)2.5 z W 2~--~~ '-: Z~ 0'::' U 1.5 0::: " '- ' : r i w 100~ ~~ ~~~ -L~~ ~~.~~ ~ ~ ~L- ~ « , = PRESSURE - PSA, _~~.~~< ~_-~~.:_~~_~r,-=_ -. 1"..-. ~ _.- -, _.. ~ -.! ;.,. _-----.!-._. - r _.. _--,-., , ~. ~ Figura 32-.Cntenid de Agua en el H 2 S. ( Metd de Campbell)

-Ov ~------------~----~-------r--~~,-----~-------r------ :' 50-500 w 1 x 0450 < u U- 350 u (/) - - '1 --- --f -- -r--- --t----:-:;;:::; - F------j a: w u ::;00 0:: W2S0. f <!

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