Metano II
Metano II
Tabla de Contenidos 1. Introducción a Metano II ........................................................................................................ 2 1.1 ¿Qué es Metano II? ........................................................................................................... 2 1.2 Verificación de resultados ................................................................................................. 3 1.3 Motivación ........................................................................................................................ 5 2. Interfaces de software ............................................................................................................ 5 2.1 Interfaz Principal ............................................................................................................... 5 2.2 Configuración .................................................................................................................. 10 2.3 Saturar con agua ............................................................................................................. 16 2.4 Importar composición ..................................................................................................... 17 2.5 Reorganizar ..................................................................................................................... 21 3. Normas internacionales ........................................................................................................ 23 3.1 Norma ISO 6976-95 ......................................................................................................... 23 3.2 Norma GPA 2172-09 ....................................................................................................... 25 3.3 Norma ASTM D3588-98 (R11) ......................................................................................... 27 3.4 Norma AGA 8-92DC......................................................................................................... 28 3.5 Norma ASTM D1945-14 .................................................................................................. 29 3.6 Norma GPA 2145-16 ....................................................................................................... 31 3.7 Norma ASTM D1142-95 (R12) ......................................................................................... 34 3.8 EDE Peng-Robinson ......................................................................................................... 37 4. ¿Sabías qué...? ...................................................................................................................... 39 4.1 Poder calorífico ............................................................................................................... 39 4.2 Relación de BTU y Julio ................................................................................................... 42 4.3 Los componentes de corriente........................................................................................ 43 4.4 Glosario técnico .............................................................................................................. 44 5. Asistencia técnica .................................................................................................................. 47 6. Adquirir Metano II................................................................................................................. 48 7. Instalación y requisitos ......................................................................................................... 48
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Metano II
1. Introducción a Metano II 1.1 ¿Qué es Metano II? Metano II© version 3.0 es un software de cálculo que permite obtener las propiedades fisicoquímicas del gas natural, y gases combustibles similares, según la metodología de 8 normas internacionales comúnmente utilizadas en el sector hidrocarburífero. Sirve como una herramienta apropiada para el control y verificación de los procesos de cálculo de propiedades fisicoquímicas gas natural. Por ejemplo:
Verificar el cálculo de poder calorífico, base seca o saturada, realizada en los cromatógrafos o computadoras de flujo.
Verificar el cálculo de factor de compresibilidad, densidad relativa realizada en los cromatógrafos o computadoras de flujo.
Comprobar el balance de producción de líquidos de hidrocarburos (propano, GLP, butano, gasolinas crudas, etc.)
Diseño de procesos hidrocarburíferos
Características Metano II© implementa los procedimientos de cálculo de las siguientes normas internacionales: Norma internacional
Descripción
ISO 6976-95
Gas natural - Cálculo de valores caloríficos, densidad, densidad relativa e índice Wobbe a partir de la composición.
GPA 2172-09
Cálculo de poder calorífico bruto, densidad relativa y factor de compresibilidad para el gas natural a partir del análisis composicional.
ASTM D3588-98 (R11)
Práctica estándar para el cálculo de valor calorífico, factor de compresibilidad, y densidad relativa de los combustibles gaseosos.
AGA8-92DC
Factores de compresibilidad del gas natural y otros gases hidrocarburíferos relacionados.
ASTM D1945-14
Método de prueba estándar para el analisis del gas natural por cromatografía gaseosa. Análisis de reproducibilidad y repetitividad.
GPA 2145-16
Tabla de constantes físicas para hidrocarburos y otros
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Metano II componentes de interés para la industria del gas natural ASTM D1142-95 (R12)
EDE Peng-Robinson
Método de prueba estándar para el contenido de vapor de agua en combustibles gaseosos mediante la medición del punto de rocío. Ecuación de estado Peng-Robinson adaptado a sistemas de gas natural para cálculo de propiedades termodinámicas como equilibrio vapor-líquido, cricondenterma, cricondenbara, flash de rocío a presión fija, etc.
Metano II© posee además:
Posee una interfaz gráfica cómoda para introducir fácilmente las cromatografía gaseosas, y los parámetros de entrada de las normas de cálculo.
Las composiciones se pueden pegar y copiar entre las diferentes normas.
Las composiciones cromatográficas de las tres corrientes se pueden guardar en archivos con extensión .MET.
Permite imprimir los cálculos de las normas internacionales en reportes de análisis directo a la impresora, con pie de firmas para las partes intervinientes, y con la posibilidad de poner un logotipo personalizado, también se puede exportar a formato PDF.
NOTA Las normas disponibles para el cálculo en Metano II© pueden variar según la licencia que se haya adquirido.
1.2 Verificación de resultados La verificación y validación de los resultados de Metano II© se pueden comprobar comparando con los casos de ejemplos de cada norma internacional. Los resultados de Metano II© cumplen con todos los ejemplos de las normas internacionales que se han implementado, aunque en algunos casos excede los requerimientos de precisión debido al alto poder de cómputo de los procesadores numéricos. El archivo Ejemplos.met ubicado en el directorio de instalación de Metano II© contiene las cromatografías de ejemplos de las normas internacionales. La siguiente tabla presenta una referencia para ubicar los ejemplos en las normas internacionales. Norma internacional ISO 6976-95
Comparación
El ejemplo del Anexo K, tabla K, en página 42.
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Metano II
GPA 2172-09
AGA 8-92DC
ASTM D3588-98 (R11)
ASTM D1945-14
GPA 2145-16
ASTM D1142-95 (R12)
EDE Peng-Robinson
Los ejemplos del Anexo B, desde la página 20 a 27
Los valores de entrada y los resultados en la Tabla A.5-2 de la página 75.
Los ejemplos de la página 5 y 6
Se verifica por simple comparación de los rangos composicionales en la Tabla 1 (pág. 2), y los rangos de tolerancia en los incisos 10.1.1. y 10.1.2. (pág. 9).
Se verifica por el siguiente método: multiplicar la constante física seleccionada por la composición molar del componente, y luego sumar todos estos binomios y se obtiene la constante física de la mezcla gaseosa.
Los ejemplos de la página 4
Se compararon composiciones con otras herramientas comerciales como Aspen Hysys y VLEFLash y datos empíricos de campo con buen grado de concordancia.
Método de Redondeo El método de redondeo que aplica Metano II© es el método conocido como Redondeo del Banquero. El Redondeo del Banquero determina cómo se redondearán los valores que están exactamente al medio entre dos valores que tienen el número requerido de dígitos significativos. En este caso, este método redondea el valor a un valor par en caso que se encuentre al medio. Se tienen los siguientes ejemplos para comprender el método: 1234567 redondeado a la centena resulta en 1234000 1.234 redondeado a la centésima resulta en 1.23 1.235 redondeado a la centésima resulta en 1.24 1.245 redondeado a la centésima resulta en 1.24 Por práctica de cálculo, sólo se redondean los resultados para fines de presentación, ya que todas las operaciones matemáticas de las normas internacionales se llevan a cabo sin ningún redondeo, aprovechando toda la capacidad y precisión del procesador numérico.
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Metano II
1.3 Motivación Un granito de arena más en la inmensa playa del mundo hidrocarburífero. Metano II© nace a partir de la necesidad de herramientas validadas para el cálculo de normas internacionales de propiedades fisicoquímicas del gas natural, en el rubro de la actividad de producción y transporte del gas natural. Con esta herramienta, el usuario encontrará un paquete de normas técnicas integradas en una sola interfaz gráfica, con la opción de comparar los resultados entre ellas a sólo un clic, y con la capacidad de emitir reportes personalizables como documentos de cálculo para certificación de resultados. Con este trabajo se logra realizar un aporte científico al gran mundo hidrocarburífero, especialmente al que se desarrolla en Bolivia. Un agradecimiento especial al Ing. Edgar Vargas Philips por su ánimo y apoyo desinteresado en el desarrollo de este proyecto.
Ing. Walter Segovia Castillo
2. Interfaces de software 2.1 Interfaz Principal En la interfaz principal de Metano II© se llevan a cabo todas las tareas principales del cálculo de propiedades del gas natural, esta interfaz se divide en tres secciones,
en la parte superior está ubicado el panel de botones en la sección de normas (de la derecha) se encuentran las normas internacionales disponibles. en la sección de composiciones (de la izquierda) se encuentran los análisis cromatográficos a procesar.
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Metano II
Para obtener ayuda en línea sobre la introducción a Metano II© y sus características presione la tecla F1
Panel de botones El panel de botones se encuentra en la parte superior de Metano II© .
Método rápido
Botón
Descripción
Nuevo
Prepara un nuevo trabajo de cálculo, y abre tres opciones para los componentes. Véase Los componentes cromatográficos para mayor información.
Abrir
Permite abrir un trabajo de cálculo previamente guardado.
Tecla F3
Guardar
Permite guardar el trabajo de cálculo actual en un archivo con extensión .MET.
Tecla F4
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Metano II
Calcular
Realiza el cálculo de la norma internacional seleccionada en el panel de la derecha y muestra los resultados en formato de texto enriquecido (RTF) en la parte inferior.
Tecla F5
Imprimir
Imprime el resultado de la norma internacional en un reporte de tamaño carta. En el botón Config... permite configurar el aspecto del reporte de análisis.
Tecla F6
Config...
Abre la ventana de configuración de Metano II.
