56003295 Contenido Termodinamica de Hidrocarburos

PROCESO FORMACIÓNPROCESO FORMACIÓNPROCESO FORMACIÓNPROCESO FORMACIÓN Código:FFO.06

DISEÑO DEL PROGRAMA DE UNIDADES DE DISEÑO DEL PROGRAMA DE UNIDADES DE DISEÑO DEL PROGRAMA DE UNIDADES DE DISEÑO DEL PROGRAMA DE UNIDADES DE

APRENDIZAJEAPRENDIZAJEAPRENDIZAJEAPRENDIZAJE Versión: 01

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDERUNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDERUNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDERUNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

ESCUELA DE INGENIERÌA DE PETRÒLEESCUELA DE INGENIERÌA DE PETRÒLEESCUELA DE INGENIERÌA DE PETRÒLEESCUELA DE INGENIERÌA DE PETRÒLEOSOSOSOS

INGENIERÌA DE PETRÒLEOSINGENIERÌA DE PETRÒLEOSINGENIERÌA DE PETRÒLEOSINGENIERÌA DE PETRÒLEOS

TERMODINÀMICA DE HIDROCARBUROSTERMODINÀMICA DE HIDROCARBUROSTERMODINÀMICA DE HIDROCARBUROSTERMODINÀMICA DE HIDROCARBUROS

CÓDIGO

23123123123170707070

NÚMERO DE CRÉDITOS

4444

REQUISITOS

BALANCE DE MASA Y ENERGÌA EN PROCESOS BALANCE DE MASA Y ENERGÌA EN PROCESOS BALANCE DE MASA Y ENERGÌA EN PROCESOS BALANCE DE MASA Y ENERGÌA EN PROCESOS HIDROCARBUROS (24230)HIDROCARBUROS (24230)HIDROCARBUROS (24230)HIDROCARBUROS (24230)

INTENSIDAD HORARIA SEMANALINTENSIDAD HORARIA SEMANALINTENSIDAD HORARIA SEMANALINTENSIDAD HORARIA SEMANAL TAD: 4444 horashorashorashoras

TI: 8888 horashorashorashoras

TALLERES:___ :___ :___ :___ LABORATORIO:___ :___ :___ :___ TEÓRICO-PRÁCTICA:_:_:_:_4444 horashorashorashoras________

JUSTIFICACIÓNJUSTIFICACIÓNJUSTIFICACIÓNJUSTIFICACIÓN

� La termodinámica de hidrocarburos ofrece al ingeniero de petróleos las bases para el

mejorar el rendimientos térmico de los sistemas de producción y procesamiento de

hidrocarburos, el uso racional de los recursos energéticos y aplicar de una forma

acertada la tecnología disponible para su explotación racional, económica y

compatible con el medio ambiente.

PROPÓSITOPROPÓSITOPROPÓSITOPROPÓSITO DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJEDE LA UNIDAD DE APRENDIZAJEDE LA UNIDAD DE APRENDIZAJEDE LA UNIDAD DE APRENDIZAJE

� Generar competencias en el alumno que le permitan aplicar los fundamentos de la

termodinámica, al estudio de los procesos propios de la industria de los

hidrocarburos.

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE OBJETIVOS DE APRENDIZAJE OBJETIVOS DE APRENDIZAJE OBJETIVOS DE APRENDIZAJE ÓÓÓÓ COMPETENCIASCOMPETENCIASCOMPETENCIASCOMPETENCIAS

Competencias cognitivasCompetencias cognitivasCompetencias cognitivasCompetencias cognitivas:::: Comprende y aplica los conceptos teóricos de la termodinámica

de hidrocarburos.

Niveles de logro

� Aplica adecuadamente los sistemas de unidades.

� Interpreta los diagramas termodinámicos para sustancias puras y mezclas de

hidrocarburos.

� Resuelve problemas de formación e inhibición de hidratos.

� Define el concepto de calor, trabajo, energía interna, entalpía y entropía.

� Explica la primera, segunda y tercera ley de la termodinámica.

� Resuelve problemas de balances energéticos asociados a los procesos de la industria

petrolera.




� Contribuye al mejoramiento del medio ambiente y de la calidad de vida utilizando en

forma adecuada las fuentes de energía y seleccionando las transformaciones

energéticas más eficientes dentro de un proceso.

Competencias actitudinalesCompetencias actitudinalesCompetencias actitudinalesCompetencias actitudinales:::: Asume la responsabilidad en el aprendizaje de los conceptos

fundamentales asociados a la termodinámica de hidrocarburos.

