Diseño de un algoritmo para la distribución teórica de gasolina y GLP en plantas de procesamiento de gas natural (página 2)

Partes: 1, 2

actividades que podrían considerarse más
importantes para la producción de la
compañía. El diseño del algoritmo para
balance de masa que se describe en este trabajo, está
fundamentado en herramientas de sistemas de información
como diagramas de flujo y diagramas de clases, que son de
fácil comprensión y podrán ser
fácilmente entendidas por cualquier profesional interesado
en el tema expuesto y por su puesto a un Ingeniero en Sistemas,
le resultará familiar y podrá con mucha facilidad
transformarlo en un programa de computadora.

3 2 BALANCE DE MASA Y ENERGÍA Entre las herramientas
poderosas con que cuenta el ingeniero, están el balance de
material o de masa y el balance de energía o de calor. El
balance de masa puede ser usado para determinar la
producción de una planta, la proporción de flujo
necesaria para tratar una solución, el tamaño
requerido de la bomba, y muchas otras variables. El balance de
energía puede usarse para determinar la entrada de calor
requerida en un reboiler, los caballos de fuerza de una bomba, o
el calor impuesto en un intercambiador de calor. En el orden de
usar y aplicar el balance de materia y energía
apropiadamente, se debe entender las definiciones
termodinámicas del sistema. El sistema es simplemente
definido como una porción del universo en que nosotros
estamos interesados y preocupados en un momento dado. 2.1.1
Balance de Masa Para un sistema definido dado se expresa el
balance de masa para un periodo dado de tiempo como:
Cambiodemasaenel sistemaenun periododetiempodado =
(Lamasaduranteel periododetiempo)±(lamasaqueseganóo
perdió por porlatransformaciónatómica).
Simbólicamente, el balance de masa puede expresarse
cómo: M E -M B =?M I -?M O ±M P Donde: M E -M B =
Cambio de masa en el sistema durante el periodo de tiempo. I ?M =
Sumatoria de las masas de entrada al sistema durante el periodo
de tiempo. O ?M = Sumatoria de las masas de salida del sistema
durante el periodo de tiempo. M P = La masa que se ganó o
perdió por la transformación atómica.
Ecuación 2.1

Un balance de masa puede escribirse basado en la cantidad total
de material que cruza los límites del sistema. En este
caso es normalmente llamado un balance de material. Los insumos
que entran a un proceso u operación, salen como productos
y como residuos. En este sentido, un balance de masa se define
como la verificación de la igualdad cuantitativa de masas
que debe existir entre los insumos de entrada y los productos y
residuos de salida. El balance de masa es aplicable tanto a un
proceso como a cada una de las operaciones unitarias como
sería el caso tomado para efectos de este trabajo. A
menudo no es posible identificar todas las salidas, por lo que se
incluye una diferencia de masas “no identificada”.
Por lo tanto, en un balance de masa, la suma de las masas que
entran en un proceso u operación, debe ser igual a la suma
de las masas que salen de dicho proceso u operación (es
decir, la suma de masas de los productos, residuos y de todos los
materiales de salida no identificados). Los materiales de salida
no identificados, generalmente se atribuyen a pérdidas de
insumos y productos por derrames, fugas y otras causas similares,
cuyo origen no pudo ser detectado y, por ende, sus masas no
pudieron ser cuantificadas. Si bien el balance de masa global
incluye varios productos, normalmente se debe realizar un balance
de masa por cada producto identificado. El balance de
energía normalmente no se incluye en el balance de masa, y
se lo realiza por separado. Un balance de masa está basado
en el axioma que dice: “la materia no se crea ni se
destruye, sólo se transforma”. Por lo tanto, a
través del balance de masa, no sólo se tiene una
mejor comprensión de lo que ocurre con las entradas y
salidas, sino también permite identificar el origen de los
residuos y, a menudo, la existencia de pérdidas de masa
que, de otra manera, pasan desapercibidas. 4 Fuente:
Elaboración propia. Tabla 2.1