Tabla
Muestra la tabla de datos de la norma internacional seleccionada en una ventana emergente, para fines de revisión.
Info
Muestra una ventana con la información de derechos reservados de Metano II© y la licencia de uso.
Ayuda
Muestra la Ayuda en línea
Terminar
Cierra la aplicación Metano II©
Tecla F1
Sección de composiciones Esta sección se encuentra ubicada en la parte izquierda de Metano II©. Se permite introducir datos de hasta tres corrientes cromatográficas. En la parte inferior se muestran los totales molares de las corrientes. Para calcular cualquier norma, el total molar de cada corriente debe ser 100 mol%. Los componentes que aparecen en esta sección son los componentes comunes a todas las normas internacionales de Metano II©, y que interesan a la industria del gas natural. Se han excluido todos los otros componentes que no son comunes. Haga clic derecho sobre cualquier cromatografía para acceder al menú contextual:
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Metano II
Opción
Descripción
Incluir en Cálculo
Activa la corriente seleccionada para que entre en el cálculo de la norma internacional en cuestión. El encabezado de la corriente se torna color azul.
Importar composición...
Importa los datos de análisis cromatográfico directamente de un archivo textual plano (.txt) y los dispone en la corriente seleccionada. Veáse la interfaz Importar configuración .
Comparar valores...
Abre una ventana de diálogo para introducir los parámetros de propiedades con los mismos parámetros calculados por la norma internacional ISO 6976-95.
Renombrar corriente...
Permite cambiar el nombre de la corriente seleccionada a otra.
Normalizar...
Modifica la concentración molar de cada uno de los componentes, en proporción, para llegar a totalizar 100%. Este es un requisito básico antes de calcular en cualquier norma internacional.
Normalizar fijando...
Realiza lo mismo que la opción Normalizar... con la diferencia que la composición del componente actualmente seleccionado permanece como tal. Por ejemplo, si se quiere añadir una concentración de agua al 0.020 mol%, luego los otros componentes se recalculan para que, sumando con el agua, totalicen el 100%.
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Metano II Esta opción permite fraccionar la composición molar de una parafina inicial (sea comúnmente Pentano, Hexano o Heptano) en porcentajes definidos por el usuario. Luego las fracciones calculadas se distribuyen en todos los componentes hidrocarburíferos más pesados que la parafina inicial. Esta opción es útil para análisis cromatográficos Caracterizar backflush... llevados a cabo por medio de la técnica de reversión de flujo de columna cromatográfica. Por ejemplo, caracterizar backflush el Hexano de 0.5000 mol% al 50/25/15/10 hará que el Hexano tome el 50% es decir, 0.2500 mol%, el Heptano el 25% es decir, 0.1250 mol%, el Octano el 15% es decir, 0.0750 mol% y el Nonano el 10% es decir 0.005 mol%.
Saturar con agua...
Abre una ventana de diálogo para calcular la concentración molar de la saturación de vapor de agua a una condición base, expresada en temperatura (°F) y presión (psia), y luego se le asigna el valor de saturación calculado al componente Agua de la corriente seleccionada.
Limpiar...
Limpia el contenido del análisis cromatográfico de la corriente seleccionada. Vuelven a 0 mol% todos los componentes, previa confirmación.
Reorganizar...
Abre una ventana de diálogo para reorganizar el orden y disponibilidad de los componentes de cada norma internacional. Véase la interfaz Reorganizar.
Copiar composición
Copia la composición y datos de la corriente seleccionada a una memoria interna de Metano II.
Pegar composición
Pega la composición y datos almacenada en la memoria interna a la corriente actualmente seleccionada. Sólo se copiarán los componentes coincidentes.
Pegar desde Portapapeles
Pega todos los números en el Portapapeles de Windows a la composición, en el orden de visualización de los componentes.
Replicar
Cuando introduce por teclado una concentración, o normaliza, etc. se replica los valores en todos los componentes similares en todas las normas. Este opción presenta tres variantes: Desactivado - Función deshabilitada
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Metano II Concentración actual - Sólo la concentración que acaba de introducir.
Todas las concentraciones - Recomendada si va a calcular una composición entre varias normas.
Sección de normas Esta sección se encuentra ubicada en la parte derecha de Metano II© , y se disponen en forma de pestañas seleccionables. Las normas internacionales implementadas son las siguientes: ISO 6976-95 , GPA 2172-09 , ASTM D3588-98 (R11) , AGA 8-DC92 , ASTM D1945-14 , GPA 2145-16 , ASTM D1142-95 (R12) , EDE Peng-Robinson . Para calcular según el procedimiento de cualquier norma, primero seleccione la pestaña de la norma a calcular, luego introduzca los parámetros de entrada que aparecen y luego haga clic en el botón Calcular o presione la tecla F5. Vea la sección Normas en la Tabla de Contenidos de esta ayuda para mayores detalles de cada norma internacional. NOTA Las normas disponibles para el cálculo en Metano II© pueden variar según la licencia que se haya adquirido.
2.2 Configuración Esta ventana permite configurar los parámetros generales del software Metano II© . Ficha General
Directorios
Depuración
Reportes
Redondeo EDE PengRobinson
Descripción
Configura parámetros generales
Configura los directorios de trabajo
Configura los mensajes de depuración de cálculo
Configura opciones de los reportes generados
Configura el redondeo de los valores calculados
Configura opciones de EDE Peng-Robinson
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Metano II Las opciones de la configuración se guardan en un archivo denominado Metano2.ini en la carpeta donde se instaló la aplicación.
Ficha General La casilla Confirmar para cerrar sesión y terminar el sistema si está chequeada obliga al usuario a escribir la palabra SALIR al momento de cerrar Metano II©. La casilla Abrir el sistema en ventana maximizada si está chequeada maximiza la ventana de Metano II©. El campo 1 BTU = ? Julios especifica la equivalencia entre la unidad BTU y Julio. Se aplica para la conversión de unidades del poder calorífico volumétrico entre MJ/m³ y BTU/pie³. Para mayor información vea BTU y Julio . El botón Establecer permite guardar como Predeterminado el orden de aparición actual de las composiciones en todas las normas. Cuando se inicie otra sesión de Metano II se iniciará un nuevo trabajo y se configurará el orden de aparición de los componentes previamente guardado automáticamente. El campo Todas las concentraciones permite seleccionar el modo de replicación de las concentraciones entre las distintas normas. Sólo se replicará el valor de la concentración para los componentes que sean comunes en las normas o en algunas.
Ficha Directorios El campo Análisis especifica el directorio predeterminado donde se guardarán los archivos .met.
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Metano II El campo Importación especifica el directorio predeterminado donde están ubicados los archivos de tipo de origen, los cuales permiten interpretar los diversos archivos de textos planos con el fin de recuperar la información cromatográfica. El campo Registro de Eventos especifica el directorio predeterminado donde se guardarán los registros .log que son archivos textuales con información de la actividad interna de Metano II©. Generalmente se utiliza para encontrar errores de operación y cálculo.
Ficha Depuración La casilla Registrar Mensajes de Error de Operación si está chequeada indica que se registren en archivos .log los errores que surgen de la operación de Metano II©. La casilla Registrar Mensajes de Información si está chequeada indica que se registren en archivos .log los mensajes de información que Metano II muestra al usuario. Esta ficha se deberá utilizar con el fin de encontrar errores de operación y cálculo.
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Metano II
Ficha Reportes La casilla Mostrar los componentes con 0 mol% cuando está chequeado permite los componentes con 0 mol% se muestren en los reportes de análisis. La casilla Mostrar pie de firmas en los reportes de análisis cuando está chequeado permite que el texto especificado aparezca en los reportes de análisis. La casilla Mostrar pie de firmas como pie de página en hoja cuando está chequeado permite que el texto especificado aparezca en cada hoja de los reportes de análisis, en caso contrario, aparecerá en la última página. Además, se tienen dos fichas internas: Logotipo y Pie de Firmas. Ficha Reportes/Logotipo En la ficha Logotipo, se especifica el logotipo que se publicará en los reportes de análisis. El botón Cargar permite seleccionar el archivo de imagen en formato JPEG. No se hace ningún tratamiento de calidad y tamaño al logotipo, por lo que se recomienda el tamaño ideal de 400 de ancho por 80 de alto, en píxeles de pantalla. El botón Limpiar limpia el logotipo dejándolo en blanco.
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Metano II
Ficha Reportes/Pie de Firmas En la ficha Pie de Firmas, se especifica el texto para las firmas que aparecerá en los reportes de análisis. El campo Diseñe el pie de firma de los reportes de análisis especifica el texto a mostrar para las firmas.
Ficha Redondeo El campos descritos en esta ficha definen el nivel de redondeo para los parámetros listados.
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Metano II Después de configurar el redondeo, debe recalcular las normas para reflejar los cambios en los redondeos.
Ficha EDE Peng-Robinson La casilla Iniciar automáticamente MTD al abrir Metano II si está chequeada indica que el módulo MTD se activará cuando se inicie la aplicación Metano II© . El campo Tipo de cálculo del modelo Peng-Robinson permite seleccionar dos tipos de cálculo: Estándar y Extendido. Los campos Puntos de línea burbuja y rocío define los máximos puntos que se resolverá durante el cálculo del envolvente de fase.
