BOLETÍN DE LA SOCIEDAD GEOLÓGICA MEXICANA Vol 61, Núm. 3, 2009, P. 325-337 http://dx.doi.org/10.18268/BSGM2009v61n3a3

Modelo teórico para el cálculo de las solubilidades mutuas entre gases no–polares y agua con sales disueltas. Parte 1: Desarrollo de ecuaciones termodinámicas

Theoretical model to calculate mutual solubilities between non–polar gases and brines. Part 1: Development of thermodynamic equations

Renee J. Pérez¹, Robert A. Heidemann², Eduardo González–Partida³

¹ExxonMobil Upstream Research Company 3120 Buffalo Speedway, Houston, TX 77098.
² Department of Chemical and Petroleum Engineering, University of Calgary, 2500 University Drive Calgary, Alberta, Canada T2N1N4.
³ Centro de Geociencias, Universidad Nacional Autónoma de México, Campus Juriquilla, Boulevard Juriquilla 3001, 76230 Juriquilla, Querétaro, México.

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Resumen

En el presente artículo se propone un modelo teórico para el cálculo del equilibrio químico de fases entre gases no–polares y agua. Este modelo es aplicable completamente a sistemas acuosos puros o con sales disueltas. En ambos casos el modelo proporciona predicciones válidas hasta 647 K, presiones de hasta 2 kilo–bares, y concentraciones de sales disueltas iguales a la saturación del sólido mineral. El modelo termodinámico hace uso de una ecuación de estado para reproducir datos experimentales en todas las fases excepto en la fase líquida del agua. Para esta última se utiliza la constante de Henry. En el caso de la presencia de sales, el potencial químico del soluto gas en la fase líquida del agua está relacionada al potencial químico del soluto en la salmuera a través del coeficiente de Setschenov. Estos coeficientes se pueden derivar de datos experimentales de solubilidad. Con el modelo se pueden reproducir todos los fenómenos de solubilidad cruciales, incluyendo el equilibrio entre tres fases. Sin embargo con las ecuaciones propuestas no se pueden reproducir los fenómenos gas–gas que ocurren en la vecindad del punto crítico del agua ni el equilibrio sólido–liquido que ocurre en los hidratos.

Palabras clave: Gases, salmueras, solubilidad, termodinámica, agua.