Ayuda 3 Caracteristicas Del Gas Natural

7/17/2019 Ayuda 3 Caracteristicas Del Gas Natural

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MSc. ING. JORGE LUIS ROJAS ROJAS

TECNOLOGÍA DEL GAS NATURAL

Módulo: I Unidad: II Semana

: 3



CARACTERÍSTICASDEL GAS

NATURAL

MSc. Ing. Jorge Luis Rojas Rojas



CONTENIDOS TEMÁTICOS

404/09/2015

• Características del gas natural.• Composición del gas natural.

• Clasificación del gas natural.• Propiedades del gas natural.• Reservas, producción y Balance de HC.

• Aplicaciones y productos de valor agregado.• Conclusiones• Bibliografía




El gas natural es una sustancia gaseosa nocorrosiva ni toxica, su temperatura decombustión es elevada y posee un estrecho

intervalo de inflamabilidad; por su bajadensidad tiende a elevarse y es consideradoun combustible limpio, por su bajo contenido

de azufre, nitrógeno y carbono encomparación con otros combustible fósiles.


CARACTERÍSTICAS



Se presenta en los siguientes estados:Gaseoso: el metano distribuido por redes, seconsume en domicilios, comercios e industrias.

Líquido: El propano y el butano se separan delmetano por licuefacción.Condensado: El Gas Natural Comprimido

GNC, almacenado a alta presión usado comocombustible vehicular (GNV).


CARACTERÍSTICAS FÍSICAS



El gas natural, esta formado por unaserie de alcanos (hidrocarburos

compuestos de carbono e hidrógeno),frecuentemente asociados al petróleo.Uno de los componentes principales es

el metano con mas de un 80%.

CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS

04/09/2015 MSc. Ing. Jorge Luis Rojas Rojas


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NATURALEZA DEL HIDROCARBURO

HIDROCARBUROS

ALIFATICOS

Saturados

Alcanos

Insaturados

Alquenos Alquinos

AROMATICOS

Benceno



Responden a la formula: Cn H2n + 2

CH4

C2H6

C3H8

C4H10

C5H12

C6

H14

1

2

3

4

5

6

átomo

átomo

átomo

átomo

átomo

átomo

de

de

de

de

de

de

C

C

C

C

C

C

:

:

:

:

:

:

metano

etano

propano

butano

pentano

hexano y así sucesivamenteLos primeros 4 mencionados como ejemplos de la serieparafínica son los que más comúnmente intervienen en lacomposición de los gases combustibles.

COMPOSICIÓN DE LOS PARAFINICOS




COMPOSICIÓN TÍPICA DEL GAS NATURAL

Constituyente Fórmula química Composición porvolumen (%)

Metano CH4

81.86Etano C2H6 11.61Propano C3H8 1.92I-Butano C4H10 0.23N-Butano C4H10 0.22

Nitrógeno N2 0.90Dióxido de carbono CO2 3.18

COMPOSICIÓN TÍPICA




COMPOSICIÓN


En la siguiente figura se muestra loscomponentes del gas natural con suanálisis molar y el rango de variación desus componentes.Estos valores son promedios de los

yacimientos de gas natural de lamayoría de los países del mundo.



COMPOSICIÓN DEL GN (%MOLAR)98.0

Metano (55 - 98) Etano (0,10 - 20)

Propano (0,05 - 12) N-Butano (0,05 - 3)

Iso-Butano (0,02 - 2) N-Pentano (0,01 - 0,80)

Iso-Pentano (0,01 - 0,80) Hexano (0,01 - 0,50)Heptano (0,01 - 0,40) Nitógeno (0,10 - 0,50)

Oxigeno (0,09 - 0,30) Sulfuro de Hidrógeno (Trazas - 28)

Dióxido de Carbono (0,20 - 30) Helio (Trazas - 4)




Inicialmente se encuentra en fasegaseosa o condensada que se producecomo consecuencia de la presencia de

moléculas mas pesadas. En base a estolos tipos más comunes de gas naturalque ocurren en el mundo puedeclasificarse por: su origen, composición yalmacenamiento.