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Metano II
2.3 Saturar con agua Esta acción permite calcular la concentración de saturación del agua desde la condición de saturación a una condición base. Existen dos métodos de cálculo de saturación disponibles. Una vez calculado el resultado, éste se transfiere a la composición y se renormaliza todo manteniendo fijo el valor de resultado encontrado. El método de saturación Wexler 1977 permite calcular la concentración de saturación a la condición base especificada.
El método de saturación IGT RB8 (IGT Report Bulletin #8) permite calcular la concentración de saturación desde una condición de saturación a una condición base personalizada.
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Metano II
Para acceder a esta ventana, haga clic derecho sobre la corriente seleccionada, luego aparecerá el menú contextual y haga clic en la opción Saturar con agua...
2.4 Importar composición Esta ventana permite importar la composición cromatográfica y otros valores de archivos textuales planos, generalmente generados por el software de algún cromatógrafo. El campo Archivo cromatográfico al hacer clic en la lupa permite seleccionar el archivo textual del cual se recuperarán los valores. El selector Tipo de Origen especifica que fuente de interpretación de datos se aplicará al archivo cromatográfico para importar. Los archivos de tipo de origen tiene la extensión .ini y deberán estar ubicados en el directorio de Importación en la ficha Directorios de la ventana Config....
Especificación del Tipo de Origen Los archivos .ini ubicados en el directorio de Importación especifican cómo interpretar los archivos cromatográficos para capturar los valores de composición y otros con el fin de trasladarlos a Metano II© , reduciendo de esta manera la probabilidad de errores en la transcripción manual de valores. Utilice esta especificación para crear sus propios tipos de origen. Luego guárdelos con extensión .ini en el directorio de Importación.
Sección [Config] Es la sección principal del archivo de tipo de origen, y configura cómo se tratará el proceso de importación.
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Metano II Parámetro Corriente
Descripción Define el nombre de la corriente. Define el tipo de posicionamiento para recuperar los valores. Existen 4 opciones:
TipoPos
ABS es para archivos textuales preparados para imprimirse. Significa que para cada componente se deberá suministrar la fila y columna y la cantidad de caracteres a tomar. TAB, COMA y TUBO son para archivos textuales cuyos valores están separados por tabulación, coma o tubo y que no tienen un diseño listo para imprimirse. Significa que para cada componente se deberá suministrar la fila y la posición de valor en dicha línea cuyos valores están separados por el carácter tabulación, coma o tubo (|).
SimboloDecimal
Define el carácter utilizado como símbolo decimal para los valores numéricos. Puede ser punto (.) o coma (,).
SimboloMiles
Define el tipo de símbolo para separación de miles en los valores. Puede ser punto (.) o coma (,). Si los valores no tienen separación de miles no incluye este parámetro.
CompararVal
Indica que si activa o desactiva la opción de comparar los valores de poder calorífico con los calculados por la norma internacional. Puede ser Si o No.
Sección [Caracterizacion] Es la sección donde se define la importación de la caracterización backflush. Parámetro
Descripción
IDComp
Define el número de componente desde donde se iniciará la caracterización backflush de la composición molar. Véase la tabla de componentes al final.
Fila
Define la fila donde se encuentra el valor de la caracterización.
Pos
Define la posición del valor en la fila. Veáse el parámetro TipoPos de la sección Config.
Cuenta
Define la cantidad de caracteres a tomar del valor. Se utiliza este parámetro si TipoPos es ABS.
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Metano II
Sección [Comp] Es la sección donde se definen los componentes a importar. La sección [Comp] debe ir acompañada de un contador creciente a lo largo del archivo de tipo de origen. Es decir, si se quieren importar tres componentes, el archivo de tipo de origen deberá contar con tres secciones: [Comp1], [Comp2], y [Comp3]. Parámetro
Descripción
IDComp
Define el número de componente a importar. Véase la tabla de componentes al final.
Fila
Define la fila donde se encuentra el valor del componente.
Pos
Define la posición del valor en la fila. Veáse el parámetro TipoPos de la sección Config.
Cuenta
Define la cantidad de caracteres a tomar del valor. Se utiliza este parámetro si TipoPos es ABS. Define el tipo de unidad del componente. Los valores a utilizar son: 1 = mol%, 2=ppm, 3=BTU/pc, 4=MJ/mc 5=Z 6=1/Z. Los valores 1 y 2 son para unidades de concentración molar, para IDComp del 1 al 99. Los valores 3 y 4 son para unidades de poder calorífico. Los valores 5 y 6 son para el tipo de factor de compresibilidad, que puede venir como Z o el recíproco de Z.
Unidad
Es un factor que multiplica al valor capturado. Puede servir para cambiar de unidad distinta a lo que especifica el parámetro Unidad. Si no es especifica este parámetro se asume 1.
Factor
Tabla de componentes Esta tabla es una referencia de los componentes de Metano II para la especificación del tipo de origen. IDComp
Componente
1
Metano
2
Etano
19
Metano II 3
Propano
5
isoButano
4
nButano
8
neoPentano
7
isoPentano
6
nPentano
9
nHexano
14
nHeptano
15
nOctano
16
nNonano
17
nDecano
41
Hidrógeno
42
Agua
43
SulfuroHidrógeno
46
MonóxidoCarbono
49
Helio
51
Argón
52
Nitrógeno
53
Oxígeno
54
DióxidoCarbono
101
Poder calorífico sup/seco base molar
102
Poder calorífico inf/sat base molar
103
Poder calorífico sup/seco base másica
104
Poder calorífico inf/sat base másica
105
Poder calorífico sup/seco base volumétrica
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Metano II 106
Poder calorífico inf/sat base volumétrica
107
Factor de compresibilidad
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Gravedad específica real ó Densidad relativa real
2.5 Reorganizar Esta ventana permite reorganizar en orden y disponibilidad los componentes de la corriente seleccionada. Cada norma internacional tiene una lista de componentes propios, y muchos de estos componentes son comunes entre todas las normas, como por ejemplo, los componentes parafinados (Metano al Nonano), y algunos inertes (Dióxido de carbono, Nitrógeno, Oxígeno). En la columna de la casilla ¿Incluir? permite indicar si ese componente estará disponible o no en la corriente.
Haga clic derecho sobre los componentes para mostrar el menú contextual con las opciones de reorganización.
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Metano II
El siguiente menú contextual es el que aparece cuando se hace clic derecho.
Opción
Descripción
Mover arriba
Mueve el componente seleccionado hacia arriba una posición.
Mover abajo
Mueve el componente seleccionado hacia abajo una posición.
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Metano II Marcar todos
Marca todos los componentes de la lista.
Desmarcar todos
Desmarca todos los componentes de la lista.
Invertir marcas
Invierte las marcas de los componentes de la lista. Si un componente está marcado, queda desmarcado; y viceversa.
Restaura el orden original de los componentes según Restaurar orden original lo establecido en la norma internacional seleccionada.
Marcar comps. comunes
Marca todos los componentes que son comunes entre todas las normas internacionales. Por ejemplo, todas los parafinados desde el Metano hasta el Decano, otros como Nitrógeno, Dióxido de carbono, Helio, Agua, etc.
3. Normas internacionales 3.1 Norma ISO 6976-95 La norma internacional ISO 6976-95, 2da edición del 01 de Diciembre de 1995, se refiere al cálculo de valores de poder calorífico y otras propiedades de gas natural, substitutos y otros combustibles gaseosos, cuando la composición del gas se determina en fracción molar. El alcance de la norma es el siguiente: Esta norma especifica los métodos para el cálculo de poder calorífico superior e inferior, densidad, densidad relativa e índice Wobbe de gases naturales secos, substitutos del gas natural y otros combustibles gaseosos fósiles, cuando se conoce la composición del gas en fracción mol. Los métodos proveen un medio para calcular las propiedades de la mezcla gaseosa a condiciones métricas de referencia comúnmente usadas. Los métodos de cálculo requieren valores de muchas propiedades físicas de los componentes puros; estos valores se proporcionan en tablas y se identifican sus fuentes. Estas son las condiciones base o referencia de la norma: Condiciones base (Medición/Combustión) 0°C / 0°C 0°C / 15°C 0°C / 25°C 15°C / 15°C 20°C / 20°C
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Metano II 20°C / 25°C Sobre la condición base de cálculo, se puede seleccionar las condiciones base de temperatura según la tabla de arriba. La presión base es fija en 101.325 kPa. Esta norma hace referencia al poder calorífico "superior" como sinónimo de otros calificadores como "alto", "total", y "bruto", de la misma manera que para el poder calorífico "inferior" sinónimo de "neto".
Para ver la tabla de datos de la norma, haga clic en el botón Tabla del panel superior de botones, ó consulte la sección de la Interfaz principal.
Interfaz de la norma ISO 6976-95
En el grupo Condición base, el campo Temperatura selecciona la temperatura de la condición base de referencia. El campo Sist. de unidades permite seleccionar el sistema de unidades del cálculo de la norma. Existen dos opciones: la opción U.S. Customary System se refiere al sistema de unidades americano con unidades como BTU, pie, libras, y la otra opción Système International d'Unités se refiere al sistema internacional con unidades como megajulios, metros, kilogramo. Las unidades de los valores y tablas de la norma están expresadas en el Sistema Internacional de Unidades, pero se provee la conversión al Sistema Americano para fines comparativos.