Niveles de logro

� Consulta fuentes bibliográficas en inglés (libros especializados y artículos técnicos).

� Se da cuenta de la importancia que puede tener su actitud proactiva para el éxito

profesional.

� Cumple con los compromisos con la calidad esperada.

� Comprende el sentido del trabajo en equipo.

CONTENIDOSCONTENIDOSCONTENIDOSCONTENIDOS

1)1)1)1) MODULO MODULO MODULO MODULO 1111: : : : CONCEPTOS CONCEPTOS CONCEPTOS CONCEPTOS FUNDAMENTALESFUNDAMENTALESFUNDAMENTALESFUNDAMENTALES

� Definición y aplicación de la termodinámica de hidrocarburos. Terminología básica

(elementos y átomos, Moléculas y compuestos químicos, compuestos físicos, masa

atómica relativa, peso atómico relativo, masa molecular relativa, mol, valencia y

mezcla). Unidades básicas de medida (masa, fuerza, peso, longitud, área, volumen,

densidad, presión, temperatura, trabajo, potencia, energía en forma de calor,

viscosidad). Conversiones masa-volumen.

2)2)2)2) MODULO MODULO MODULO MODULO 2222: : : : PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS HIDROCARBUROSPROPIEDADES FÍSICAS DE LOS HIDROCARBUROSPROPIEDADES FÍSICAS DE LOS HIDROCARBUROSPROPIEDADES FÍSICAS DE LOS HIDROCARBUROS

� Gas ideal. Mezcla de gases ideales. Factor de compresibilidad. Concepto de los

estados correspondientes. Correlación de Katz y regla de Kay. Ecuaciones de estado.

Ecuaciones cúbicas de estado. Ecuación de Van der Waals. Ecuación de Redlich–

Kwong. Ecuación de Soave-Redlich–Kwong. Peng–Robinson. Factor Acéntrico de Pitzer.

Ley de los estados correspondientes (tres parámetros). Leyes de mezcla. Coeficientes

de interacción binarios.

� Densidad de gas. Propiedades físicas del líquido (Características de destilación, Factor

de caracterización de Watson). Densidad del líquido (Gravedad API, Barril API,

correlaciones generales, Densidad relativa vs peso molecular).




3)3)3)3) MODULO MODULO MODULO MODULO 3333: : : : COMPORTAMIENTO DE FASESCOMPORTAMIENTO DE FASESCOMPORTAMIENTO DE FASESCOMPORTAMIENTO DE FASES

� Sustancias puras: Diagrama de fases de una sustancia pura, presión de vapor,

diagrama P-V, diagrama T-V para una sustancia pura. Manejo de las tablas de vapor.

� Mezclas de dos componentes: Diagramas de fases de mezclas de dos componentes,

diagramas P-V de dos componentes, diagramas de composición.

� Mezclas de tres componentes (diagramas ternarios, diagramas de fase para tres

componentes, uso de los diagramas ternarios).

� Sistemas multi-componente: Efecto de la composición; Efecto de la fracción pesada

C7+; efecto de las impurezas. Aplicación de los envolventes de fase: Comportamiento

del yacimiento, bombeo de líquidos, transporte de hidrocarburos por tuberías,

procesos de refrigeración, operación cerca al punto crítico.

� Regla de las fases de Gibbs.

� Predicción del comportamiento de fases: Cricondenbárico, cridondentermico, Presión y

temperatura crítica.

� Comportamiento de fase agua –hidrocarburo: Contenido de agua de gases, contenido

de agua en gases ácidos, aplicaciones del contenido de agua, hidratos del gas,

equilibrio de hidratos, correlaciones para la predicción de las condiciones de

formación de hidratos.

4)4)4)4) MODULO MODULO MODULO MODULO 4444: : : : PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICAPRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICAPRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICAPRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA

� Concepto de energía. Concepto de trabajo. Concepto de calor. Ley cero de la

Termodinámica. Procesos y ciclos.

� Sistema y alrededores. Escogencia del sistema. Primera Ley aplicada a sistemas

cerrados y abiertos. Energía interna. Entalpía. Calor específico. Valor calorífico.

� Efecto de la condición de la fase. Alternativas para el cálculo de entalpía. Calor

sensible. Correlaciones de capacidad calorífica. Calor latente (sustancias puras y

mezclas). Diagramas Presión-Entalpía. Cálculos de entalpía para sustancias puras.

Calculo de entalpía para mezclas.