2.2 De acuerdo al tamaño de la planta, se puede elaborar
un balance de masa para cada operación unitaria o puede
ser suficiente un solo balance para el proceso. Para el efecto,
se debe contar con información elaborada para cada
operación unitaria y para el proceso global. Entonces, se
decide si deben incluirse todas las entradas y salidas en el
balance de masa, y/o si se hacen balances específicos por
separado. Para fines de seguimiento y evaluación de la
planta, se debe estandarizar las unidades de medición con
(Barriles, Miles de Pies Cúbicos, Galones, Etc.).
Asimismo, se debe usar valores medidos en unidades
estándar. Con la información obtenida para las
entradas y salidas de masa en cada operación unitaria, se
puede estructurar el balance de masa. Resolución de
problemas con ayuda de la Computadora El proceso de
resolución de un problema con una computadora conduce a la
escritura de un programa y a su ejecución en la misma.
Aunque el proceso de diseñar programas requiere ser
creativo, se pueden considerar una serie de fases o pasos
comunes, que generalmente deben seguir los programadores. Las
fases principales para desarrollar un programa para computadora
son: a.) b.) c.) d.) e.) f.) g.) Análisis del problema.
Diseños del Algoritmo. Codificación.
Compilación y Ejecución. Verificación.
Depuración. Documentación. Las dos primeras fases
conducen a un diseño detallado escrito en forma de
algoritmo. Durante la tercera etapa se implementa el algoritmo en
un código escrito en un lenguaje de programación
reflejando las ideas desarrolladas en las fases de
análisis y diseño. La fase de compilación y
ejecución traduce y ejecuta el programa. En las fases de
verificación y depuración el programador busca
errores de las etapas anteriores y los elimina. Comprobara que
mientras más tiempo se gaste en la fase de análisis
y diseño menos se gastara en la depuración del
programa. Por último, se debe realizar la
documentación del programa. Antes de conocer las tareas a
realizar en cada fase, se considerar el concepto y significado de
la palabra algoritmo, ésta deriva de la traducción
del latín de la palabra árabe alkhowarizmi, nombre
de un matemático y 5

6 astrónomo árabe que escribió un tratado
sobre manipulación de números y ecuaciones en el
siglo IX. Un algoritmo es un método para resolver un
problema mediante una serie de pasos precisos, definidos y
finitos. 2.2.1 Características de un algoritmo Un
algoritmo debe producir un resultado en un tiempo finito. Los
métodos que utilizan algoritmos se denominan
métodos algorítmicos, en oposición a los
métodos que implican algún juicio o
interpretación que se denominan métodos
heurísticos, los métodos algorítmicos se
pueden implementar en computadoras; sin embargo, los procesos
heurísticos no han sido convertidos fácilmente en
las computadoras, en los últimos años las
técnicas de inteligencia artificial han hecho posible la
implementación del proceso heurístico en
computadoras. Ejemplos de algoritmos: instrucciones para montar
en una bicicleta, hacer una receta de cocina, obtener el
máximo común divisor de dos números, etc.
los algoritmos se pueden expresar por formulas, diagramas de
flujo o n-s y pseudo códigos, esta última
representación es la más utilizada en lenguajes
estructurados como Delphi. Resumiendo, cabe resaltar las
características más importantes de un algoritmo a.)
Preciso (indicar el orden de realización en cada paso) b.)
Definido (si se sigue dos veces, obtiene el mismo resultado cada
vez) c.) Finito (tiene fin; un número determinado de
pasos) 2.2.2 Análisis del problema La primera fase de la
resolución de un problema con computadora es el
análisis del problema. Esta fase requiere una clara
definición, donde se contemple exactamente lo que debe
hacer el programa y el resultado o solución deseada. Dado
que se busca una solución por computadora, se precisan
especificaciones detalladas de entrada y salida. Para poder
definir bien un problema es conveniente responder a las
siguientes preguntas: a.) ¿Qué entrada se requiere
(tipo y cantidad)? b.) ¿Cuál es la salida deseada
(tipo y cantidad)? c.) ¿Qué método produce
la salida deseada?

7 2.2.3 Diseño de un Algoritmo En la etapa de
análisis del proceso de programación se determina
que hace el programa. En la etapa de diseño se determina
como se hace el programa la tarea solicitada. Los métodos
eficaces, para el proceso de diseño se basan en el
conocido divide y vencerás, es decir, la resolución
de un problema complejo se realiza dividiendo el problema en
sub-problemas y a estos sub-problemas en otros de nivel
más bajo, hasta que pueda ser implementada una
solución en la computadora. Este método se conoce
técnicamente como diseño descendente o modular. El
proceso de romper el problema en cada etapa y expresar cada paso
en forma más detallada se denomina refinamiento sucesivo.
Cada sub-problema es resuelto mediante un modulo que tiene un
solo punto de entrada y un solo punto de salida. Cualquier
programa bien diseñado consta de un programa principal que
llama subprograma que, a su vez, pueden llamar a otros
subprogramas, los programas estructurados. De esta forma se dice
que tiene un diseño modular y el método de romper
el programa en módulos más pequeños se llama
programación modular. Los módulos pueden ser
planeados, codificados, comprobados y depurados
independientemente y entre sí. El proceso implica la
ejecución de los siguientes pasos hasta que el programa se
termina: a.) Programar un módulo. b.) Comprobar el
módulo. c.) Si es necesario, depurar el módulo,
combinar el módulo con los módulos anteriores. El
proceso que convierte los resultados del análisis del
problema en un diseño modular con refinamientos sucesivos
que permitan una posterior traducción a un lenguaje se
denomina “Diseño del Algoritmo”. El
diseño del algoritmo es independiente del lenguaje de
programación en el que se vaya a codificar posteriormente.
2.2.4 Herramientas de Programación Las herramientas de
programación, son técnicas y metodologías
que permiten desarrollar adecuadamente programas para
computadoras. 2.2.4.1 Diagramas de flujo Un diagrama de flujo
(flowchart) es una representación gráfica de un
algoritmo, los símbolos utilizados han sido normalizados
por el instituto norteamericano de normalización (ANSI).
Se presentan los símbolos utilizados para generar
programas:

