DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD EN MEZCLA DE VAPORES

Se debe determinar la masa especifica de una mezcla de gases que posee hidrocarburos gaseosos y gases permanentes a presión y temperatura específicos, para lo cual se sigue el siguiente procedimiento:

- Calcular la fracción molar de hidrocarburo que interviene en la mezcla a partir de los datos de moles de cada componente.

- Calcular el peso de cada componente a partir de los datos de peso molecular y moles de cada componente que interviene en la mezcla, para obtener el peso total de la misma.

- Calcular la temperatura y presión pseudoreducidas a partir de los datos de temperatura y presión pseudocríticas, las cuales a su vez se obtienen de los datos de fracción molar, temperatura y presión críticas de cada componente.

- Determinar el factor de compresibilidad "μ" a partir de los datos de presión y temperatura pseudoreducidas.


DATOS:

Componente	% molar	n (mol)	y	PM	Tc (°C)	Pc (atm)
N2	5	5	0,05	28	-	-
C1	86	86	0,86	16	-82,5	45,8
C2	4	4	0,04	30	32,1	48,8
C3	3	3	0,03	44	96,8	42
C4	2	2	0,02	58	153	36
Total	100	100	1	-	-	-

P = 65 atm

T = 80 °C

CALCULOS:

Fracción molar de hidrocarburo.

Base de cálculo: 100 moles de mezcla.

yHC = yC1 + yC2 + yC3 + yC4

yHC = (86/100) + (4/100) + (3/100) + (2/100) = 0,95


Peso de cada componente y peso total.

n = _m_ 

        PM

m = n*PM

mN2 = 5(28) = 140 g   (cálculo modelo)


En la siguiente tabla se presentan los resultados de los cálculos correspondientes al peso de cada componente y peso total.

Componente	% molar	n (mol)	PM (g/mol)	m (g)
N2	5	5	28	140
C1	86	86	16	1376
C2	4	4	30	120
C3	3	3	44	132
C4	2	2	58	116
Total	100	100	-	1884

Peso molecular medio.

Mm = ∑yi*PMi

Mm = (0,05*28) + (0,86*16) + (0,04*30) + (0,03*44) + (0,02*58) = 18,84 g


Temperatura y presión pseudocríticas y pseudoreducidas.

Previamente, convertir los grados Celsius en grados Kelvin.

Tpc = ∑yi*Tci

Tpc = (0,86*190,65) + (0,04*305,25) + (0,03*369,95) + (0,02*426,15) = 195,7905 °K


Ppc = ∑yi*Pci

Ppc = (0,86*45,8) + (0,04*48,8) + (0,03*42) + (0,02*36) = 43,32 atm

Tpr = _T_ 

          Tpc

Tpr = _(80 + 273,15)_ = 1,80

             195,7905

Ppr = _P(√yHC)_ 

              Ppc

Ppr = _65(√0,95)_ = 1,46

             43,32


Factor de compresibilidad “μ”

Con los valores de presión y temperatura pseudoreducidas obtenidos para las condiciones de presión y temperatura, se recurre al diagrama universal de compresibilidad de los gases (lo puedes conseguir en la web o en cualquier libro de Fisicoquímica) para obtener el valor “μ” del hidrocarburo.

μHC = 0,95


Volumen molecular medio.

Vm = RT[yHC(μHC - 1)] + 1

          P

Vm = 0,08205(353,15)[0,95(0,95 - 1)] + 1 = 0,98 L
                65

Masa específica.

ms = _Mm_ 

           Vm

ms = 18,84 = 19,22 g 

          0,98             L