Escrito por 4:14 pm Artículos de Opinión

Diagrama P-T de mezclas de hidrocarburos

Los hidrocarburos son compuestos orgánicos cuya estructura molecular se forma de la unión entre átomos de hidrógeno y carbono.

Estos compuestos orgánicos pueden encontrarse en diferentes estados de materia: líquido, gaseoso (gas natural o por condensación) y eventualmente sólido. Por lo cual, el petróleo (en estado líquido) y el gas natural (en estado gaseoso) son mezclas de hidrocarburos.

Los Diagramas Presión – Temperatura (P-T) o diagramas de fase, son la representación gráfica entre diferentes estados de la materia, en función de ciertas variables elegidas para facilitar el estudio del mismo. Tal como el que se muestra en la Figura 1.

Figura 1. Ilustración de un diagrama P-T de una mezcla de hidrocarburos.

El comportamiento regular de los hidrocarburos es el de pasar de fase gaseosa a líquida por aumento de presión y/o disminución de temperatura; y el de pasar de fase líquida a gaseosa por disminución de presión y/o aumento de temperatura.

Elementos de un Diagrama P-T

  • Envolvente de fases: resulta de la unión de las curvas de puntos de burbuja y la curva de puntos de rocío, dentro de estas, en esta región existen 2 fases, líquida y gaseosa. 
    • Puntos de burbuja: la mezcla de hidrocarburos en fase líquida se encuentra en equilibrio con una cantidad infinitesimal (se libera la primera burbuja de gas) de gas. 
    • Puntos de rocío: la mezcla de hidrocarburos en fase gaseosa se encuentra en equilibrio con una cantidad infinitesimal (se libera la primera gota de líquido) de líquido. 
Figura 2. Ilustración de la envolvente de fases en un Diagrama P-T de una mezcla de hidrocarburos.
  • Punto crítico: es la convergencia de las curvas de burbuja y curvas de rocío, a las condiciones del punto crítico las propiedades intensivas (aquellas que no dependen de la masa) del gas y líquido son idénticas.

La envolvente de fases divide el diagrama de fases en tres regiones, mostradas en la Figura 3.

La región de fase líquida está situada fuera de la envolvente y a la izquierda del punto crítico, la región de fase gaseosa también está afuera de la envolvente pero a la derecha del punto crítico, y la región de dos fases, se encuentra dentro de la envolvente.

  • Líneas de isocalidad: son líneas que unifican puntos de igual porcentaje volumétrico de líquido en la mezcla bifásica dentro de la envolvente.
  • Cricondenterma: también llamado punto o temperatura cricondentérmica, es la máxima temperatura en la que coexisten en equilibrio la fase líquida y vapor. Ver Figura 4.
  • Cricondenbara: también conocido como punto cricondenbárico, es la máxima presión en la que coexisten la fase líquida y la fase de vapor en equilibrio. Ver Figura 4.
Figura 4. Ilustración del punto de presión y temperatura máximo, cricondenterma y cricondenbara, respectivamente, en una envolvente de fases.

Es importante mencionar, que para crudos el punto cricondenbárico se encuentra a la izquierda del punto crítico, en contraste, para gas y gas condensado se halla a la derecha. Esta diferencia se debe a la composición del sistema, la cual permanece constante en el tiempo mientras que no se altere por medio de la inyección o extración de algún tipo de fluido en el yacimiento.

Asimismo, se hace referencia que para mezclas con componentes livianos y volátiles la presión de burbujeo y de rocío son elevadas.

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Referencias bibliográficas

  • Rojas, G. (2003). Ingeniería de yacimientos de gas condensadoUniversidad de Oriente. Puerto La Cruz, Venezuela.

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Autor: José Ignacio Cruz Reyes

Contacto: jose.cruz@dyscoep.com

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