8 SÍMBOLOS GRÁFICOS MÁS UTLIZADOS PARA
DIBUJAR ALGORITMOS POR MEDIO DE DIAGRMAS DE FLUJO 2.2.4.2
Pseudo-código El pseudocódigo es una herramienta de
programación en la que las instrucciones se escriben en
palabras similares al inglés o español, que
facilitan tanto la escritura como la lectura de programas. En
esencia, el pseudocódigo se puede definir como un lenguaje
de especificaciones de algoritmos. Aunque no existen reglas para
escritura del pseudocódigo en español, se ha
recogido una notación estándar empleada en los
libros de programación en español. Las palabras
reservadas básicas se representan en letras resaltadas
minúsculas, estas palabras son traducciones libre de
palabras reservadas de lenguajes como Basic, Pascal. Fuente:
Elaboración propia. Figura 2.1

9 2.2.5 Codificación de un Programa Codificación es
la escritura en un lenguaje de programación de la
representación del algoritmo desarrollada en las etapas
precedentes, dado que el diseño de un algoritmo es
independiente del lenguaje de programación utilizado para
su implementación. El código puede ser escrito con
igual facilidad en un lenguaje o en otro. Para realizar la
conversión del algoritmo en programa se deben sustituir
las palabras reservadas en español por sus
homónimos en ingles, y las operaciones en instrucciones
correspondientes indicadas en lenguaje natural expresarlas en el
lenguaje de programación correspondiente. Aunque,
lógicamente, no comprenda las sentencias del programa
anterior, es necesario observar las siguientes
características básicas. a.) Cabecera del programa,
nombre del programa, autor, fecha de creación. b.) Lista
de variables. Es obligatoria su declaración en pascal. c.)
Legibilidad, los programas deben ser lo más legibles
posibles. El espaciado y las sangrías se deben utilizar
con frecuencia. d.) Diseño modular. Este simple programa
solo consta de un modulo principal. e.) Documentación. Los
programas deben incluir comentarios internos, en forma de
líneas con separadores o bien por * *. 2.2.6
Compilación y ejecución de un programa Una vez que
el algoritmo se ha convertido en un programa fuente, es preciso
introducirlo en memoria mediante el teclado y almacenarlo
posteriormente en un disco. Esta operación se realiza con
un programa editor. Posteriormente el programa fuente se
convierte en un archivo de programa que se guarda en disco. El
programa fuente debe ser traducido a lenguaje máquina.
Este proceso se realiza con el compilador y el sistema operativo
que se encarga prácticamente de la compilación. Si
tras la compilación se presentan errores en el programa
fuente, es preciso volver a editar el programa, corregir los
errores y compilar de nuevo. Este proceso se repite hasta que no
se producen errores, obteniéndose el programa objeto que
todavía no es ejecutable directamente. Suponiendo que no
existen errores en el programa fuente, se debe instruir el
sistema operativo para que realice la fase de montaje o enlace,
carga, del programa objeto con las librerías del programa
del compilador. El proceso de montaje produce un programa
ejecutable.

