GAS NATURAL CaracterÃ-sticas Y Aplicaciones. PROPIEDADES.

GAS NATURAL
CaracterÃ-sticas Y Aplicaciones.
PROPIEDADES.
El gas natural es uno de los recursos naturales del subsuelo producido en pozos petrolÃ-feros. ya sea solo 0 en
asociación con el Petróleo Crudo u otros productos LÃ-quidos Como la gasolina natural. Los yacimientos
de crudo y gas en México se encuentran a profundidades que varÃ-an de 3000 a 6000 mts. La relación
crudo / gas en nuestros yacimientos de crudo y gas varÃ-an de 8OO a 1400 pies cúbicos de gas por barril de
crudo extraÃ-do, dependiendo del campo productor.
El gas natural es una mezcla de gas es compuesto principalmente por metano con pequeña. Cantidades de
hidrocarburos en el rango de 2 a 6 átomos de carbono, como son el etano, Propano, n−butano y mas pesado,
asÃ- como gases inertes como Dióxido de carbono, Nitrógeno. Argón y compuestos de Azufre.
Cuando el gas se quema con aire u oxigeno, se produce bióxido de carbono, agua y una cantidad de calor
conocida como poder calorÃ-fico, que es la caracterÃ-stica mas Importante del gas natural como combustible
para la Industria,
El gas natural se considera como un combustible limpio, y que solo contiene trazas de Azufre, y otras
impurezas como agua, Nitrógeno y AnhÃ-drido carbónico quo solo disminuye el poder calorÃ-fico del gas,
Otras Impurezas son el agua utilizado para las pruebas hidrostáticas y el polvo que se deposita en las
tuberÃ-as durante la construcción de los LÃ-neas de los gasoductos, entronques y redes industriales y
domesticas, eliminándose con rampas de limpieza localizadas en los entradas de las estaciones centrales de
control y de redes industriales asÃ- como con separadores de polvo y condensables a la entrada del gas en las
estaciones de medición y regulación,
CLASIF1GACION DEL GAS,
El gas natural se clasifica como húmedo seco. El gas húmedo tiene una concentración de productos mas
volátiles (propano, butano, y mas pesados ) recuperables en forma de gasalina, kerosina y gas LP., en
cantidades de 300 o mas galones ( 1135,5 Litros) de hidrocarburo Licuables por codo 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 tiene 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 so extraen los hidrocarburos licuables del gas natural son realizados en plantas
criogénicas y de absorción, obteniéndose un gas seco que es utilizado como combustible para la
industria.
COMPOSICIÓN DEL GAS NATURAL.
La composición quÃ-mica del gas natural varia de un campo productor o otro, Sin embargo. es el gas
metano el principal componente con un rango de 75% 0 99% mol de gas natural.
AsÃ- mismo, posee ciertas cualidades especÃ-ficas que, en mayor o menor grado, pueden conferirle una
ventaja sobre el resto da los combustibles alternos con los que entra en competencia. Tales ventajas son
debidas en general a Ios cuatro hechos siguiente:
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1.− La combustión del Gas Natural en comparación de otros combustibles por medio mejor debido a
que no emiten emisiones valorativas ni partÃ-culas suspendidas y es baja la proporción de emisiones
contaminantes (CO, HC, Y NOx), esto se debe a que el gas tiene mejores caracterÃ-sticas. De combustión en
comparación con el combustóleo, y por lo tanto colabora en menor proporción para la formación del
ozono.
2.− Se consigue una mejor regulación del calor, siendo posible tener temperatura y atmosferas controladas.
3. − Su comodidad de utilización es comparable con la electricidad, lo que le hace particularmente apreciado
en los sectores comerciales y domésticos.
LAS GASOLlNAS
La gasolina, su obtención, sus caracterÃ-sticas, sus propiedades, su mezclado y los aditivos que se le
adicionan asÃ- coma su impacto en la operaci6n de los vehÃ-culos y el media ambiente.