5)5)5)5) MODULO MODULO MODULO MODULO 5555: : : : SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICASEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICASEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICASEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA

� Depósitos de energía térmica. Maquinas térmicas. Eficiencia térmica. Enunciado de

Kelvin-Planck. Refrigeradores y bombas de Calor. Coeficiente de operación. Enunciado

de Clausius. Máquinas de movimiento perpetuo. Procesos reversibles e irreversibles.

Irreversibilidades. Ciclo de Carnot. Los principios de Carnot. La máquina térmica de

Carnot. El refrigerador y la bomba de calor de Carnot.




� Desigualdad de Clausius. Entropía. Diagrama de Mollier. Las relaciones T-ds.

6)6)6)6) MODULO MODULO MODULO MODULO 6666: : : : TERMODINÁMICA APLICADA A PROCESOS TERMODINÁMICA APLICADA A PROCESOS TERMODINÁMICA APLICADA A PROCESOS TERMODINÁMICA APLICADA A PROCESOS HIDROCARBUROSHIDROCARBUROSHIDROCARBUROSHIDROCARBUROS

• Relaciones de Maxwell. Coeficiente Joule-Thomson. Refrigeración. Compresión.

ESTRATEGESTRATEGESTRATEGESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA Y APRENDIZAJEIAS DE ENSEÑANZA Y APRENDIZAJEIAS DE ENSEÑANZA Y APRENDIZAJEIAS DE ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE

� La asignatura se imparte básicamente utilizando la metodología de las clases

magistrales.

� Las clases prácticas están orientadas a la solución de problemas numéricos. El

profesor resolverá en clase dos o más problemas por tema, con diferente grado de

complejidad, comentando las bases de la resolución y las diferentes alternativas, si

existe más de una.

� Talleres.

� Revisiones bibliográficas.

� Expresión, discusión y confrontación del conocimiento y conceptos previos.

� Estudio y análisis de casos. Se busca la aproximación de la asignatura a procesos

propios de la industria de hidrocarburos.

� Lectura de textos y artículos técnicos en inglés.

� Las herramientas, bibliografía y documentos requeridos para realizar los talleres serán

entregados por el profesor vía email a cada estudiante.

ESTRATEGIAS DE EVALUACIÓNESTRATEGIAS DE EVALUACIÓNESTRATEGIAS DE EVALUACIÓNESTRATEGIAS DE EVALUACIÓN

Número de evaluaciones:Número de evaluaciones:Número de evaluaciones:Número de evaluaciones:

� 3 evaluaciones parciales: Dominio Conceptual y solución de Problemas (pruebas

escritas).

� 2 talleres de evaluación formativa

� Evaluación continua del desenvolvimiento del alumno en la clase.

Ponderaciones:Ponderaciones:Ponderaciones:Ponderaciones:

� Primer parcial = 25 % (15 de junio de 2010)(15 de junio de 2010)(15 de junio de 2010)(15 de junio de 2010)

� Segundo parcial = 25 % (30 de Julio de (30 de Julio de (30 de Julio de (30 de Julio de 2010)2010)2010)2010)

� Tercer parcial = 25 % (Agosto 30 (Agosto 30 (Agosto 30 (Agosto 30 –––– Septiembre 8 de 2010)Septiembre 8 de 2010)Septiembre 8 de 2010)Septiembre 8 de 2010)

� Talleres de evaluación formativa = 15 %

� Quices y participación en el aula = 10%

BIBLIOGRAFÍABIBLIOGRAFÍABIBLIOGRAFÍABIBLIOGRAFÍA




� McCain, William. D., ”The Properties of Petroleum Fluids”. Second Edition, PennWell,

Tulsa, 1990.

� Campbell, John. M, “Gas Conditioning and Processing. Volumen 1: The Basic

Principles”, Seventh Edition, Campbell Petroleum Series, Norman (Oklahoma), 1992.

� Sloan E. Dendy. “ Hydrate Engineering”. SPE Monograph Series. Texas, 2000.

� Carroll, John. “Natural Gas Hydrates: A Guide for Engineers”. Gulf Professional

Publishing. 2003.

� R. C. Reid, J. M. Prausnitz and B. E. Poling; "The Properties of Gases and Liquids"; 4ª

ed., McGraw-Hill, New York 1987.

� Engelman C.E. and Cummings C.B., “The Theory and Economics of Electrostatic

Treaters”. SPE 18850.

� Prats, Michael. “Thermal Recovery”. SPE Monograph Series. 1986.

� Edmister, Wayne C. and Lee, Byung Ik. “Applied hydrocarbon thermodynamics”. Vol. 1.

Second ed. Gulf Publishing, Houston, 1984.

� GPSA. Engineering Data Book. 12 th Edition (Electronic).

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