10 Cuando el programa ejecutable se ha creado, se puede utilizar
desde el sistema operativo con solo teclear su nombre, suponiendo
que no existen errores durante la ejecución, se
obtendrá la salida de resultados del programa. Las
instrucciones u órdenes para compilar y ejecutar un
programa pueden variar según el tipo de compilador. 2.2.7
Verificación y Depuración de un programa La
verificación o depuración de un programa es el
proceso de ejecución del programa con una amplia variedad
de datos de entrada, llamados datos de prueba, que determinan si
el programa tiene errores. Para realizar la verificación
se debe desarrollar una amplia gama de datos de prueba: los
valores normales de entrada, valores extremos de entrada que
comprueben los límites del programa y valores de entrada
que comprueben los aspectos especiales del programa. La
depuración es el proceso de encontrar los errores del
programa y corregir o eliminar dichos errores. 2.2.8
Documentación y Mantenimiento La documentación de
un programa consta de las descripciones de los pasos a dar en el
proceso de resolución de un problema. La importancia de la
documentación debe ser destacada por su decisiva
influencia en el producto final, programas pobremente
documentados son difíciles de leer, mas difíciles
de depurar y casi imposibles de mantener y modificar. La
documentación de un programa puede ser interna y externa.
La documentación interna es la contenida en las
líneas de comentarios. La documentación externa
incluye análisis, diagramas de flujo y/o
pseudocódigos, manuales de usuario con instrucciones para
ejecutar el programa y para interpretar los resultados. La
documentación es vital cuando se desea corregir posibles
errores futuros o bien cambiar el programa. Tales cambios se
denominan mantenimiento del programa. Después de cada
cambio la documentación debe ser actualizada para
facilitar cambios posteriores. Es buena práctica numerar
las sucesivas versiones de los programas 1.0, 1.1, 2.0, 2.1, (si
los cambios introducidos son importantes, se varia el primer
digito [1.0, 2.0,. . .], en caso de pequeños cambios solo
se varia el segundo digito [2.0, 2.1,. . .].)

2.3 Lenguaje Unificado de Modelamiento Es un lenguaje de modelado
visual que se usa para especificar, visualizar, construir y
documentar artefactos de un sistema de software. Se usa para
entender, diseñar, configurar, mantener y controlar la
información sobre los sistemas a construir. Capta la
información sobre la estructura estática y el
comportamiento dinámico de un sistema que se modela como
una colección de objetos discretos que interactúan
para realizar un trabajo que finalmente beneficia a un usuario
externo. El lenguaje de modelado (UML) pretende unificar la
experiencia pasada sobre técnicas de modelado e incorporar
las mejores prácticas actuales en un acercamiento
estándar. UML no es un lenguaje de programación.
Las herramientas pueden ofrecer generadores de código de
UML para una gran variedad de lenguajes de programación,
así como construir modelos por ingeniería inversa a
partir de programas existentes. Es un lenguaje de
propósito general para el modelado orientado a objetos.
UML es también un lenguaje de modelamiento visual que
permite una abstracción del sistema y sus componentes.
Existían diversos métodos y técnicas
Orientadas a Objetos, con muchos aspectos en común pero
que utilizan distintas notaciones, lo que presentaba
inconvenientes para el aprendizaje, aplicación,
construcción y uso de herramientas además de pugnas
entre enfoques, lo que genero la creación del UML como
estándar para el modelamiento de sistemas de software
principalmente, pero con posibilidades de ser aplicado a todo
tipo de proyectos. 2.3.1 Características de UML UML es un
lenguaje de modelado de propósito general que pueden usar
los modeladores. No tiene propietario y está basado en el
común acuerdo de gran parte de la comunidad
informática. UML no pretende ser un método de
desarrollo completo. No incluye un proceso de desarrollo paso a
paso. UML incluye los conceptos que se consideran necesarios para
utilizar un proceso moderno iterativo, basado en construir una
sólida arquitectura para resolver requisitos dirigidos por
casos de uso. 11

12 Ser tan simple como sea posible pero manteniendo la capacidad
de modelar la gama de sistemas que se necesita construir. UML
necesita ser lo suficientemente expresivo para manejar todos los
conceptos que se originan en un sistema moderno, tales como la
concurrencia y distribución, así como
también los mecanismos de la ingeniería de
software, como son la encapsulación y componentes. Debe
ser un lenguaje universal, como cualquier lenguaje de
propósito general. 2.3.2 Áreas conceptuales de UML
Los conceptos y modelos de UML pueden agruparse en las siguientes
áreas conceptuales: a) Estructura estática
Cualquier modelo preciso debe primero definir su universo, esto
es, los conceptos clave de aplicación, sus propiedades
internas y las relaciones entre cada una de ellas. Este conjunto
de construcciones es la estructura estática. Los conceptos
de la aplicación son modelados como clases, cada una de
las cuales describe un conjunto de objetos que almacenan
información y se comunican para implementar un
comportamiento. La información que almacena es modelada
como atributos; La estructura estática se expresa con
diagramas de clases y puede usarse para generar la mayoría
de las declaraciones de estructuras de datos en un programa. b)
Comportamiento dinámico Hay dos formas de modelar el
comportamiento: la historia de la vida de un objeto y la forma
como interactúa con el resto del mundo; los patrones de
comunicación de un conjunto de objetos conectados, es
decir, la forma en que interactúan entre sí. La
visión de un objeto aislado es una máquina de
estados, muestra la forma en que el objeto responde a los eventos
en función de su estado actual. La visión de
interacción de objetos se representa con los enlaces entre
objetos junto con el flujo de mensajes y los enlaces entre ellos.
Este punto de vista unifica la estructura de los datos, el
control de flujo y el flujo de datos. 2.3.3 Diagramas UML Se
presenta una lista de los diagramas que se usan con mayor
frecuencia para modelar sistemas de información:

