Modelo para determinar la densidad y el factor de expansión de mezclas multicomponentes de hidrocarburos en fase líquida

Abstract

The purpose of the research was: to develop the model that allows determining the density and expansion factor of multicomponent mixtures of hydrocarbons in the liquid phase, for which the Peng-Robinson, Lee-Kesler and Raoult equations were combined. Three mixtures were used, which are indicated with their respective molar composition: Camisea natural gas (GNC) (88.54 % methane, 10.32 % ethane, 0.02 % propane, 0.54 % nitrogen and 0.58 % carbon dioxide); liquefied natural gas (GNL) (85 % methane, 10 % ethane and 5 % propane), and liquefied petroleum gas (GLP) (60 % propane and 40 % n butane). The results when applying said model indicate that GNC has a density and expansion factor of 457.856 kg/m3 and 621.458, with the temperature being 111.15 K and the pressure being 1.14357 atm. In the same way, the density and expansion factor for GNL were: 471.496 kg/m3 and 601.763, being at 111.15 K and 1.00206 atm. Finally, when applying the model for LPG, the density and expansion factor resulted: 539.304 kg/m3 and 260.996, being at 280.15 K and 5.00105 atm.These results were compared with those obtained using the Aspen HYSYS V14.0 simulator and with other sources, from which it was verified that the developed model determines with great accuracy the density and expansion factor of multicomponent mixtures of hydrocarbons in the liquid phase. In conclusion, the general objective was met and the general hypothesis was tested.

El propósito de la investigación fue: desarrollar el modelo que permita determinar la densidad y el factor de expansión de mezclas multicomponentes de hidrocarburos en fase líquida, por lo cual se combinó las ecuaciones de Peng-Robinson, Lee-Kesler y Raoult. Se usaron tres mezclas, las cuales se indican con su respectiva composición molar: gas natural de Camisea (GNC) (88.54 % de metano, 10.32 % de etano, 0.02 % de propano, 0.54 % de nitrógeno y 0.58 % de dióxido de carbono); gas natural licuado (GNL) (85 % de metano, 10 % de etano y 5 % de propano), y gas licuado de petróleo (GLP) (60 % de propano y 40 % de n-butano). Los resultados al aplicar dicho modelo, indican que el GNC tiene una densidad y factor de expansión de 457.856 kg/m3 y 621.458, siendo la temperatura 111.15 K y la presión 1.14357 atm. De la misma forma, la densidad y factor de expansión para el GNL, resultó: 471.496 kg/m3 y 601.763, estando a 111.15 K y 1.00206 atm. Por último, al aplicar el modelo para el GLP, la densidad y factor de expansión, resultaron: 539.304 kg/m3 y 260.996, estando a 280.15 K y 5.00105 atm. Dichos resultados, se compararon con los obtenidos mediante el simulador Aspen HYSYS V14.0 y con otras fuentes, de lo cual se comprobó que el modelo desarrollado determina con gran exactitud la densidad y el factor de expansión de mezclas multicomponentes de hidrocarburos en fase líquida. En conclusión, se cumplió el objetivo general y se probó la hipótesis general.