La tabla de datos de la norma y los cálculos se llevan a cabo en el Sistema Internacional, y si los resultados se especifican en el Sistema Americano se tomará como referencia el factor BTU-Julio para la conversión. Vea la sección Configuración para revisar el factor BTU-Julio que se aplicará. El campo Tipo de cálculo hace referencia a dos opciones de cálculo:
La opción Base Gas Analizado introduce a la norma toda la composición especificada en la corriente. Si la composición no contiene agua (0 mol%) se dice que el cálculo es en Base Gas Seco . Si la composición contiene agua menor a su concentración de saturación a la condición base se dice que el cálculo es en Base Gas Húmedo. La opción Base Gas Saturado calcula la concentración de saturación de agua según Wexler 1977, y la introduce a la composición desplazando a todos los otros componentes de manera proporcional. El poder calorífico y otros valores en condición saturada se calculan tomando en cuenta
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Metano II completamente los efectos del vapor de agua en el poder calorífico según describe el enfoque integral en el Anexo F, incisos F.2, F.3, F.4 de la norma. También se muestra, con propósitos de comparación, el poder calorífico saturado con el enfoque tradicional. A continuación se enumeran estos efectos cuando se toma en cuenta el enfoque integral: o Efecto del volumen excluido de la composición, al desplazar el vapor de agua a los otros componentes. o Efecto del calor latente de vaporización (entálpico) del vapor de agua. o Efecto del cambio en el factor de compresibilidad.
3.2 Norma GPA 2172-09 La norma internacional GPA 2172-09, adoptada como norma el año 1976 con su última revisión (3ra) de Enero del 2009, describe el método de cálculo en condición base a partir del análisis composicional del gas natural, de las siguientes propiedades: poder calorífico bruto, densidad relativa y factor de compresibilidad. También esta norma es parte de la colección API MPMS como Capítulo 14 Sección 5. El alcance de la norma es el siguiente: Presenta los procedimientos de cálculo, a condiciones bases a partir de composición, de las siguientes propiedades de mezclas de gas natural: poder calorífico bruto, densidad relativa (real e ideal), factor de compresibilidad y contenido teórico de líquidos de hidrocarburos que en EEUU se expresa típicamente en GPM, la abreviación para galones de líquidos por millar de pié cúbico de gas. El cálculo riguroso del efecto del agua en éstos cálculos es complicado. Debido a que esta norma se relaciona principalmente a la transferencia de custodia, el efecto del agua descrito es un cálculo contractual aceptable. El Anexo A de esta norma contiene una investigación detallada del efecto del agua y las derivaciones detalladas de las ecuaciones presentadas en la norma. Los procedimientos de cálculos utilizan los factores de la norma GPA 2145 del 2009, pero se recomienda utilizar la última versión en aplicaciones de transferencia de custodia. El método de cálculo es tabular, ya no es un cálculo de algoritmo, como la versión de 1986, escrito en código Fortran 77. Sobre la condición base de cálculo, la temperatura base es fija en 60 °F. La presión base es 14.696 psia y se puede hacer cálculos en otras presiones. El poder calorífico reportado es el poder calorífico bruto, conocido como "superior", ó "alto". Esta norma no calcula el poder calorífico neto ó "inferior". Si la composición contiene agua, ésta se llama agua espectador , y su poder calorífico no contribuye al poder calorífico bruto de la mezcla.
Para ver la tabla de datos de la norma, haga clic en el botón Tabla del panel superior de botones, ó consulte la sección de la Interfaz principal.
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Metano II
Interfaz de la norma GPA 2172-09
En el grupo Condición base, el campo Temperatura es fijo en 60 °F, y el campo Presión especifica la temperatura de la condición base. La casilla de verificación Agua espectador con PC bruto = 0 BTU/pie³ indica (cuando está seleccionada) que el poder calorífico del agua no contribuye al poder calorífico bruto de la mezcla gaseosa. El campo Sist. de unidades permite seleccionar el sistema de unidades del cálculo de la norma. Existen dos opciones: la opción U.S. Customary System se refiere al sistema de unidades americano con unidades como BTU, pie, libras, y la otra opción Système International d'Unités se refiere al sistema internacional con unidades como megajulios, metros, kilogramo. El campo Tipo de cálculo hace referencia a dos opciones:
La opción Base Gas Analizado introduce a la norma toda la composición especificada en la corriente. Si la composición no contiene Agua (0 mol%) se dice que el cálculo es en Base Gas Seco . Si la composición contiene agua menor a su concentración de saturación a la condición base se dice que el cálculo es en Base Gas Húmedo. Según el concepto de la norma, el agua espectador no contribuye al poder calorífico bruto de la mezcla gaseosa. La opción Base Gas Saturado calcula la concentración de saturación de agua según Wexler 1977, y la introduce a la composición desplazando a todos los otros componentes de manera proporcional. Según el concepto de la norma, el agua espectador no contribuye al poder calorífico bruto de la mezcla gaseosa.
El campo Factores GPA 2145 permite seleccionar la versión de los factores termodinámicos de los componentes puros, de los cuales se toman los datos para el cálculo. La versión 2009 es la que se publica en la norma, pero se recomienda la última versión para aplicaciones de transferencia de custodia. El campo Cálculo de Z permite seleccionar 3 opciones para el cálculo del factor de compresibilidad:
La opción Factor de sumación (GPA 2145) calcula Z a partir del factor de sumación especificada para cada componente en la norma GPA 2145. La opción Ecuación virial (riguroso) calcula Z a partir las ecuaciones 7 y 8 del inciso 7.3 (pág. 7). Los coeficientes de la ecuación virial se toman de la Tabla 3 (pág. 10). La opción AGA8 Detallado calcula Z según la norma AGA8-92DC.
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Metano II
La tabla de datos de la norma y los cálculos se llevan a cabo en el Sistema Internacional, y si los resultados se especifican en el Sistema Americano se tomará como referencia el factor BTU-Julio para la conversión. Vea la sección Configuración para revisar el factor BTU-Julio que se aplicará.
3.3 Norma ASTM D3588-98 (R11) La norma internacional ASTM D3588 aprobada originalmente en 1998, con reaprobación del 1 de noviembre de 2011, especifica los procedimientos de cálculo del propiedades del gas natural como por ejemplo poder calorífico, densidad relativa, y factor de compresibilidad a la condición base de 14.696 psi y 60 °F. El alcance de la norma es el siguiente: Esta norma cubre los procedimientos para calcular poder calorífico, densidad relativa, y factor de compresibilidad a condiciones base (14.696 psia y 60 °F (15.6 °C)) para mezclas de gas natural desde el análisis composicional. Se aplica a todos los tipos de combustibles gaseosos utilitarios, por ejemplo, gas natural seco, gas reformado, gas de petróleo (Btu alto y bajo), propano-aire, gas de agua enriquecido, gas de coque, gas de carbón de retorta, para los cuales se disponen los métodos adecuados de análisis. Sobre la condición base de cálculo, la temperatura base es fija en 60 °F. La presión base es 14.696 psia y se puede hacer cálculos en otras presiones. En la pág. 3 se publica las propiedades de los componentes puros de la norma GPA 2145 del año 1989, pero se recomienda utilizar la versión más reciente para aplicaciones de transferencia de custodia.
Para ver la tabla de datos de la norma, haga clic en el botón Tabla del panel superior de botones, ó consulte la sección de la Interfaz principal.
Interfaz de la norma ASTM D3588-98 (R11)
En el grupo Condición base, el campo Presión especifica la presion de la condición base. El campo Sist. de unidades permite seleccionar el sistema de unidades del cálculo de la norma. Existen dos opciones: la opción U.S. Customary System se refiere al sistema de unidades americano con unidades como BTU, pie, libras, y la otra opción Système International d'Unités se refiere al sistema internacional con unidades como megajulios, metros, kilogramo.
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Metano II
La tabla de datos de la norma y los cálculos se llevan a cabo en el Sistema Americano, y si los resultados se especifican en el Sistema Internacional se tomará como referencia el factor BTU-Julio para la conversión. Vea la sección Configuración para revisar el factor BTU-Julio que se aplicará. El campo Tipo de cálculo hace referencia a dos opciones de cálculo:
La opción Base Gas Analizado introduce a la norma toda la composición especificada en la corriente. Si la composición no contiene Agua (0 mol%) se dice que el cálculo es en Base Gas Seco . Si la composición contiene agua menor a su concentración de saturación a la condición base se dice que el cálculo es en Base Gas Húmedo .
La opción Base Gas Saturado calcula la concentración de saturación de agua según Wexler 1977, y la introduce a la composición desplazando a todos los otros componentes de manera proporcional. El poder calorífico y otros valores en condición saturada se calculan sólo como definición para aplicaciones de transferencia custodia, excluyendo el efecto del volumen de agua de la composición, según el enfoque tradicional, haciendo uso de la ecuación 16 del inciso 7.9.1. de la norma.
El campo Factores GPA 2145 permite seleccionar la versión de los factores termodinámicos de los componentes puros, de los cuales se toman los datos para el cálculo.