13 ELEMENTOS PARA MODELAR DIAGRAMAS UML Fuente: (LARMAN, 1999)
Figura 2.2

14 MODELO EXPLICADO DE UN DIAGRAMA CONCEPTUAL Fuente: (LARMAN,
1999) Figura 2.3

15 3 3.1 DIAGNÓSTICO Problema Existen en nuestro
país plantas de absorción de gas que producen
Gasolina y GLP. Estas plantas reciben GAS de varios yacimientos y
a efectos de contabilidad de petrolera, el producto final se debe
distribuir adecuadamente a cada yacimiento proveedor de GAS. Los
sistemas comerciales de contabilidad petrolera, dadas las 3.2
particularidades de estos casos, no cuentan con una
solución adaptable a cada empresa. En consecuencia, se
aplican planillas de cálculo que ayudan a resolver el
problema puntual. Las planillas de cálculo no son
auditables y por lo tanto no son consideradas como válidas
por las normas internacionales de seguridad de
información. Esquema del Problema La siguiente figura
presenta esquemáticamente una planta de absorción
que produce Gasolina y GLP. El gas que procesa es recibido de
varios yacimientos por lo que la Gasolina y GLP producido debe
distribuirse entre los yacimientos proveedores de gas, es decir,
Yacimiento 1, Yacimiento 2 y Yacimiento 3. ESQUEMA PLANTA DE
ABSORCIÓN QUE PRODUCE GASOLINA Y GLP Fuente:
Elaboración Propia. Figura 3.1

16 4 4.1 4.2 4.3 SOLUCIÓN Solución Propuesta
Diseñar un algoritmo basado en el balance de masa, para la
distribución de gasolina y GLP entre los campos que
aportan GAS a la planta de absorción. Balance de Gas Es
importante para el proceso, conocer el balance de gas de la
planta, el mismo que debe estar compuesto básicamente de
los siguientes datos: a. Combustible. Gas que se usó como
combustible en la planta. b. Inyección. En caso de que la
planta inyecte GAS a los pozos, se debe contabilizar el volumen
de gas inyectado. c. Venta. El volumen de Gas que se entrega al
Gasoducto. d. Licuable. El volumen de gas que se convierte en
líquido, es decir, Gasolina y GLP. Este volumen es el
resultado de restar el volumen de Gas Alimento – Volumen De
Gas Residual, (normalmente el gas alimento y gas residual se
miden). e. Quema. Representa el Gas Quemado y/o venteado en la
planta. Normalmente se calcula como suma de separadores (Boca de
Pozo) menos Usos (Combustible, Inyección, Venta,
Licuable); esto se hace para balancear la producción.
Diagrama de Balance de Masa para una Planta de Absorción
Se describe esquemáticamente el balance de Masa aplicable
a una planta de Absorción. Se utilizar este modelo
genérico para desarrollar el algoritmo de balance de masa
propuesto en este estudio (Fig. 4.1): PROTOTIPO BALANCE DE MASA
PARA UNA PLANTA DE ABSORCIÓN Fuente: Elaboración
Propia. Figura 4.1

17 4.4 Diagrama Conceptual El siguiente diagrama es la
representación real del problema planteado en
términos de programación orientada a objetos.
DIAGRAMA CONCEPTUAL Fuente: Elaboración Propia. Figura
4.2

4.5 Diagrama de Estructura Estática Muestra una vista de
la aplicación en un determinado momento, es decir, en un
instante en que el sistema está detenido. Las clases son
la plantilla de los objetos representados con sus atributos o
características y su comportamiento o métodos,
así como la relación entre ellos: DIAGRAMA DE
ESTRUCTURA ESTÁTICA O DIAGRAMA DE CLASES Fuente:
Elaboración Propia. Figura 4.3 18

19 4.6 Diagrama de Flujo del Proceso de Balance de Masa
Utilizamos diagramas de flujos para describir el algoritmo
propuesto para la distribución teórica de Gasolina
y GLP, basado en el cálculo de balance de masa. DIAGRAMA
DE FLUJO PARA EL PROCESO DE BALANCE DE MASA Fuente:
Elaboración Propia. Figura 4.4

