ejercicio unidad de esponja de hierro
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Ejercicio Resuelto de ingeniería de Gas en el cual se trabaja el tema de esponja de HierroTRANSCRIPT
EJERCICIO UNIDAD DE ESPONJA DE HIERRODado:Qg = 2MMscfdSG = ?
P = 1200 PsigSuponiendo H2S = 30 ppm
T = 100 F
Patm = 14,696
COMPOSICION:COMPONENTEPORCENTAJEMOLAR
Metano80.7
Etano10.1
Propano4.5
n-Butano1.1
n-Pentano0.5
Nitrgeno0.6
Dioxido de Carbono1
Sulfuro de hidrgeno1.5
100
CALULO GRAVEDAD ESPECFICA DEL GAS
PESO MOLECULAR DEL GASCalculado el peso molecular de la mezcla con: , se obtiene:COMPONENTEFRACCION Mwiyi*Mwi
C10.807016.04212.9459
C20.101030.0693.0370
C30.045044.0961.9843
n-C40.011058.1220.6393
n-C50.005072.1490.3607
N20.006028.0130.1681
CO20.010044.0100.4401
H2S0.015034.0820.5112
MWmezcla20.0867
PROPIEDADES CRTICASPara el clculo de las propiedades crticas para una mezcla de n componentes, donde se conoce su fraccin molar, se tiene que:
Los resultados se muestran en la siguiente tabla:
COMP.FRACCION Pc, psiaPc*YiTc, FTc, RTc*Yi
C10.8070667538.269-116.66343.01276.809
C20.1010706.671.366689.92549.5955.509
C30.0450615.527.6975205.92665.5929.952
n-C40.0110550.96.0599305.55765.228.417
n-C50.0050488.82.444385.8845.474.227
N20.0060492.52.955-232.53227.141.363
CO20.0100107010.787.76547.435.474
H2S0.01501306.519.5975212.81672.4810.087
sPc =679.0895sTc =391.838
FACTOR DE COMPRESIBILIDAD DEL GAS A CONDICIONES ESTANDAR
Para el clculo del factor de compresibilidad se utilizar la Ec. de la GPA 2172
Donde Ps.c = 14.696 psia = Factor de Suma, psia-1 (Columna H, Fig 23.2. GPSA, Engineering Data Book)Los datos tabulados muestran los Factores de Suma para cada componente y el resultado de la sumatoria de COMP.FRACCION Raizbraizb*Yi
C10.80700.01160.00936
C20.10100.02380.00240
C30.04500.03490.00157
n-C40.01100.04710.00052
n-C50.00500.06030.00030
N20.00600.004420.00003
CO20.01000.01950.00020
H2S0.01500.02420.00036
Sumatoria=0.01474
Reemplazando en la ecuacin anterior, se tiene:
FACTOR DE COMPRESIBILIDAD DEL AIRE A CONDICIONES ESTNDAR
Teniendo en cuenta las propiedades crticas del aire:Pc = 551.9 psiaTc = 238.7 RMWair = 28.9586Se procede a calcular el Z para el aire, por medio de Beggs & Brills:
En donde,
Se procede a calcular primero las condiciones pseudo - reducidas para el aire:
Reemplazando en los trminos A, B, C y D tenemos:A = 0.6747B = 0.0032C = 0.0239D = 1.2832
Y aplicando en la ecuacin principal:
GRAVEDAD ESPECFICA DEL GAS
Se procede a calcular la gravedad especfica del gas con la siguiente relacin:
Desarrollando la ecuacin con los datos obtenidos anteriormente:
DISEO DE LA UNIDAD DE ESPONJA DE HIERROSe calcula Z a T = 100 F y P = 1214.696 PsiaSabiendo que sPc= 679.0895psia y sTc= 391.838 R
Aplicamos la correlacin de Papay
Dimetro mnimo para la velocidad del gas
Dimetro mnimo para la deposicin
Dimetro mnimo para evitar la canalizacin
Escoger tiempo de ciclo para un mes
Asumiendo Fe = 9 Lb/ Btu y eficiencia de 0,65 y reorganizando
D (In)H(Ft)
1638.3
1830.4
2024.5
2220.2
2417.0
2614.5
2812.5
3010.9
329.6
348.5
367.6
Se seleccion la unidad de d = 34 y H = 8.5, debido a que cumple con la relacin de esbeltez las cual es de 3 4, pero como los valores de Tc y e fueron supuestos se recomendara utilizar la altura siguiente para lograr una mejor capacidad y redondeando este valor al entero mas prximo nos dara 10.
Calculo del volumen de la esponja de hierro a comprar