3.4 Norma AGA 8-92DC La norma internacional AGA 8-92DC, 2da edición de Noviembre de 1992, también publicados por los organismos normativos API, GRI y GERG, describe una información detallada para el cálculo computacional preciso de los factores de compresibilidad, supercompresibilidad, y densidad del gas natural y otros gases hidrocarburíferos; también describe la estimación de la incertidumbre de cálculo y un listado de código en Fortran 77. El alcance de la norma es el siguiente: Esta norma presenta una información detallada para el cómputo preciso de los factores de compresibilidad y densidades del gas naturales y otros gases de hidrocarburos, estimaciones de cálculo de incertidumbre y listados de programas de computación en Fortran. Las aplicaciones para cómputos de otras propiedades se sumarizan pero están fuera del alcance de este reporte. El sufijo "DC" de la norma hace referencia al método de cálculo detallado (Detailed Characterization), el cual describe con precisión el comportamiento de la presión-temperaturadensidad en fase gaseosa de las mezclas de gas natural y los componentes puros sobre un amplio rango de condiciones. Se requiere introducir a la norma las condiciones base de referencia y la condiciones base de proceso, operación o flujo.
Para ver la tabla de datos de la norma, haga clic en el botón Tabla del panel superior de botones, ó consulte la sección de la Interfaz principal.
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Metano II
Interfaz de la norma AGA 8-92DC
En el grupo Condición base, el campo Temperatura especifica la temperatura de la condición base de referencia, el campo Presión especifica la presión de la condición base de referencia. En el grupo Condición de proceso, el campo Temperatura especifica la temperatura de la condición de proceso de referencia, el campo Presión especifica la presión de la condición de proceso de referencia. La casilla Mostrar historial permite adjuntar al reporte el detalle de cálculo en dos niveles: Básico y Avanzado. Todas las unidades de condiciones de referencia están en el Sistema Americano.
3.5 Norma ASTM D1945-14 La norma internacional ASTM D1945 con edición aprobada del 1 de Noviembre de 2014, describe el método de prueba para la determinación de la composición química de los gases naturales y mezclas gaseosas similares para un rango composicional específico. Es muy utilizada en los procesos de calibración cromatográfica para validar los resultados de los cromatógrafos. El alcance de la norma es el siguiente: Esta norma cubre la determinación de la composición química de gases naturales y mezclas gaseosas similares dentro del rango de composición de la Tabla 1. Se puede abreviar este método para análisis de gas natural pobre que contiene cantidades bajas de hexano e hidrocarburos pesados, o para la determinación de uno o más componentes, conforme se requiera. Tabla 1 - Componentes del Gas Natural y Rango de Composición cubierto
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Metano II
Esencialmente la norma detalla una especificación completa para la configuración del equipo cromatográfico y el método de cálculo de área de picos y concentración. En un examen estadístico de prueba interlaboratorio sobre muestras gaseosas de calidad de transporte a 38 MJ/m³ (1000 BTU/pie³), la norma establece los límites máximos para los niveles de reproducibilidad y repetitividad de las calibraciones de los cromatógrafos. Rango de Precisión para Repetibilidad 0.0 a 0.09
0.01
0.1 a 0.90
0.04
1.0 a 4.90
0.07
5.0 a 10.0
0.08
> 10
0.10
Rango de Precisión para Reproducibilidad 0.0 a 0.09
0.02
0.1 a 0.90
0.07
1.0 a 4.90
0.10
5.0 a 10.0
0.12
> 10
0.15
Si bien los límites establecidos para reproducibilidad y repetitividad son a 2 decimales, se puede especificar hasta 4 decimales para la comparación de las diferentes composiciones.
Para ver la tabla de datos (rango composicional) de la norma, haga clic en el botón Tabla del panel superior de botones, ó consulte la sección de la Interfaz principal.
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Metano II
Interfaz de la norma ASTM D1945-14
El campo Lugar y Fecha describe el lugar y fecha de la calibración cromatográfica. El campo Equipo Cromatógrafo describe la marca, modelo y nro. serial del equipo cromatográfico a calibrar. El campo Datos del Gas Patrón describe el nro. de marca del fabricante, certificado de composición del gas patrón, nro. de cilindro, fecha de caducidad, etc. El campo Concentración a n decimales define la cantidad de decimales sobre las que se evaluará la precisión para reproducibilidad y repetitividad. En el grupo Corrientes a comparar, el campo Patrón selecciona la corriente para reproducibilidad que corresponde a la composición del gas patrón. El campo Corrida 1 selecciona la composición para reproducibilidad con el patrón o para repetitividad como 1er corrida, y el campo Corrida 2 selecciona la composición para repetividad como 2da corrida. En el grupo de botones Modo de operación selecciona el tipo de evaluación que se realizará. Si se especifica la opción Reproducibilidad & Repetividad se deberán seleccionar las corrientes Patrón, Corrida 1 y 2 en el grupo Corrientes a comparar. Si se especifica la opción Reproducibilidad (Patrón-Corr. 1), se deberán seleccionar las corrientes de Patrón y Corrida 1. Si se especifica la opción Repetitividad (Corr. 1-2), se deberán seleccionar las corrientes de Corrida 1 y 2.
3.6 Norma GPA 2145-16 La norma internacional GPA 2145 con última revisión del año 2016, adoptada originalmente el año 1942, publica las tablas de constantes físicas para los hidrocarburos y otros componentes de interés para la industria del gas natural. La versión 2016 ahora incluye los componentes de análisis extendidos del gas natural reportados en la Publicación Técnica 17 (GPA TP17). El alcance de la norma es el siguiente: Esta norma provee a la industria de procesamiento del gas una compilación conveniente de valores numéricos autoritativos para hidrocarburos y otros componentes del gas natural y líquidos del gas natural además de otros componentes de interés para la industria. Las propiedades físicas seleccionadas son aquellas consideradas las más valiosas para el cálculo analítico y de ingeniería. La mayoría de las propiedades están basadas sobre dos Base de datos de Referencia Estándar de la NIST: las Web Thermo Tables (NIST SRSD-3), y la Reference Thermodynamic and Transport Properties Database, REFPROP 9.1 (NIST SRD-23). Se ha actualizado el proceso de revisar esta y futuras revisiones de la GPA 2145. Los valores actuales serán usados para todas las revisiones subsecuentes, excepto cuando una nueva
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Metano II ecuación de estado (EDE) sea aceptada o confirmada, o cuando mediciones corroboradas y mejoradas estén disponibles. En estas situaciones, los siguientes puntos determinan cuando se llevarán a cabo los cambios. a) Si cualquier propiedad para un componente caiga fuera de la incertidumbre de la nueva EDE o medición corroborada, todas las propiedades para aquel componente serán actualizadas. b) Si todos los valores existentes para un componente caigan dentro de la incertidumbre de la nueva EDE o medicion corroborada, no se hará ningún cambio. En Metano II© se dispone de 3 servicios de cálculo: 1. Interfaz de Líquidos y propiedades, a partir de los análisis composicionales, se hacen los cálculos de líquidos de hidrocarburos para la composición cromatográfica, y también se calculan otros valores de interés como: poder calorífico bruto y neto ideal y real a 60°F, 14.696 psi, masa molar, factor de compresibilidad, punto de ebullición y congelamiento, presión de vapor, gravedad API, temperatura y presión crítica, mezcla de combustión aire/gas, límites de flamabilidad, número de octanos. 2. Interfaz de Extracción de líquidos, mediante una configuración de 1 o 2 corrientes de alimento y 1 corriente residual con sus respectivos flujos o caudales, se puede estimar los líquidos GLP y Gasolina extraídos, y también se indica el grado de eficiencia de los procesos de licuefacción de hidrocarburos. 3. Interfaz de Conversión, permite convertir unidades de líquidos y flujos típicas en el tratamiento de extracción de líquidos.
Para ver la tabla de datos de la norma, haga clic en el botón Tabla del panel superior de botones, ó consulte la sección de la Interfaz principal.
Interfaz de la norma GPA 2145-16, Líquidos y propiedades
En el grupo Caudales, los campos Corr1 a Corr3 especifican los caudales del proceso en la unidad seleccionada. El campo Unidad de caudal selecciona la unidad física para el caudal de las corrientes. El campo Unidad de capacidad selecciona la unidad física para mostrar el resultado de los líquidos extraíbles calculados. El campo Factores GPA 2145 selecciona la versión de factores GPA 2145, ya sea del año 2016, 2009 ó 2000.
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Metano II
Interfaz de la norma GPA 2145-16, Extracción de líquidos
En el grupo Caudales, los campos Alimento1, Alimento2, y Residuo seleccionan las corrientes alimentos y residual y sus respectivos caudales en las unidades mostradas al lado derecho. El campo Unidad de caudal selecciona la unidad física para el caudal de las corrientes. El campo Unidad de capacidad selecciona la unidad física para mostrar el resultado de los líquidos extraíbles calculados. El campo Factores GPA 2145 selecciona la versión de factores GPA 2145, ya sea del año 2016, 2009 ó 2000. El campo Tipo de análisis selecciona el tipo de análisis a realizar sobre líquidos. Las opciones son: GLP / Gasolina, GLP, Gasolina.
Interfaz de la norma GPA 2145-16, Conversión
Se tienen dos grupos de campos: el grupo Líquidos muestra los campos de las unidades de líquidos, y el grupo Flujo muestra los campos de flujo o caudal. Especifique un valor en cualquiera de los campos y presione el botón Calcular o la tecla F5 para convertir automáticamente a las otras unidades de su grupo.