20 4.7 Datos requeridos para un Yacimiento que entrega Gas a la
Planta de Proceso Para realizar la distribución aplicando
el balance de masa, se requieren los siguientes datos de entrada:
a.) El volumen de gas en Mcf que aporta cada yacimiento. b.) La
cromatografía (GPM, Gramos por Mol) del gas que entrega
cada yacimiento. Los elementos que se deben proporcionar son:
COMPOSICIÓN QUÍMICA REQUERIDA POR EL PROCESO
Fuente: Elaboración Propia. Tabla 4.1 4.8
Especificación del Algoritmo de Balance de Masa En
función a las entradas requeridas por el balance de masa,
se deben realizar los siguientes cálculos: a.) La gasolina
se calcula en función a los componentes de la Tabla 4.2.
Tomar en cuenta estos elementos posteriormente cuando se haga
referencia al cálculo de Gasolina. ELEMENTOS REQUERIDOS
PARA EL CÁLCULO DE LA GASOLINA Fuente: Elaboración
Propia. Tabla 4.2

Gas Alimento(Mcf )=?Vol.deEntrada j b.) El GLP se calcula en
función a los componentes de la Tabla 4.3. Tomar en cuenta
estos elementos posteriormente cuando se haga referencia al
cálculo de GLP. COMPOSICIÓN QUÍMICA DE GLP
c.) Si se cuenta con instrumentos de medición del Gas
Alimento, tomar los valores proporcionados por el instrumento. En
caso de no contar con los instrumentos de medición, se
debe calcular el % molar de la mezcla de los gases de entrada,
usando la siguiente fórmula: n n i j dondei,
representacadacomponentedel gasdeentrada. donde
j,representaelvolumendeentradadecada yacimientoenMcf n j Donde j,
representaelvolumendeentradadecada yacimiento(Mcf ) d.) Recuperar
la cromatografía y el volumen del gas residual. Estos
datos normalmente son tomados por instrumentos
electrónicos llamados cromatógrafo y medidor
respectivamente. e.) El volumen de gas de salida de la planta,
también puede determinarse de acuerdo al balance de gas
explicado en el primer inciso. La fórmula es la siguiente:
Volumen de Gas Residual(Mcf) = Combustible(Mcf)+Venta(Mcf) +
Inyección(Mcf) + Quema(Mcf). Nota.- Esta fórmula,
representa el gas que salió de la planta de proceso. Por
tal motivo, no se contempla el gas Licuable que fue retenido en
la planta para producir gasolina y GLP. f.) Calcular la
fracción volumétrica para el gas alimento. Se debe
usar la siguiente fórmula: Fracción
Volumétrica Gas Alimento(Mcf) = (Cromatografía *
Volumen Gas Alimento (Mcf))/100. Fuente: Elaboración
Propia. Tabla 4.3 Ecuación 4.2 Ecuación 4.1
Ecuación 4.3 Ecuación 4.4 21

g.) Calcular la fracción volumétrica para el gas
residual. Se debe usar la siguiente fórmula:
Fracción Volumétrica Gas Residual(Mcf) =
(Cromatografía * Volumen Gas Residual (Mcf))/100. h.)
Calcular la fracción volumétrica de Gasolina
absorbida, usando la siguiente fórmula: Fracción
Volumétrica Gasolina Absorbida(Mcf) = Fracción
Fracción Volumétric a Gasolina Abosorbida
FracciónVolumétricadelGas Alimento %Gasolina
Absorbida= Nota.- Tomar solamente los elementos que componen la
gasolina(C5H10, C5H12, C6H14, C7H16). j.) Calcular la
fracción volumétrica del GLP absorbido. Usar la
siguiente fórmula: Fracción Volumétrica GLP
Absorbido(Mcf) = Fracción Volumétrica Gas Alimento
– Fracción Volumétrica Gas Residual Nota.- Tomar
solamente los elementos que componen el GLP(C3H8, C4H8, C4H10).
k.) En función al gas alimento, calcular el porcentaje de
la fracción volumétrica de GLP Absorbido, este
factor se usará para la distribución teórica
del GLP producido, entre los yacimientos que aportan gas. Usar la
siguiente fórmula: Fracción Volumétric a GLP
Abosorbido FracciónVolumétricadelGas Alimento %GLP
Absorbido= Nota.- Tomar solamente los elementos que componen el
GLP(C3H8, C4H8, C4H10). 22 Ecuación 4.5 Volumétrica
Gas Alimento – Fracción Volumétrica Gas Residual
Ecuación 4.6 Nota.- Tomar solamente los elementos que
componen la Gasolina (C5H10, C5H12, C6H14, C7H16). i.) En
función al gas alimento, calcular el porcentaje de la
fracción volumétrica de Gasolina Absorbida. Este
factor se usa para determinar la distribución
teórica de la Gasolina producida entre yacimientos que
aportan gas. Usar la siguiente fórmula: Ecuación
4.7 Ecuación 4.8 Ecuación 4.9