Las gasolinas son productos obtenidos de la refinaci6n del petróleo crudo constituido esencialmente par
hidrocarburos y eventualmente por pequeñas cantidades de productos de sustiluci6n (compuestos
oxigenados y aditivos).
Con la tecnologÃ-a de hay en dÃ-a es posible sintetizar gasolina empleando el carbón o haciendo una
extracción de las arenas pantanosas contaminadas con alquitrán, pera estos procesos son complicados y
muy caros, por lo que se sigue empleando la forma mas económica de obtención de la gasolina que es a
través de la refinación del petróleo.
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Cuando proviene de la extracción de la lÃ-nea es de aceite crudo puede ser tan espeso y negro coma el
alquilaran fundido o con una coloración tan tenue como la que se observa en una sopa de pollo y al mismo
tiempo presenta una fluidez muy ligera.
Una gasolina que se surte en las estaciones de servicio esta formulada con mas de un centenar de elementos
Distintos.
Los hidrocarburos componentes de una gasolina son de diferentes tipos y formas, quÃ-micamente hablando.
Las gasolinas pueden formularse con la combinación de cualquiera de los cuatro grupos de hidrocarburos
conocidos quÃ-micamente, estos son: parafinas, olefinas, naftenicos y aromáticos. La diferencia entre cada
uno de estos grupos estriba en su relación de átomos de hidrogeno y carbón présenles en su
molécula.
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Las caracterÃ-sticas de una gasolina en particular están fuertemente influenciadas por el tipo de
hidrocarburos que la constituyen eventualmente por pequeñas cantidades de productos de sustitución
(compuestos oxigenados y aditivos).
La combustión del carburante llamado gasolina, en un motor de combustión interna proporcionara la
energÃ-a necesaria para su desplazamiento. Par tanto, el rendimiento del combustible será función. Directa
de la calidad del carburante utilizado, teniendo una Intima relación con la especificaci6n del producto, las
que deben ser bien definidas y a su vez garantizadas por la empresa productora del energético.
Ahora bien, veremos coma las propiedades de una gasolina afectan el buen desempeño de un vehÃ-culo.
Las especificaciones de las gasolinas contemplan tanto sus caracterÃ-sticas fÃ-sicas coma quÃ-micas, ambas
están definidas para garantizar su manejo, distribución y su buen funcionamiento en el automóvil asÃcomo el de minimizar el deterioro del medio ambiente.
Entre las caracterÃ-sticas fÃ-sicas de las gasolinas se puede citar: la densidad o su peso especifico y la
volatilidad, dentro de las quÃ-micas podernos citar el octanaje, las gomas preformadas, el periodo de
inducción, el contenido de azufre, la corrosión asÃ- como otras propiedades que en la actualidad se
establecen con el objeto de medir las emisiones contaminantes a la atmosfera coma son: el contenido de
benceno, aromáticos y olefinas. .
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Con relación alas caracterÃ-sticas fÃ-sicas, estas se definen para garantizar un manejo seguro del producto
en las instalaciones donde se almacena y se distribuye, asÃ- mismo indica la facilidad de su usa en cualquier
tipo de circunstancias dentro del motor del vehÃ-culo, esto es, arranque, puesta en operación y
comportamiento en caliente.
La densidad de una gasolina nos indica su cantidad en masa par unidad de volumen, nos permite saber si esta
formulada por compuestos ligeros o pesados. Por otro lado, su volatilidad es la tendencia a vaporizarse y es
una de las propiedades fÃ-sicas más importantes. La volatilidad afecta a la economÃ-a del combustible, el
fácil arranque y la manejabilidad del vehÃ-culo.
Una gasolina debe ser lo suficientemente volátil para quemarse, pero no tan volátil que ocasione problernas
como el llamado sello de vapor (vapor lock) y la formación de hielo en el del carburador bajo condiciones
ambientales adversas. Por otro lado si es poco volátil puede provocar la dilución del aceite del motor, al
adelgazar la pelÃ-cula del aceite lubricante en el motor provocando desgaste excesivo y fricción entre los
metales.