CLASIFICACIÓN DE LOS GASES




CLASIFICACION DEL GAS NATURAL

GAS NATURAL

Por su origen

Gas asociado Gas noasociado

Por sucomposición

Gas húmedo(gas rico)

Gas seco (gaspobre)

Por sualmacenamiento

GNC GNL



POR SU ORIGEN:Gas asociado: se encuentra enyacimientos mezclado con el crudo y

contiene cantidades considerables dehidrocarburos insaturados.

Gas no asociado: se encuentra enyacimientos puramente de gas y líquidosde gas natural.





POR SU CANTIDAD DE AZUFRE• Gas ácido: Gas que contiene más de 6

mg/m3 de H2S (ácido sulfhídrico).• Gas dulce: Gas que contiene menos del

6 mg/m3 de H2S.





POR SU CONTENIDO DE AGUA:

• Gas húmedo: Gas con un contenido de

humedad mayor a 14 cm3 de agua por m3 de gas.• Gas seco: Gas con un contenido menor a 14 cm3 de agua por m3 de gas.





CONTENIDO DE ALCANOS PESADOS• Gas rico: Gas que contiene una cantidad

de compuestos mas pesados que eletano, alrededor de 95 cm3 de propano ysuperiores por cada/m3 de gas.

• Gas pobre: Gas que contiene pocascantidades de propano y más pesados.





POR SU ALMACENAMIENTO:• Gas Natural Comprimido (GNC): usadoen la combustión vehicular. A condiciones

normales en el interior del recipiente seencuentran en estado gaseosos a presión.

• Gas Natural Licuado (GNL): en el interior de los recipientes se encuentran en estadolíquido y a presión.





Los parámetro de calidad de un gas,generalmente se determina por: poder calorífico, presión, densidad, y peso

específico.1. Poder calorífico (PC): es la cantidad decalor que libera la combustión completa de

un m3

de gas a una temperatura de 0ºC y ala presión atmosférica. El gas natural variasu PC de acuerdo a su composición.

PARAMETROS DE CALIDAD DE LOS GASES


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GAS PODER CALORÍFICO

Gas natural 9 300 kcal/m3

Gas manufacturado 4 600 kcal/m3

GLP 23 400 kcal/m3

generalmente entre 9.000 y 9.500 Kcal/m3.Menos si es un gas con importante contenidode inertes o mayor si contiene muchos

hidrocarburos pesados.




2. Presión (P): son las fuerzas que ejercenlos choques moleculares. Al aumentar lapresión aumentan los choques

moleculares.


Densidad(kg/m3)

Poder Calorífico (Pc)

Volumenconstante

(cal/mol. Cº)

Presiónconstante (Cp)

0.753 9 300 kcal/m3 6.56 8.57 cal/mol. Cº



PROPIEDADES DEL GAS NATURAL


La densidad relativa del gas natural oscilacomúnmente entre 0,6 y 0,7 según sea elcontenido de hidrocarburos condensables

(propano y superiores).4. Peso específico: es la relación de la

densidad del aire a igual temperatura y

presión. El aire tiene un peso de 77 lb/pie3.




El gas natural se mide (m 3 o pie 3) a unapresión de 75 mil pascal y unatemperatura de 15ºC. La cantidad de

energía se mide en BTU.




DETECCIÓN DE FUGAS


El gas natural es una sustancia inolora , parala detección de fugas se hace la inyección deuna sustancia odorizante denominada

mercaptano, que se realiza directamente alproducto que se carga en camiones cisternas,en base al peso. Se inyecta en ciclos

distribuidos a diferentes porcentaje de llenadopara que se homogenice, la razón es (1 libra /10,000 galones).



DETECCIÓN DE FUGAS


Actualmente CALIDDA la empresadistribuidora de gas natural en Lima yCallao esta odorizando el gas conmercaptano y la razón es 9 mg/m3.

La normativa todavía no contempla que

la sustancia es cancerígena tal como loindican en las normas Europeas.



DETECCIÓN DE FUGAS


Una planta de GN debe contar condetectores de LEL (exposímetros)distribuidos estratégicamente para detectar

alguna fuga, otro factor que ayuda a laidentificación oportuna esta con losmonitores portátiles, ya que es requisito

monitorear constantemente la atmosferadurante todo el trabajo.



• Tiene un precio altamente competitivo con elque se presenta en el mercado y esta enplena carrera ascendente.