Gasolina Teórica Yacimiento(Bbls)=? l.) Calcular para cada
yacimiento que aporta Gas, la fracción volumétrica
(Mcf) de Gasolina absorbida. Usar la siguiente fórmula:
Fracción Volumétrica de Gasolina Yacimiento (Mcf) =
(Cromatografía Gasolina Gas Yacimiento (Mcf)*%Gasolina
Absorbida)/100. Nota.- Tomar solamente los elementos que componen
la Gasolina (C5H10, C5H12, C6H14, C7H16). m.) Calcular para cada
yacimiento que aporta Gas, la fracción volumétrica
(Mcf) de GLP absorbido. Usar la siguiente fórmula:
Fracción Volumétrica de GLP Yacimiento (Mcf) =
(Cromatografía GLP Gas Yacimiento * Volumen Gas Yacimiento
(Mcf)* %GLP Absorbido)/100. Nota.- Tomar solamente los elementos
que componen el GLP(C3H8, C4H8, C4H10). n.) Usar los siguiente
factores, para el cálculo teórico de Gasolina y
GLP: CONSTANTES REQUERIDAS POR EL PROCESO PARA DETERMINAR EL
VOLUMEN DE GASOLINA Y GLP. n i Gasolina Yacimiento (Mcf)i * 1000
Factor cf/Galoni *42 o.) Calcular la gasolina teórica
(Bbls) para cada Yacimiento, Usar la siguiente fórmula:
Fracción Volumétrica de * Volumen Gas Yacimiento
Ecuación 4.10 Ecuación 4.11 Fuente:
Elaboración Propia. Tabla 4.4 Ecuación 4.12 donde
i, representa cada uno de los elementos que componen la gasolina.
23

GLPTeóricoYacimiento(Bbls)=? %GasolinaYacimiento= n
?GLPTeóricoYacimiento(Bbls)i n i Notas: Tomar solamente
los elementos que componen la Gasolina (C5H10, C5H12, C6H14,
C7H16). Se multiplica * 1000 para llevar la Fracción
Volumétrica de Gasolina Yacimiento (Mcf a cf). Se
multiplica el Factor cf/Galón * 42, para llevarlo de
Galón a Barril(Petróleo). p.) Calcular el GLP
teórico en Bbls para cada Yacimiento, Usar la siguiente
fórmula: FracciónVolumétrica de GLP
Yacimiento (Mcf)i * 1000 Factorcf/Galloni *42 donde i, representa
cada uno de los elementos que componen el GLP. Notas: Tomar
solamente los elementos que componen el GLP(C3H8, C4H8, C4H10).
Se multiplica * 1000 para llevar la Fracción
Volumétrica de Gasolina Yacimiento (Mcf a cf). Se
multiplica el Factor cf/Galón * 42, para llevarlo de
Galón a Barril(Petróleo). q.) Determinar para cada
yacimiento, el porcentaje que representa su volumen calculado del
total de Gasolina Teórica. Usar la siguiente
fórmula: GasolinaTeóricaYacimiento(Bbls)
?GasolinaTeóricaYacimiento(Bbls)i i donde i, representa el
volumen teórico de gasolina calculado para cada uno de los
yacimientos que aportan Gas a la Planta. r.) Determinar para cada
yacimiento, el porcentaje que representa su volumen calculado,
del total de GLP. Usar la siguiente fórmula: n i
GLPTeóricoYacimiento(Bbls) %GLPYacimiento= donde i,
Representa el volumen teórico de GLP calculado para cada
uno de los yacimientos que aportan Gas a la Planta. 24
Ecuación 4.13 Ecuación 4.14 Ecuación
4.15

25 s.) Distribuir el Volumen Real producido de Gasolina a cada
uno de los yacimientos que aportan gas a la planta. Gasolina Real
Yacimiento (Bbls) = Gasolina Real Producida por la Planta (Bbls)
* %Gasolina Yacimiento. t.) Distribuir el Volumen Real producido
de GLP a cada uno de los yacimientos que aportan gas a la planta.
GLP Real Yacimiento (Bbls) = GLP Real Producida por la Planta
(Bbls) * %GLP Yacimiento. Ecuación 4.16 Ecuación
4.17

