Índice

1. Propiedades del gas natural

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Propiedades del gas natural Definiciones

� Gas Natural (GN): Mezcla de hidrocarburos gaseosos en la que predomina fundamentalmente el metano, en proporción igual o superior al 79%.

� Parámetros que definen la calidad del gas natural - Composición- Poder Calorífico Superior (PCS)- Poder Calorífico Inferior (PCI)- Densidad - Índice de Woobe

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Propiedades del gas natural Definiciones

� Composición del GN: Varía según su procedencia.

COMPOSICIÓN VOLUMÉTRICA DEL GN Componente Mínimo Máximo

Metano (CH4) 79,0% 97,0%

Etano (C2H6) 0,1% 11,4%

Hidrocarburos superiores 0,12% 5,0% (Propano, butano, pentano y hexano)

Nitrógeno (N2) 0,5% 6,5%

Dióxido de Carbono (CO2) 0,0% 1,5%

Impurezas: agua (< 80 mg/m3 ) y compuestos de azufre (< 150 mg/m3 )

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Propiedades del gas natural Definiciones

� Poder Calorífico Superior (PCS) : Cantidad de calor producido por la combustión de 1 m3 de gas.

� Poder Calorífico Inferior (PCI): Cantidad de calor producido por combustión completa de 1 m3 de gas menos el calor absorbido por el agua en forma de vapor producida en la combustión, que generalmente se lleva con los humos el calor de vaporización.

� Densidad o Peso específico: relación entre una masa de gas y el volumen que ocupa en unas condiciones de presión y temperatura dadas.

� Densidad relativa: relación entre el peso específico del gas y el del aire, expresados en las mismas condiciones de presión y temperatura.

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Propiedades del gas natural Principales características del GN

PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DEL GAS NATURAL PCS Del orden de 42 MJ/m3 (10.000 kcal/m3)

PCI Aproximadamente el 90% del PCS

Peso específico 0,78 kg/ m3 en condiciones normales de P y T

Densidad relativa En torno a 0,6

� Fuente energética de origen fósil.

� Producto incoloro, inodoro y no tóxico.

� Es más ligero que el aire (densidad relativa <1).

� Licua a temperatura inferior a –160 ºC

� Relación volumétrica GN/GNL: 580

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Propiedades del gas natural Familias de gases combustibles

� Índice de Wobbe: Determina el grado de intercambiabilidad entre gases combustibles.

I .W . ? PCS densidad relativa

� La norma UNE 60.002-90 o UNE EN 437 clasifica los gases combustibles en 3 familias según su I.W.

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INDICE DE WOBBE (MJ/m3) Primera familia 22,4 24,8

Segunda familia 39,1 54,7

Tercera Familia 72,9 87,3

Propiedades del gas natural Familias de gases combustibles

� Primera familia: GAS MANUFACTURADO (BAJO PCS)

– Pertenecen a esta familia: gases manufacturados de hulla y nafta de petróleo y el aire metanado.

– PCS gas manufacturado entre 4000 y 6000 kcal/m3(n) (16-25 MJ/ m3 (n))

– Composición típica del gas manufacturado: 53% H2, 23% CH4, 21% CO2, 3% CO...

– Problemas de toxicidad del gas manufacturado

– Actualmente en abandono

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Propiedades del gas natural Familias de gases combustibles

� Segunda familia: GAS NATURAL (PCS INTERMEDIO) – Pertenecen a esta familia: gas natural y el aire

propanado. – Grupo H (usado en España): I.W.= 45,7-54,7 MJ/Nm3

? PCS: 35,4 - 42,4 MJ/Nm3 (n) – Grupo L: I.W.= 19,13- 24,15 MJ/Nm3 ? PCS : 14,8 ­

18,7 MJ/m3 (n) – Punto de fusión del metano: -182 ºC – Punto de ebullición del metano: -161,5 ºC – Densidad respecto al aire: 0,554 – Peso de 1m3 (n) : 0,716 kg

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Propiedades del gas natural Familias de gases combustibles

� Tercera familia: GASES LICUADOS DEL PETRÓLEO (ALTO PCS) – Pertenecen a esta familia: butano y propano

comerciales. – Son subproductos de refino del petróleo. – Se suministran por canalización (propano), a granel

(depósitos de propano) o en envases (bombonas) – Permiten el suministro de gas a zonas alejadas de la

red de gas natural. – Punto de fusión del propano: -189,9 ºC – Punto de ebullición del propano: -42,1 ºC – Densidad del propano respecto al aire: 1,562 – Peso de 1Nm3 de propano: 2,02 kg – PCS propano: 24.350 kcal/Nm3 ? 9,8 MJ/Nm3

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Propiedades del gas natural Combustión del GN

� Combustión: Reacción química en la que un combustible interacciona con un comburente (O2) produciendo CO2 y agua.

REACCIONES DE COMBUSTIÓN COMBUSTIBLE REACCIÓN

Gas Natural

(1ª Familia)

CH4 + 2 O2 ? CO2 + 2 H2O

Combustible Comburente

+ Calor

Propano

(2ª Familia)

CH4 + 5 O2 ? 3 CO2 + 4 H2O

Combustible Comburente

+ Calor

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Propiedades del gas natural Unidades de medida

� Presión : Los tramos de las instalaciones gasistas se clasifican en función de la presión: ? Alta presión / Media presión / Baja presión. ? Las unidades más habituales son: bar, mbar, kg/cm2,

mmca

� Condiciones de medida normales : 0 ºC y 1 atmósfera � Condiciones de medida estándar : 15 ºC y 1 atmósfera

UNIDADES DE PRESIÓN: EQUIVALENCIAS CON 1 atm

1 atm 1 bar 1 mbar 1 kg/cm2 1 mmca

1atm 1 1,01325 1013,25 1,0333 10,333

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Propiedades del gas natural Unidades de medida

� Energía : Las unidades más habituales son: ? Megajulio (MJ)? Termia (te)? Kilocaloría (kcal)? Kilowatio hora (kWh)

UNIDADES DE ENERGÍA: EQUIVALENCIAS 1 MJ 1 te 1 kcal 1 kWh

1 MJ 1 0,2389 238,9 0,2778

1 te 4,186 1 103 1,163

1 kcal 4,186x10 3 10 3 1 1,163x10 3

1 kWh 3,6 0,86 860 1

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