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Metano II
3.7 Norma ASTM D1142-95 (R12) La norma internacional ASTM D1142 de edición del año 1995, originalmente aprobada el año 1950 con última reaprobación del 1 de Noviembre de 2012, describe el método de prueba para la determinación del contenido de vapor de agua en combustibles gaseosos a través de la medición de la temperatura de punto de rocío y el cálculo del contenido de vapor de agua a partir de la temperatura de punto de rocío. El alcance de la norma es el siguiente: Esta norma cubre la determinación del contenido de vapor de agua de los combustibles gaseosos por la medición de la temperatura de punto de rocío y el cálculo a partir de allí del contenido de vapor de agua. La norma implementa dos modelos para estimar el contenido de vapor de agua y la temperatura de punto de rocío de agua. Las Tablas Críticas Internacionales y la Correlación de Bukacek son para el cálculo de contenido de vapor de agua, y la Correlación de Bukacek (inversa) es para el cálculo de temperatura de punto de rocío de agua. Los límites de cálculo para obtener el contenido de vapor de agua son los siguientes:
Modelo de Cálculo
Rango de Temperatura de Punto de Rocío
Rango de Presión
Condiciones Base
Tablas Críticas Internacionales
0.00 a 100.00 °F -17.77 a 37.77 °C
< 100 psia
Presión y Temperatura
Correlación de Bukacek
-40.00 a 460.00 °F -40.00 a 237.77 °C
< 5000 psia
Presión, Temperatura y Compresibilidad
El resultado del contenido de vapor de agua se expresa en las 4 unidades típicas:
Parte por millón de volumen (ppmv) Porcentaje de mol (mol %) Libra por millón de pie cúbico (lb/mmpie³) Miligramo por metro cúbico (mg/m³)
Por otro lado, en Metano II© se dispone de 4 servicios distintos para la norma ASTM D114295 (R12). 1. Interfaz de Cromatografía, requiere la composición cromatográfica para calcular el factor de compresibilidad según la norma AGA8-92DC y calcula la temperatura de punto de rocío. 2. Interfaz de Cálculo directo, calcula directamente el contenido de vapor de agua proveyendo la temperatura de punto de rocío y presión de operación, y viceversa, calcula directamente la temperatura de punto de rocío proveyendo el contenido de
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Metano II vapor de agua y presión de operación. 3. Interfaz de Conversión, permite convertir el contenido de vapor de agua entre las 4 unidades comunes que se manejan. 4. Interfaz de Generador de curvas, permite generar hasta tres curvas de temperatura de punto de rocío en un rango de presión de operación, con el fin de hacer análisis de tendencia.
Para ver la tabla de datos de la norma, haga clic en el botón Tabla del panel superior de botones, ó consulte la sección de la Interfaz principal.
Interfaz de la norma ASTM D1142-95 (R12), Cromatografía
En el grupo Presión de corrientes, los campos Corr1 a Corr3 especifican la presión de operación de las corrientes. En el grupo Condición base, el campo Temperatura especifica la temperatura de condición base en °F, el campo Presión especifica la presión de condición base en psi; además se indica que el factor de compresibilidad se obtendrá automáticamente por medio de la norma AGA8-92DC.
Interfaz de la norma ASTM D1142-95 (R12), Cálculo directo
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Metano II En el grupo de botones Tipo de cálculo especifica el tipo de cálculo a ejecutarse. Hay dos opciones: Contenido de vapor de agua y Punto de rocío de agua. El campo Método de cálculo selecciona el tipo de método a emplearse, cuando el tipo de cálculo es contenido de vapor de agua, se habilitan dos opciones de método: Correlación de Bukacek, y las Tablas Críticas Internacionales; cuando el tipo de cálculo es punto de rocío de agua se habilita sólo un método: Correlación de Bukacek. El campo Punto de rocío de agua especifica el punto de rocío de agua como parámetro de entrada, en unidades °F, °C, K, R. Este campo se habilita cuando el tipo de cálculo seleccionado es Contenido de vapor de agua. El campo Contenido de vapor de agua especifica el contenido de vapor de agua como parámetro de entrada, en unidades ppmv, mol%, lb/mmpie³, mg/m³. Este campo se habilita cuando el tipo de cálculo seleccionado es Punto de rocío de agua. El campo Presión absoluta de flujo especifica la presión de operación como parámetro de entrada, en unidades psi, KPa, MPa, Kg/cm², bar. En el grupo Condición base, el campo Temperatura especifica la temperatura de condición base en °F, el campo Presión especifica la presión de condición base en psi, el campo Compresibilidad especifica el factor de compresibilidad de condición base.
Interfaz de la norma ASTM D1142-95 (R12), Conversión
Se tienen cuatro campos de contenido de vapor de agua en distintas unidades. Especifique un valor en cualquiera de los campos y presione el botón Calcular o la tecla F5 para convertir automáticamente a las otras unidades.
Interfaz de la norma ASTM D1142-95 (R12), Generador de Curvas
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Metano II
En el grupo Rango de presión especifica el rango de presión que se utilizará. En el grupo Contenido de vapor de agua especifica el contenido de vapor de agua de cada una de las curvas. Los campos con valor cero no producirán curvas en el gráfico. En el grupo Condición base, el campo Temperatura especifica la temperatura de condición base en °F, el campo Presión especifica la presión de condición base en psi, el campo Compresibilidad especifica el factor de compresibilidad de condición base. El campo Punto de rocío de agua selecciona la unidad en que se producirá el cálculo de la temperatura de punto de rocío de agua.
3.8 EDE Peng-Robinson La ecuación de estado Peng-Robinson es una ecuación cúbica construida a partir de la ecuación básica de van der Waals. Fue desarrollada en la década del 70 por Ding-Yu Peng y Donald Baker Robinson. Ding-Yu Peng era alumno de doctorado del Prof. Donald Robinson en la Universidad de Calgary, Canadá. Este trabajo investigativo fue apadrinado por la Junta Canadiense de Energía (Canadian Energy Board) para solucionar específicamente sistemas de gas natural. Finalmente en 1976 se publicó este trabajo. La ecuación Peng-Robinson se diseñó para satisfacer las siguientes metas: 1. Los parámetros se expresen en términos de propiedades críticas y el factor acéntrico 2. El modelo debe proveer una exactitud razonable cerca del punto crítico, particularmente para los cálculos del factor de compresibilidad y densidad de líquido 3. Las reglas que se mezclan no debe emplear más que los parámetros de interacción binarios, los cuales deben ser independiente de la temperatura, presión y composición 4. La ecuación debe ser aplicable a todos los cálculos de propiedades de fluidos en procesos del gas natural. Gran parte de la ecuación Peng-Robinson muestra un desempeño similar a la ecuación Soave, aunque es generalmente superior en la predicción de las regiones críticas de fase y de densidades de líquido de cualquier material, especialmente los no polares (ejem. las moléculas carbonadas) por lo que es muy aplicada en la industria petrolera del gas natural. La ecuación Peng-Robinson se expresa en los siguientes términos:
37
Metano II
Los coeficientes empíricos a y b y el factor a vienen de las siguientes relaciones, dependiente de la presión y temperatura crítica y el factor acéntrico:
dónde
Además,
w es el factor acéntrico del compuesto.
En Metano II© , la ecuación de estado Peng-Robinson permite encontrar la envolvente de fase de una mezcla gaseosa, esto es, la línea burbuja y la línea de rocío. Además, encuentra el punto crítico del sistema, los puntos críticos de condensación en temperatura y presión (cricondentherm y cricondenbar), y calcula del punto de rocío a determinadas presiones.
Interfaz de la EDE Peng-Robinson, Datos de Entrada
La casilla Generar Envolvente de Fase permite calcular los puntos de la línea de burbuja y de rocío las cuales describen la envolvente de fase de la corriente seleccionada. La envolvente de fase se desplegará en la siguiente ficha Envolvente de Fases. La casilla Resolver Puntos Críticos permite calcular los puntos críticos vapor-líquido de la corriente. Un punto crítico de un sistema es una condición donde claramente el estado vapor y líquido no se pueden distinguir. La casilla Cricondenbara permite calcular presión crítica de condensación de la corriente. La casilla Cricondenterma permite calcular temperatura crítica de condensación de la corriente.
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Metano II El grupo Flash a presión fija permite especificar hasta 4 presiones para conocer el punto de rocío. El campo Sist. de unidades permite seleccionar las unidades de temperatura y presión con las que se desea trabajar. Los botones permiten cerrar e iniciar el motor MTD que es necesario para realizar los cálculos termodinámicos. Si no está activo el motor MTD al momento de hacer un cálculo, éste automáticamente se iniciará.
Interfaz de la EDE Peng-Robinson, Envolvente de Fases
Las casillas Corriente1 al 3 permiten mostrar u ocultar la envolvente de fase de la corriente. Los botones de manipulación del gráfico permite realizar todo tipo de zoomeado, recorrido de líneas, copiado y guardado e impresión. NOTA El motor de cálculo de Metano II© está basado en las librerías de Prode Properties (www.prode.com)
4. ¿Sabías qué...? 4.1 Poder calorífico El poder calorífico del gas natural es la energía liberada como calor de combustión cuando el combustible fósil combustiona con el oxígeno bajo una condición estándar (presión y temperatura establecida). Actualmente la comercialización del gas natural se define por su poder calorífico en vez del volumen. De ahí que el entendimiento y aplicación de esta propiedad es muy importante para los diversos procesos comerciales del gas natural. La expresión del poder calorífico se caracteriza por los siguientes aspectos:
1. Según el estado del agua de combustión , se denomina poder calorífico superior o inferior (bruto o neto).
39
Metano II 2. Según la cantidad de gas quemado , se denomina poder calorífico volumétrico (sobre m³ o pie³), másico (sobre Kg o lb), molar (sobre mol).