Para determinar el parámetro de la volatilidad se utiliza la curva de puntos de ebullición contra los
volúmenes destilados del producto (curva de ebullición de una gasolina), y esta dividida en tres partes:
volatilidad inicial, intermedia y final. Cada una de estas divisiones de la curva de destilación afecta ciertos
comportamientos del automóvil.
Para Lograr Esta curva se lleva a cabo de la manera siguiente: Se coloca un volumen preestablecido de
producto en un matraz de destilación, se aplica calor a través de una resistencia eléctrica o mechero los
vapores generados se condensan y este condensado se mide y se registra la temperatura a la cuál se alcanza
cada volumen de condensado. Para lograr el objetivo se registra la temperatura a la que cae la primera gota de
producto condensado en el matraz de recepción, también se anotara la temperatura al obtener el 10%,5O%
y 90% en volumen de la muestra manejada, asÃ- como cuando deja de detenerse destilado. Otra de las
variables que se registra es el volumen de producto que no destilo y se conoce como residuo de destilación,
COMBUSTIBLE DIESEL
Agua y sedimento O.05%
Numero de Cetano 45−48
Poder calorÃ-fico 19700 btu/Ib
EL COMBUSTIBLE DIESEL ES UN DERIVADO DEL PETROLEO MAS PESADO QUE LA
GASOLINA.
Diesel .− Rudolf Diesel invento una maquina en Paris Francia que se llamo motor diesel, por haberse utilizado
como combustible un producto intermedio de la destilación del petróleo, el gasóleo. El combustible se
utiliza en vehÃ-culos como: tractores, tráiler, autobuses, automóviles, buques tanque, motores de
propulsión marina, barcos , chalanes, locomotoras, plantas de fuerza industrial, generadores de vapor.
El diesel es un recurso importante de energÃ-a. El motor de combustión interna reciprocarte a base de diesel
es el mas eficiente que se utiliza en la actualidad, mecánicamente es Igual o similar al de combustión
interna de gasolina. La principal caracterÃ-stica del diesel es el principio de ignición por compresión.
En el motor de gasolina la ignición es causada por una chispa, generada en un punto predeterminado
originando una compresión en una mezcla homogénea de aire gasolina en la siguiente relación:
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15 Ib aire / Ib de gasolina.
El diesel opera en una carga heterogénea de aire comprimido previamente y el combustible finamente
inyectado en forma atomizada, que es Inyectado al final de la compresión mezclándose con el aire caliente
comprimido, originando la combustión y por lo tanto el desplazamiento del pistón usando una relación:
16−100 partes de aire /1 de combustible
Inyección directa: Se inyecta directamente a la cámara del cilindro de aire comprimido y causa la ignicion,
se requieren altas presiones:
Inyección 2000 − 30,000 psi para tener buen contacto.
Inyección indirecta. − se Inyecta en una pre−cámara conectada a través de un ducto estrecho donde se
encuentra la mitad del aire comprimido, y es donde se inicia la combustión pasando una mezcla al cilindro
para completar la ignición. En una garganta donde hay flujo de alta velocidad, la presión es baja:
1500−5000 psi.
El diesel es producido en las diferentes refinerÃ-as y proviene de las corrientes de proceso tales como:
Diesel Primario (gasóleo ligero atmosférico).
Querosina (corte ligero de la destilaci6n primaria).
Aceite cÃ-clico ligero (proceso de desintegraci6n catalÃ-tica FCC o TCC).
Nafta pesada catalÃ-tica (proceso de desintegración catalÃ-tica FCC o TCC).
Un barril de petróleo presenta aprox. los siguientes. Porcentajes de hidrocarburos:
15% de ligeros gas y gasolina., 35% de intermedios turbosina, querosina, diesel, 50% de pesados
combustóleo, asfalto, coque.
De la misma forma el diesel proviene de los siguientes procesos de la refinación: Destilación primaria
(atmosférica).
Desintegración térmica (reductora de viscosidad, alto vacio). Desintegración catalÃ-tica (FCC 0 TCC)
Hidro−craking (desintegración en presencia de hidrogeno). Coquización (desintegración hasta carbón).
