REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAUNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITECNICA

DE LA FUERZA ARMADA

DIVISION ACADEMICA

Ing. Daena García

Maracaibo, Enero de 2015

INGENIERÍA DE GAS

GAS NATURAL

El gas natural es una mezcla de gases compuesta principalmente por metano. Se trata de un gas combustible que proviene de formaciones geológicas, por lo que constituye una fuente de energía no renovable.

Además de metano, el gas natural puede contener dióxido de carbono, etano, propano, butano y nitrógeno, entre otros gases. Estos componentes hacen que el uso del gas natural sea contaminante.

Además de su presencia en yacimientos fósiles, el gas natural puede obtenerse a partir de la descomposición de los restos orgánicos.

Cuando las reservas de gas se encuentran en lugares apartados donde no resulta rentable la construcción de gasoductos para llevar el gas a los hogares e industrias, es posible procesar el gas natural para convertirlo en gas natural licuado (GNL). Así, en forma líquida, se facilita su transporte.

El GNL suele trasladarse a -161ºC, ya que la licuefacción puede reducir el volumen de gas hasta en 600 veces.

El gas natural almacenado a altas presiones (entre 200 y 250 bar), se transforma en gas natural comprimido (GNC), un combustible que se utiliza en vehículos ya que resulta económico en comparación a la gasolina.

ESTADOS DE LA MATERIA

La materia se presenta en tres estados o formas de agregación: sólido, líquido y gaseoso.Dadas las condiciones existentes en la superficie terrestre, sólo algunas sustancias pueden hallarse de modo natural en los tres estados, tal es el caso del agua.La mayoría de sustancias se presentan en un estado concreto. Así, los metales o las sustancias que constituyen los minerales se encuentran en estado sólido y el oxígeno o el CO2 en estado

gaseoso.

Los gases no tienen forma ni volumen fijos. En ellos es muy característica la gran variación de volumen que

experimentan al cambiar las condiciones de temperatura y presión

Los sólidos tienen forma y volumen constantes. Se caracterizan por la rigidez y regularidad de sus

estructuras

Los líquidos no tienen forma fija pero sí volumen. La variabilidad de forma y el presentar unas propiedades muy

específicas son características de los líquidos

Diagrama de los cambios de estado entre los estados sólido, líquido y gaseoso

COMPOSICIÓN DEL GAS NATURAL

El gas natural se clasifica como húmedo seco. El gas húmedo tiene una concentración de productos más volátiles (propano, butano, y más pesados) recuperables en forma de gasolina, kerosén y gas LP., en cantidades de 300 o más galones ( 1135,5 Litros) de hidrocarburo Licuables por cada millón de pies cúbicos de gas; el gas seco es aquel al que puede extraérsele menos de 100 galones (878.5 litros) de hidrocarburos licuables por cada millón de pies cúbicos de gas, a condiciones de presión y temperatura de 1 Kg/cm2 y 20 ºC respetivamente, El gas puede ser amargo si contiene productos sulfurosos y si es carente de este, se denomina gas dulce. Los procesos con los que se extraen los hidrocarburos licuables del gas natural son realizados en plantas criogénicas y de, obteniéndose un gas seco que es utilizado como combustible para la industria.

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DE LOS HIDROCARBUROS

ALCANOS ALQUENOS ALQUINOS

El gas natural es un gas incoloro, casi inodoro, con una

temperatura de auto ignición de 482 a93,3°C. Su índice de calor es de 8,89 cal/cm3. Es inflamable y combustible, Límite de explosión

en el aire es de 3,8 a 17%

ALCANOS

Se caracterizan por llevar enlace covalente sencillo (enlaces sigma) , muy estable. Son compuestos no polares y, por lo tanto, insolubles en agua, pero solubles en disolventes orgánicos.

Los compuestos de 1 a 4 átomos de carbono son gases a temperatura ambiente. Los hidrocarburos de 5 a 16 carbonos son líquidos y a partir de 17 son sólidos.

Los isómeros de un mismo alcano disminuye su punto de ebullición que va sufriendo cada compuesto de la serie disminuye gradualmente hasta que prácticamente es constante cuando la cadena llega a 20 carbonos.