3. Según la cantidad de agua en el agua presente en el gas natural , se denomina poder calorífico saturado (con agua de saturación, es hipotético), seco (sin agua, es hipotético), húmedo (con agua naturalmente presente, es más realista).
Poder calorífico según el estado del agua de combustión La ecuación básica de la combustión del gas natural es la siguiente: Gas natural + Oxígeno = Dióxido de carbono + Agua + Calor liberado Si el gas natural contiene moléculas de azufre, la reacción de combustión producirá dióxido sulfúrico, entonces se puede definir así: Gas natural con componente sulfurados + Oxígeno = Dióxido de carbono + Dióxido sulfúrico + Agua + Calor liberado Los compuestos a la derecha de la ecuación se conocen como productos de combustión, los cuáles se forman a partir de la reacción en el fuego. El poder calorífico medido cuando el agua de combustión permanece en estado líquido se conoce como superior o bruto , y cuando permanece en estado vapor, se conoce como inferior o neto. El poder calorífico superior o bruto será mayor que el inferior o neto por la entalpía ideal de la vaporización del agua. Veáse el siguiente gráfico para comprender los conceptos:
40
Metano II
Poder calorífico según la cantidad de gas quemado El poder calorífico puede expresarse en tres tipos de cantidad de gas quemado. Sistema americano
Sistema internacional
molar
BTU / mol
KJ ó MJ / mol
másico
BTU / lb
KJ ó MJ / Kg
BTU / pie³
KJ ó MJ / m³
Cantidad de gas
volumétrico
La base volumétrica es la unidad común para los contratos de compra y venta. Sin embargo, para cálculos de ingeniería se utilizan todas.
Poder calorífico según la cantidad de agua presente en el gas natural Es necesario repasar a priori sobre los distintos tipos de agua presentes en la combustión del gas natural:
1. Antes de la combustión, el gas natural trae agua en forma de vapor del reservorio y
que se deshidrata a niveles aptos para el transporte. Este vapor de agua antes de la combustión se denomina "agua espectador" según la norma ASTM D3588-98 (R11). 2. Antes de la combustión, el aire que se quema también tiene agua en forma de vapor. 3. Durante la combustión, la reacción libera agua, esto se conoce como producto de combustión. Esto es, si aún el gas natural y el aire estuvieran absolutamente secos, la reacción de combustión produciría agua de combustión. La energía que técnicamente esta "agua espectador" tiene, podría o no aportar al valor calorífico bruto del gas. Por tanto, de esta situación se derivan dos enfoques de cálculo del poder calorífico húmedo y saturado:
1. El enfoque tradicional, propugnado por la norma ASTM D3588-98 (R11) y GPA
2172-09, establece que esta agua no aporta ningún valor calorífico sino sólo el agua producto de la reacción de combustión. El "agua espectador" tiene un efecto de condensación pero no aporta su energía (entalpía de vaporización). 2. El enfoque integral, propugnado por la norma ISO 6976-95, establece que el vapor de agua presente en el gas natural aporta su poder calorífico al gas juntamente con el agua producto de la reacción de combustión, es decir, ambas aguas se condensan y quedan en estado líquido. La norma ISO 6976-95 establece que el enfoque integral es el tratamiento más lógicamente consistente para el "agua espectador". Entonces, se debe tomar en cuenta sus efectos sobre el valor calorífico bruto y el factor de compresibilidad del gas. La diferencia de poder calorífico bruto resultante entre estos dos enfoques está en el orden de 0.05% a 0.15% siendo el enfoque integral el valor mayor.
41
Metano II El tratamiento del vapor de "agua espectador" para el cálculo de las propiedades del gas natural da lugar a tres tipos de bases de cálculo del gas natural: 1. 2. 3.
una composición del gas natural sin vapor de agua resulta en un poder calorífico superior o inferior en base gas seco. una composición del gas natural con vapor de agua real resulta en un poder calorífico superior o inferior en base gas de análisis. una composición del gas natural con vapor de agua saturada resulta en un poder calorífico superior o inferior en base gas saturado.
Para todos los casos, el cálculo de poder calorífico de las normas internacionales asume una composición ideal del aire, el cual no contiene vapor de agua. La composición ideal del aire es: Nitrógeno 78.102%, Oxígeno 20.946%, Argón 0.916%, Dióxido de carbono 0.033%, Neón 0.001% y otras trazas. Se recomienda la lectura del Anexo F de la norma ISO 6976-95, o los Apéndices X1 y X2 de la norma ASTM D3588-03 o el Anexo A inciso 3 de la norma GPA 2172-09 para mayores detalles del efecto del vapor de agua en el poder calorífico bruto.
4.2 Relación de BTU y Julio La conversión del poder calorífico volumétrico entre las unidades MJ/m³ y BTU/pie³ requiere que se especifique una equivalencia entre BTU y Julio a fin de establecer una referencia que garantice la consistencia de conversiones entre estas unidades de flujo energético. Por definición conceptual, el BTU es el calor necesario para elevar la temperatura de una libra de agua en un grado Fahrenheit, generalmente desde 60 °F a 61 °F, a una presión constante de una atmósfera (1 atm). Al igual que la unidad de la caloría, existen discrepancias sobre qué temperatura del agua asumir como base. Aquí se presenta una tabla comparativa con las diversas equivalencias entre BTU y Julio utilizadas en el mundo, con distintas temperaturas de base. Temperatura de base
1 BTU en Julios
Nota explicativa
39 °F
º 1059.670
usa el valor de caloría del agua en su máxima densidad (4 °C).
promedio
» 1055.870
usa el valor promedio de caloría del agua desde 0 a 100 °C.
º 1055.05585262
Es la equivalencia de BTU más utilizada, usa el valor de caloría de la International Steam Table (IT), que se definió en la 5ta Conferencia Internacional sobre las Propiedades del Vapor de Agua (Londres, Julio de 1956) que es exactamente 4.1868 J.
IT
42
Metano II
º 1055.056
Basado en la norma ISO 31-4 parte 4, sobre Calor en el apéndice A. Este valor utiliza la caloría de la IT y se redondea a una exactitud realista.
59 °F
º 1054.804
Principalmente de uso en Estados Unidos. Utiliza la caloría a 15 °C, que es exactamente 4.1855 J (Comité Internacional de 1950; PV, 1950, 22, 79-80)
60 °F
» 1054.680
Principalmente de uso en Canadá.
63 °F
» 1054.600
termoquímico
º 1054.35026444
ISO
Utiliza la caloría termodinámica que es exactamente 4.184 J.
Fuente: Wikipedia.org
IMPORTANTE Seleccione una equivalencia de referencia entre BTU y Julio y especifíquelo en Metano II© con el fin de justificar las conversiones entre las unidades de poder calorífico volumétrico. Para ello haga clic en el botón Config... y luego en la opción Generales. Para mayor información véase Interfaces / Configurar .
4.3 Los componentes de corriente Los componentes de las corrientes en Metano II© son muy diversos. Cada norma internacional tiene sus propios componentes para los cuales se han especificado sus características físicas, químicas o de factores de cálculo. Metano II© tiene la capacidad de trabajar con todos los componentes que brindan las normas internacionales. A estos componentes se los llama "componentes originales". Pero entre todas las normas, hay componentes que son similares a los cuales se los denomina "comunes" lo que permite una comparación de resultados y replicación de concentración entre normas afines. Estos componentes similares son todos los parafinados desde Metano hasta Decano, el Dióxido de carbono, el Nitrógeno, el Oxígeno, el Sulfuro de hidrógeno, el Agua, y el Helio.
Crear un nuevo trabajo de cálculo Para crear un nuevo trabajo de cálculo en Metano II© haga clic en el botón Nuevo del panel de botones, y se abrirá un menú contextual. La opción con Componentes Predeterminados creará un nuevo trabajo de cálculo con los componentes predeterminados cuando presionó el botón Establecer de la ventana de
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Metano II Configuración. Si no hay componentes previamente predeterminados se tomarán en cuenta los componentes originales. La opción con Componentes Comunes creará un nuevo trabajo de cálculo con los componentes comunes entre todas las normas internacionales. La opción con Componentes Originales creará un nuevo trabajo de cálculo con los componentes originales de cada norma internacional. Para saber qué componentes tiene cada norma, haga clic en el botón Tabla del panel de botones.