• El gas natural es una energía eficaz, rentabley limpia.

• El equipamiento necesario para trabajar con

el gas natural es de un mantenimiento fácil yeconómico.

VENTAJAS DEL GAS NATURAL




• De los componentes líquidos: pentano,hexano y heptano se obtiene gasolina(llamada gasolina natural) que se usan en

refinerías.• Sus amplios beneficios tanto ambientalescomo energéticos y económicos son puntos

clave en el desarrollo y utilización delmismo.





• Es estratégico como materia prima en lasactividades industriales, particularmente dela petroquímica que es la base de muchas

otras de alta tecnología y de mercadosnacionales e internacionales.• Es un producto de uso masivo como fuente

energética en el uso doméstico, en lageneración de energía eléctrica, en laactividad industrial y en la automotriz.





• Cuenta con una combustión más completaque el resto de hidrocarburos, gracias a suestructura molecular simple, por lo que

cumple las normativas de seguridadambiental, siendo el combustible más limpiode origen fósil y tiene una menor

contaminación atmosférica.





• Los combustibles causan contaminacióntanto al usarlos como al producirlos ytransportarlos.

• Uno de los problemas más estudiados en laactualidad es el que surge de la inmensacantidad de CO2 que estamos emitiendo a la

atmósfera al quemar los combustibles fósiles.

DESVENTAJAS DEL GAS NATURAL




• Este gas tiene un importante efectoinvernadero y se podría estar provocando uncalentamiento global de todo el planeta con

cambios en el clima que podrían ser catastróficos.

• Los daños derivados de la producción y el

transporte se producen sobre todo por losvertidos de petróleo accidentales o no, y por el trabajo en las refinerías.





• Otro impacto negativo asociado a laquema de petróleo y gas natural es lalluvia ácida, en este caso no tanto por la

producción de óxidos de azufre, como enel caso del carbón, sino sobre todo por laproducción de óxidos de nitrógeno (Nox).





(kg de emisión por TJ de energía consumida)Gas Natural Petróleo Carbón

Oxido deNitrógeno

43 142 359

Dióxido deSulfuro

0,3 430 731

Partículas 2 36 1333

COMBUSTIÓN DEL GAS NATURAL




RESERVAS DEL GAS NATURAL


Demostrada

capacidad por su

historial de

producción con

alto grado de

certidumbre.

Susceptibles de

ser probadas,

calculadas por

evidencias de

pozos de

exploración y

estudios

geológicos.

Reservas que pueden

existir pero están menos

definidas por control de

pozos. Se calculan sobre

el potencial

hidrocarburífero de la

zona. Alto grado de

incertidumbre.

CLASIFICACION DE RESERVAS

PROBADAS PROBABLES POSIBLES

90% 50%10%



Las reservas certificadas considera la suma delas reservas Probadas (P1) y las Probables degas las (P2)

RESERVAS DEL GAS DE CAMISEA




RESERVAS DEL GAS DE CAMISEA




En 1990 había suficientes depósitoslocalizados de petróleo para otros 40 años

(hasta el 2030) y de gas natural para unos 60años; es decir, en estos años se hadescubierto más de lo que se ha consumido.Por todo esto se puede decir que hay reservas

para un tiempo comprendido entre variasdecenas y unos 100 años.

RESERVAS MUNDIALES DE GAS

NATURAL




Fuente: “Bolivia en el contexto mundial de los hidrocarburos” Hugo Peredo

RESERVAS DE GAS NATURAL EN

AMERICA LATINA





RESERVAS NACIONAL DE GAS

NATURAL




LA HORA DEL GAS NO CONVENCIONAL

http://issuu.com/grupocomunicar/docs/periodico_gnv_edicion_33_pdf

Debido a alto crecimiento de la demanda degas natural las grandes empresastransnacionales están empezando a explorar

las reservas de gas natural no convencional.Para mayores detalles leamos un articulo de lasiguiente revista especializada:



Cogeneración: Cualquier sistema de producciónde energía eléctrica en el que se aproveche laenergía térmica (calor) que lleva asociada bajo laforma de agua caliente o vapor, ya sea para un

proceso productivo o para la calefacción o paraaire acondicionado

(a través del equipamiento

conocido como“enfriador de absorción”).