26 5 5.1 Conclusiones y Recomendaciones Conclusiones Para
contabilizar la producción adecuadamente, se debe
distribuir el volumen de Gasolina y GLP producidos entre los
yacimientos que aportan Gas a la Planta. En nuestro medio no se
cuenta con instrumentos capaces de realizar este cálculo
automáticamente. Es más, considerando los elevados
costos puede no resultar rentable una inversión en
instrumentos para este fin. Para resolver este problema, la
Ingeniería Química proporciona una
metodología denominada “Balance de Masa” que
es una técnica que se apoya en ecuaciones
matemáticas. A través de este método es
posible realizar una distribución teórica de la
producción de Gasolina y GLP. En la actualidad, los
sistemas de producción que se comercializan en el mercado,
no cuentan con una funcionalidad orientada a resolver este
problema. Este trabajo busca proporcionar a los profesionales que
se desarrollan en el sector de hidrocarburos, una
metodología clara y documentada de lo que es un balance de
masa para distribución teórica de Gasolina y GLP en
una planta de Absorción. Se diseñó de un
algoritmo con la estructura necesaria para que el profesional de
sistemas, pueda transformar el cálculo en un sistema
informático que aporte mayores beneficios a la empresa que
realice el emprendimiento de implementarlo. El análisis de
costos versus beneficios es totalmente favorable al inversor,
desde el punto de vista económico la inversión que
requiere el desarrollo del proyecto se recupera en menos de dos
años y por su puesto los beneficios intangibles aportan un
gran valor a la compañía, entre otras cosas,
facilitando el trabajo notablemente al personal que directa o
indirectamente está involucrado en la elaboración
de informes diarios de producción, adicionalmente, el
usuario final de la información contará con un
proceso documentado que le permita comprender el origen de los
datos.

27 5.2 Recomendaciones La elección de la herramienta para
desarrollar el programa de computadora, se debe realizar en
función a los estándares vigentes en cada
compañía esta propuesta es un diseño que es
técnicamente factible desarrollar en cualquier
herramienta. Para la estructura de datos se es aconsejable tener
un esquema de datos exclusivamente para la solución. Esto
facilitará notablemente el mantenimiento de la base de
datos. Diseñar interfases que sean amigables al usuario
final, de fácil operación. Proporcionar un conjunto
de reportes, que permita hacer seguimiento a los cálculos
que realiza el proceso. Se debe llevar la gestión de
cambios adecuadamente. Esto permitirá a la
compañía, tener las versiones del programa
debidamente documentadas y autorizadas. Para maximizar los
beneficios del proyecto, es importante hacer énfasis en la
capitación de operación a los usuarios finales. Se
debe diseñar un plan de capacitación que incluya
mucha práctica que le permita al usuario final operar el
sistema y generar los informes con toda confianza.

28 6 6.1 BIBLIOGRAFÍA Bibliografía CAMPBELL, J. M.
Element of Field Processing. Cambell Petroleum Series by John M.
Cambell. CAMPBELL, J. M. (1982). Gas Conditioning and Processing
(Third ed., Vol. GAS AND LIQUID SWEETENING). Norman, Oklahoma:
Cambell Petroleum Series by John M. Cambell. CAMPBELL, J. M.
(1982). Gas Conditioning and Processing (Vol. ADVANCED TECHNIQUES
AND APPLICATIONS). Norman, Oklahoma: Cambell Petroleum Series by
John M. Cambell. CAMPBELL, J. M. (1984). Gas Conditioning and
Processing (Seventh ed., Vol. The Basic Principles). Norman,
Oklahoma: Cambell Petroleum Series. LARMAN, C. (1999). UML y
Patrones, Introducción al análisis y diseño
orientado a Objetos. México: PRENTICE HALL. 6.2 A cerca
del Autor ENRIQUEROJASARANO DATOS PERSONALES Fecha de Nacimiento
Nacionalidad Dirección Actual Teléfonos E-Mail
Sitio Web : : : : : 09/MAY/1977 Boliviana http://erojas.cjb.net
FORMACIÓN Ing. Informático, Especialista en
Sistemas de Producción de Petróleo, Gestión
y Tecnología del Gas Natural.

29 ANEXOS

30 TABLA 6.1 Constantes Propiedades físicas del Gas
Natural.

31 TABLA 6.2 Constantes Propiedades físicas del Gas
Natural, Parte II.

32 TABLA 6.3 Factores de Conversión TABLA 6.4 Factores de
Conversión

33 TABLA 6.5 Factores de Conversión