4.4 Glosario técnico AGA American Gas Association Asociación Americana del Gas API American Petroleum Institute Instituto Americano del Petróleo ASTM Sociedad Americana para Pruebas y Materiales CEN Commitée Européen pour la Normalization Comité Europeo para la Normalización Contenido de vapor de agua saturado Es la concentración de vapor de agua de una mezcla gaseosa que está en equilibrio con una fase líquida de agua pura que está saturada con la mezcla gaseosa. Cuando el gas que contiene el vapor de agua se encuentra en la temperatura de punto de rocío, se dice que está saturado a la presión existente. Composición cromatográfica saturada Es la composición cromatográfica, en mol%, a la cual se le ha agregado la composición molar de saturación del vapor de agua a condiciones referenciales de presión y temperatura. Todos los otros componentes deben ajustarse proporcionalmente de tal forma que la composición de saturación se mantenga como tal. Cuando se calcula el poder calorífico de una mezcla gaseosa saturada en vapor de agua se dice que es el poder calorífico saturado calculado mediante el método integral. Cricondenbara En un diagrama de envolvente de fase es un punto tangencial de la máxima presión, por
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Metano II encima de la cual no hay formación de gas por función de la temperatura. Viene del inglés Critical condensation bar (= presión) que es igual a presión crítica de condensación. Cricondenterma En un diagrama de envolvente de fase es un punto tangencial de la máxima temperatura, por encima de la cual no hay formación de líquido por función de la presión. Viene del inglés Critical condensation therm (= temperatura) que es igual a temperatura crítica de condensación. Densidad Es la relación de masa por volumen. Es decir, es la masa de una muestra gaseosa dividida por su volumen a una condición especificada de presión y temperatura. Densidad relativa Es la relación de la densidad de un material por una densidad referencial que típicamente son el aire o el agua ya sea si el material es gaseoso o líquido. Para los gases, es la densidad de un gas dividida por la densidad del aire seco de composición estándar bajo una condición de temperatura y presión determinado. Para los líquidos, es la densidad de un líquido dividido por la densidad del agua pura bajo una condición de temperatura y presión determinado. Envolvente de fase Es un gráfico retrógrado de temperatura y presión y composición molar de un sistema multicomponente que describe el equilibrio vapor-líquido de sus constituyentes. Equilibrio vapor-líquido. También conocido por VLE (Vapor-Liquid Equilibrium). Es una condición donde el líquido y su vapor (fase gas) están en equilibrio entre ellos, es un estado de igualdad de la tasa de evaporación vs. la tasa de condensación a nivel molecular tal que no hay una interconversión neta vapor-líquido. Aunque en teoría el equilibrio jamás se alcanzaría, se puede lograr un equilibrio en posiciones relativamente cercanas si el líquido y su vapor permanecen en contacto lo suficiente sin tener interferencia alguna o sólo interferencia gradual del exterior. Factor de compresión El volumen actual (real) de una masa dada de gas a una presión y temperatura especificada dividida por su volumen, bajo las mismas condiciones, calculado por la ley del gas ideal. También se puede comprender como la relación de la densidad en estado de gas ideal sobre la densidad en estado de gas real, ambas a las mismas condiciones de temperatura y presión. Índice Wobbe Es un indicador de intercambiabilidad de los combustibles fósiles como gas natural y el GLP. Se usa para comparar la salida de energía de combustión en diferentes composiciones de gases combustibles para los equipos industriales o comerciales a gas. Si dos gases combustibles tiene idénticos índices Wobbe para una misma presión y mezcla de combustión la salida de energía será idéntica. El usuario no notará la diferencia hasta una variación del 5%. Es igual al poder calorífico superior dividido por la raíz cuadrada de la densidad relativa. Gas ideal El gas ideal es aquel que obedece la ley del gas ideal:
pVm = RT donde: p es la presión absoluta
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Metano II T es la temperatura termodinámica Vm es el volumen en moles de gas R es la constante molar del gas, en unidades coherentes Gas natural seco Es aquel gas natural que no contiene más de 0.00005 mol% de vapor de agua en su composición. Gas real El gas real es aquel que no obedece la ley del gas ideal sino aquella modificada como:
pVm = Z(T, p)RT donde: p es la presión absoluta T es la temperatura termodinámica Vm es el volumen en moles de gas R es la constante molar del gas, en unidades coherentes Z(T, p) es una variable conocida como factor de compresión, el cual es próximo a 1. GERG Groupe Européen de Recherches Gazières Grupo Europeo de Investigaciones del Gas GPA Gas Processors Association Asociación de los Procesadores del Gas Gravedad específica
Ver Densidad relativa GRI Gas Research Institute Instituto de Investigación del Gas IEC International ElectroTechnical Comision Comisión Electrotécnica Internacional IGU International Gas Union Unión Internacional del Gas ISO International Standarization Organization Organización Internacional para la Normalización Repetibilidad
Ver Repetitividad Repetitividad Es el valor cuya diferencia absoluta entre un par de resultados de prueba sucesivas obtenida utilizando el mismo método, en el mismo material de prueba, por el mismo operador, utilizando el mismo aparato, en el mismo laboratorio, dentro de un intervalo corto de tiempo, del cual se
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Metano II espera que acierte una probabilidad especifica. En la ausencia de otros indicadores, la probabilidad será de 95%. Reproducibilidad El valor cuya diferencia absoluta entre dos resultados de pruebas particulares obtenida utilizando el mismo método, en el mismo material de prueba, por diferentes operadores, utilizando aparatos diferentes, en diferentes laboratorios, del cual se espera que acierte una probabilidad especificada. En la ausencia de otros indicadores, la probabilidad será de 95%. Poder calorífico bruto
Ver Poder calorífico superior Poder calorífico inferior La cantidad de calor que se libera por la combustión completa entre una cantidad determinada de gas y aire, de tal forma, que donde sucede la reacción la presión P1 permanece estable, y todos los productos de la combustión retornan a la misma temperatura T1 determinada para los reactantes, y también quedan en estado gaseoso, incluyendo el agua. Poder calorífico neto
Ver Poder calorífico inferior Poder calorífico superior La cantidad de calor que se libera por la combustión completa entre una cantidad determinada de gas y aire, de tal forma, que donde sucede la reacción la presión P1 permanece estable, y todos los productos de la combustión retornan a la misma temperatura T1 determinada para los reactantes, y también quedan en estado gaseoso excepto el agua formada por la combustión que se condensa al estado líquido a T1. Punto crítico En un diagrama de envolvente de fase, el punto crítico de una mezcla multicomponente o componente puro se refiere al estado de presión y temperatura en la cual todas las propiedades intensivas de la fase gas y líquido se igualan, y no hay una distinción clara de la fase gas y líquido. Temperatura de punto de rocío del agua Es la temperatura en la cual el vapor de agua comienza a condensarse a la presión existente.
5. Asistencia técnica Cualquier consulta técnica o comercialización se puede realizar a la siguiente referencia:
[email protected] SOLVER Av. Soberanía Nacional #227 Telfax +591 3 364-8236 Santa Cruz de la Sierra, SC
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Metano II Bolivia www.solversys.com
6. Adquirir Metano II Ud. puede descargar el archivo instalador de Metano II© en la siguiente dirección web: http://www.solversys/metano2/ Luego envíe un correo electrónico a
[email protected] proporcionando los siguientes datos para solicitar la cotización: Nombre de empresa o institución Nombre del contacto Correo electrónico del contacto Teléfono del contacto Dirección postal del contacto Entonces le enviaremos una cotización comercial para que seleccione el esquema de licenciamiento más apropiado. Una vez recibamos su orden de compra o confirmación, y hecho efectivo el pago, le remitiremos el producto con una llave de licencia a su dirección postal, y se llevará a cabo el entrenamiento de operación del programa.
7. Instalación y requisitos El proceso de instalación de Metano II© es sencillo. Antes de todo, se debe asegurar que los requisitos mínimos de hardware y software sean los siguientes:
1. 2. 3. 4. 5. 6.
Computadora personal IBM o compatible Procesador Pentium o equivalente Memoria RAM 512MB Resolución de pantalla 800x600 píxeles Mouse óptico disponible Sistema operativo Windows XP ó Vista, de Microsoft Corporation.
Pasos para la instalación 1. Descargue el software Metano II en la dirección web
http://www.solversys.com/metano2/ haciendo clic en el hipervínculo "Descargue el demo".
2. Guarde el archivo de instalación en una carpeta de su disco duro.
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Metano II 3. Ejecute el archivo de instalación haciendo clic o doble clic sobre el nombre del archivo. 4. Luego se abrirá el instalador y haga clic en botón Siguiente.
5. Luego aparecerá el Acuerdo de Licencia para que lo lea detenidamente, y si está de
acuerdo con los términos, haga clic en la casilla Acepto el acuerdo, y luego en el botón Siguiente. Si Ud. no está de acuerdo con los términos, haga clic en la casilla No acepto el acuerdo, luego haga clic en el botón Cancelar para abortar la instalación.
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6. En esta parte se especifica la carpeta donde se instalará Metano II, generalmente el
instalador le propone la carpeta de los programas predeterminado. Luego haga clic en el botón Siguiente.
7. En esta parte se especifica el nombre de la carpeta del Menú Inicio del sistema operativo Windows. El instalador le propone el nombre Metano II como predeterminado. Luego haga clic en botón Siguiente.
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8. Aquí se muestran las tareas adicionales del instalador. Si desea agregar un ícono de
acceso directo en el Escritorio de Windows haga clic en la casilla Crear un icono en el escritorio. Luego haga clic en el botón Siguiente.
9. Hasta aquí se ha completado los requerimientos que se le pide al usuario, y el
instalador informa toda la configuración que se ha especificado. Haga clic en el botón
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Metano II Instalar para iniciar el proceso de instalación, el cual tomará unos segundos.
10. En el proceso de instalación se mostrará una barra de progreso.
11. Finalmente aparecerá un cuadro indicando que se ha completado la instalación, más la casilla Ejecutar Metano II para iniciar la apertura de la aplicación inmediatamente. Haga clic en el botón Finalizar para terminar.
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