APLICACIONES DEL GAS NATURAL



Calderas industriales: producción

de vapor y calentamiento de agua.

Climatización: Aire acondicionado.

Calor Radiante El calentamiento a través de

paneles radiantes o tubos radiantes a Gas Naturales una tecnología particularmente dirigida alcalentamiento de espacios de gran tamaño, tales

como naves industriales,oficinas, pabellones

polideportivos y almacenes.







Siderúrgica y metalúrgica de metales ferrosos:todos los usos térmicos que existan pueden justificar su utilización.Metalurgia de metales no ferrosos: En ocasiones,la sensibilidad de los metales a las reaccionesquímicas desencadenadas por los productos decombustión especialmente debido a las impurezas

que estos pueden contener, exigen la utilización deun combustible limpio.





Industria del vidrio y cemento: Hornos de fusión.Producción de cal: cal de mejor calidad, quepresente una mejor reacción y una baja proporciónde azufre.

Industria cerámica: el gas natural tiene unainfluencia significativa en la calidad y el costo deproducción.Industria Agrícola y de alimentación: producciónde vapor y secado por calentamiento directo.





Industria textil: El uso de vapor de agua y de aguacaliente puede representar casi el 90% de lasnecesidades térmicas de esta industria, entre lascuales se incluyen las correspondientes alcalentamiento y humidificación de las navesindustriales.Industria de la madera, papel y cartón: Producción

de vapores y en los hornos para el calentamiento ysecados.




APLICACIONES DEL GAS NATURALIndustria Química• Procesos petroquímicos derivados de la primera

transformación del gas natural, metano, etano,propano y naftas.

• Síntesis del amoniaco de la cual se deriva laindustria de los abonos nitrogenados, refrigerantesy de la urea.

• Nitrato de amonio (Fertilizantes – Explosivos).

• Síntesis de alcohol metílico o metanol que poseeun gran número de utilizaciones en la industriaquímica.





• Polímeros: un polímero es una sustancia cuyasmoléculas son múltiplos de unidades de pesomolecular bajo. En general los polímeros tienenuna excelente resistencia mecánica debido a que

las grandes cadenas poliméricas se atraen.• En los polímeros se producen atraccioneselectrostáticas muy débiles en las moléculas detamaño normal, pero en los polímeros, formados

por miles de pequeñas moléculas, las fuerzas deatracción se multiplican y llegan a ser enormes,como el caso del polietileno.





• Polietileno: se denomina a cada uno de lospolímeros del etileno. La fabricación de lospolímeros consume el 60% del etileno que seproduce.

• El polietileno es probablemente el polímero quemás se ve en la vida diaria, es el plástico máspopular del mundo.

• Existen, básicamente dos tipos de polietileno, el debaja densidad (Low Density PolyEthylene LDPE) yel alta densidad (High Density PolyEthyleneHDPE).




Etileno• Polietileno de alta densidad: se emplea en lafabricación de prótesis, envases para gases ycontenedores de agua y combustible. Peso

molecular entre 200.000 y 500.000.• Polietileno de baja densidad: Se trata de un

material plástico que por sus características y bajocoste se utiliza mucho en envasado, revestimiento

de cables y en la fabricación de tuberías.





Etileno• Polietileno lineal de baja densidad: Se utiliza en elrecubrimiento de cables y en la fabricación deobjetos moldeados por extrusión o soplado.

• Polietileno de ultra alto peso molecular: con pesomolecular entre 3.000.000 y 6.000.000 sedenomina UHMWPE (Ultra High Molecular WeightPolyethylene). Con este material se producen

fibras, tan fuertes que pueden utilizarse parafabricar chalecos a prueba de balas.




la provisión abundante y barata de los productos, sería el incremento delem leo ermanente.

INDUSTRIALIZACIÓN DEL GAS

NATURAL• El gas natural resulta ser una fuente ideal para

modificar la estructura productiva nacional y

establecer una base industrial.• La producción industrial también podría favorecer al país, mediante la provisión suficiente y segurade combustibles líquidos como el diesel y la

gasolina, obtenidos mediante procesos como elGas to Liquid (GTL), el Metanol to Gasoline (MTG)y el de Síntesis Destilación Media (SMDS).




la provisión abundante y barata de los productos, sería el incremento delem leo ermanente.