Hidrotratamiento (interacción de destilados intermedios con hidrogeno).
Propiedades especiales del DIESEL
Gravedad API 39−45
Punto de ignición 39−54 ºC
Viscosidad 1.3−1.7 cst
Azufre 0.05−0.5 %peso
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Agua y sedimento 0.05%
Numero de Cetano 45−48
Poder calorÃ-fico 19700 btu/lb
El número de cetano del diesel es la cualidad de ignición.
Cuando se inyecta el combustible a la cámara no se prende inmediatamente hay un intervalo de entre la
inyección y la ignición que se le llama periodo de ignición que depende del diseño del motor,
condiciones de operación, composición del combustible y de los inyectores.
Si el periodo de ignición es grande se dificulta el arranque, habiendo detonaciones por acumulación de
combustibles con gran desprendimiento de energÃ-a, cuando es pequeño la combustión es pareja.
La revisión constante de las especificaciones con objeto de abatir los Ã-ndices de contaminación ambiental
ha traÃ-do como consecuencia la implantación de nuevas tecnologÃ-as en los procesos, para reducir las
emisiones contaminantes a la atmosfera tales como: azufre, nitr6geno, aromáticos, olefinas, etc. y asÃpoder cumplir con las normas nacionales de protección al ambiente.
El principal contaminante que es el azufre, ocasiona degradación en el equipo e instalaciones debido a la
corrosión. Representa un veneno para los catalizadores.
Aumentando los costos en la producción.
El azufre en la combustión provoca emisiones a la atmosfera de SO2, SO3, SOx, produciéndose asÃ- la
lluvia acide de efectos desastrosos en los ecosistemas, algunos irreversibles en las áreas agrÃ-colas.
Las principales caracterÃ-sticas del funcionamiento de DIESEL: Limpieza.− Residuos carbonosos, agua y
sedimentos y azufre. CaracterÃ-sticas de Ignición.− No de Cetano o Ãndice de Diesel. Fluidez y
atomización.− viscosidad, punto de fluidez.
Volatilidad.− punto de inflamación y residuos carbonosos. Especificaciones y caracterÃ-sticas
fisicoquÃ-micas del diesel. Gravedad API. Existen diferentes formas de la densidad La gravedad API
(Inslituto Americana del Petroleo).
La gravedad especifica sg:
Es la relación= 141.5/sg −131.5)
Entre mayor sea la gravedad especifica menor será el valor de gravedad API
API agua = 10 porque Sg agua =1 Punto de ebullición media MeABP se obtiene gráficamente a partir de
los datos de la destilación ASTM. Y con la temperatura de ebullición media volumétrica: VABP
VABP= (T1O+T30+T50+T70+T90) /5
Peso molecular.− representa e! valor promedio de los pesos moleculares de los componentes presentes, se
utiliza para saber balances de materia y energÃ-a.
Factor de caracterización (K).− es un numero que indica si la fracción del petróleo tiene naturaleza
parafinica, naftenica o aromática.
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Temperatura de anilina. − se determina la calidad de ignición, del poder de dilución de un producto del
petro1eo mezclado con anilina pura, tomando en consideración el principio d solubilidad a una cierta
temperatura. La prueba utiliza esta caracterÃ-stica determinando la temperatura a la cual la mezcla se
enturbia.
Calidad de ignición se mide experimentalmente mediante el número de ceetano.
No de Cetano.− Se basa en una escala de las caracterÃ-sticas de ignici6n de dos hidrocarburos: Cetano normal
o hexadecano de valor 100, con un periodo de ignición corto, C16 H34.
Y el alfa metil naftaleno: No de Cetano valor 0, periodo de ignición largo, pobre en ignicion.
El No de Cetano de una muestra de combustible comparada con la mezcla patrones cuando la ignición es
similar a la comparado con determinado % de hexadecano. Si tiene 50 % de este el No de celano será de 50.
En una maquina de prueba:
N de C. alto, tiene buena ignid6n (periodo de ignición corto).
N de C. bajo, tiene mala ignici6n (periodo de ignición largo).
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