ALQUENOS

Se caracterizan por representar al menos un doble enlace . El primer compuesto de la serie lo constituye el eteno o etileno. Las propiedades físicas de solubilidad, punto de ebullición, punto de fusión y densidad son similares a las presentadas por el alcano correspondiente, con el mismo esqueleto del carbono. Son insolubles en agua y solubles en disolventes orgánicos

ALQUINOS

Los alquinos se caracterizan por presentar por lo menos un triple enlace. Las propiedades físicas de los alquinos son similares a las de los alcanos y alquenos correspondientes con el mismo esqueleto de carbonos.

Esto se debe a la baja polaridad de las moléculas de todos estos compuestos.

USOS DEL GAS NATURAL

El gas natural se emplea en la producción de GLP y de la gasolina natural. También se le emplea como materia prima en la industria petroquímica, para la producción de olefinas y a partir de ellas la producción de etileno, propileno, butadieno, que sirven como materia prima para la fabricación de plásticos, fibras, resinas, caucho, solventes, fertilizantes, etc.

Reservas Probadas Reservas Probables Reservas Posibles

TIPOS COMERCIALES DEL GAS NATURAL

A parte del gas natural seco (constituido por metano y pequeñas cantidades de etano), que se transporta y llega a los consumidores por tuberías de alta, media y baja presión, existen otras dos formas comerciales, tecnológicamente obtenidas como son: el gas natural comprimido (GNC) y el gas natural licuado (GNL).

Se llama GNC al gas natural comprimido a altas presiones que almacenado en tanques, y éstos alojados en un vehículo, puede proveer al mismo de energía. El hecho de comprimirlo a altas presiones, se debe a la problemática de almacenar una cantidad de energía considerable en un volumen limitado para dar al vehículo la máxima autonomía posible. Al GNC se le llama también Gas Natural Vehicular (GNV).El único riesgo que esto conlleva es que lógicamente, en caso de accidente, cuanta más energía se halle almacenada en el tanque también se multiplican los efectos negativos en el caso de un siniestro que afecte al sistema de almacenamiento. No obstante, es menos peligroso que cualquier otro combustible ya que su temperatura de ignición es más alta que la nafta (700ºC en comparación con450ºC de la nafta), su rango de inflamabilidad es muy bajo, alrededor del 5 al 15% de la mezcla aire/gas a presión atmosférica es potencialmente inflamable. El gas natural se comprime a 250 bar y se almacena en el vehículo en cilindros instalados en la parte trasera, el chasis, o en el techo, a una presión de unos 220 bar.

GAS NATURAL COMPRIMIDO GNC

Cilindros contenedores de GNC a base de fibra de carbono

GAS NATURAL LICUADO GNL

Es el gas natural en estado líquido, almacenado a temperaturas criogénicas, concretamente a -163ºC para 1 bar de presión. En este estado de presión y temperatura, la densidad del líquido es de437kg/m3 , es decir del orden de 600 veces mayor que en las condiciones base de 1 bar y 15ºC. Por esta razón, la gran ventaja del GNL es que también puede almacenarse una cantidad de energía por unidad de volumen 600 veces superior a las condiciones base; por tanto, esta es la forma más económica de transportar el gas entre continentes en embarcaciones marítimas especiales (los llamados buques metaneros), donde sistemas de transporte por tuberías tradicionales no serían económicos y podrían ser técnica o políticamente inviables. De esta manera, la tecnología del GNL hace disponible el gas natural a través del mundo.

CARACTERÍSTICAS DE LA COMBUSTIÓN

TRATAMIENTO DEL GAS NATURAL

Una vez en la superficie, los diferentes constituyentes del gas producido desde los pozos son separados: gas de los líquidos, gas del agua y sólidos de los líquidos y del gas. Los constituyentes que se pueden vender, se retiran de la zona de producción y los residuos, generalmente salmuera y sólidos, se eliminan luego de un tratamiento. En esta etapa los gases aún pueden contener cantidades importantes de hidrocarburos líquidos, y suelen ser tratados para su separación, en las Plantas de gas.

•El gas "natural" esta denominado así porque en su composición química no interviene ningún proceso; es limpio, sin color y sin olor.•La composición del gas natural varía según el yacimiento en el que se ubique.

•Con motivos de seguridad al gas se le añade un agente químico llamado mercaptano, que le da un olor a huevo podrido, con el propósito de detectar una posible fuga de gas.

•El uso del gas natural puede ayudar a evitar muchas de las preocupaciones a nivel ambiental incluyendo la contaminación, la lluvia ácida y las emisiones de gas efecto invernadero.