• Tiene beneficios sobre la producción agrícola y laindustria manufacturera debido a la disponibilidad

de fertilizantes y otros insumos para la producciónque son productos con mayor valor agregado quela exportación del gas natural como materia prima.

INDUSTRIALIZACIÓN DEL GAS

NATURAL




Metano reformado: es la reducción de un óxido defierro en estado sólido que se logra elevando sutemperatura sin llegar a la fusión, utilizando para ello

un elemento reductor como el gas natural.Existe la viabilidad técnica y económica de producir fierro y acero utilizando el Proceso MIDREX(reducción directa del mineral de fierro con metano

reformado) tomando en cuenta las reservas demineral de fierro y gas natural que existen en elpaís.

Fuente: “Gas Natural, Fierro y Acero” Saúl Escalera - 2005

METANO REFORMADO




Esto beneficiará principalmente a las industrias dela construcción, de la minería y otras que utilizanfierro y aceros especiales en grandes cantidades.

Fuente: “Gas Natural, Fierro y Acero” Saúl Escalera - 2005

METANO REFORMADO

Mineral de Hierro(Óxido de hierro)

Gas Natural(Gas de síntesis)

Hierro esponja(Libre de

óxido)




GNV




El gas natural vehicular (GNV) es un conjuntode programas de conversión cuyo objetico es

contribuir a cambio de la matriz energéticanacional hacia el gas natural, sustituyendo

gradualmente el uso de los combustibles

tradicionales por el GNV.

GNV




GNV

Cilindros de Almacenaje->250 bar 250 bar

PRM 20->Pcompresora

PROYECTOS INVOLUCRADOSMecánico

Regulación final de distribución 200 barEléctricoCivil

Arquitectura

Acometida

Instalación

Interna




Debe definirse, como política EnergéticaNacional que sirva de base para:1.El aprovechamiento racional y efectivo de

este recurso en toda la cadena productiva.2.Para la definición de la estrategia nacional

de desarrollo.3.Para fomentar la ejecución de proyectos de

inversión que generen valor agregado,empleo y divisas a partir del gas natural.

CONCLUSIONES




Termoeléctricas

Petroquímica.

Planta para fertilizantes.Conversión de as a lí uidos.

La exportación del gas en general debecircunscribirse en la política nacionalenergética donde se establezca entre otrosaspectos, lo siguiente:

CONCLUSIONES

1.Los requerimientos de gas natural para lospróximos 50 años como mínimo para elconsumo domestico e industrial nacional.

2.Los requerimientos de la demandalatinoamericana en los próximos 50 años.3.Desarrollar proyectos con valor agregado.




Termoeléctricas

Petroquímica.

Planta para fertilizantes.Conversión de as a lí uidos.

4. Se debe dar la mayor importancia a laindustria del acero, creando allí un polo dedesarrollo industrial.

5. Se debe continuar con la actividad dedesarrollo de campos descubiertos eintensificar la búsqueda de mayoresreservas de hidrocarburos.

6. Se debe intensificar el desarrollo del gaspara el mercado interno.

CONCLUSIONES


Í



04/09/2015

1.J. lebrún Madge. El poder del gas, elimpacto de la energía en desarrollo

mundial. (Autor-editor). Lima 2008.

2.Balance Nacional de Energía 2010 (BNE-2010).Ministerio de Energía y Minas.

3.V. Daniel Hunt. Diccionario de energía. Ed.

Mc. Laughin research corporation. Ed.Marcombo. S.A. Barcelona 1984.

BIBLIOGRAFÍA


Í



04/09/2015

5. Douglas M. Considine. Tecnología del gas

natural. Ed. Marcombo. S.A. Barcelona 1984.

6. Tecsup. Instaladores Internos de Gas. Lima

Agosto 2009.7. Procobre Perú. Instalaciones de Gas Natural ygas en baja presión. Chile 2000.

8. Marks. Manual de Ingeniero Mecánico Tomo I.

Editorial McGraw Hill. México 1999.9. Luis Cáceres Graziani. El gas natural. EditorialGrupo S. R. L. Lima.

BIBLIOGRAFÍA




GRACIAS

7104/09/2015

LA SIGUIENTE SESIÓN DESARROLLAREMOS

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