Procesamiento del Gas 22014 Prof. Jos Rivero

GAS NATURAL GENERALIDADES

En la actualidad existen ms de 70 pases productores de gas natural que

utilizan este insumo para su desarrollo industrial logrando una mayor

competitividad debido a las muchas ventajas que el gas natural ofrece.

El gas natural es la fuente de energa ms ventajosa porque, adems de

ser un combustible limpio y de bajo costo, compite con todas las otras

fuentes de energa.

En la generacin elctrica el gas compite con el petrleo, el carbn y las

centrales hidroelctricas; en el uso industrial compite con el petrleo

pesado (fuel oil), el diesel y la electricidad; en el rea domstica compite

con el kerosene, la electricidad, el gas licuado y otros combustibles y

finalmente en el sector transportes compite con la gasolina y el diesel.

Es decir, el gas natural se adapta a las necesidades modernas y por lo tanto

ofrece, a los pases que lo poseen y explotan, una ventaja competitiva

importante. Estas ventajas del gas natural sobre otras fuentes de energa han

hecho que su utilizacin se incremente constantemente durante los ltimos

veinte aos de manera que, en la actualidad, representa ms del 20% de la

energa que se consume en el mundo.

Debido a su bajo costo se puede anticipar que, progresivamente, los

generadores elctricos que usan petrleo o carbn irn reemplazando estos

insumos por gas natural. Adems en lo relativo a la inversin inicial, la

generacin elctrica utilizando gas natural como fuente de energa, compite

ventajosamente con una central hidrulica.

En la industria resulta una gran ventaja la posibilidad del calentamiento directo con gas natural que, a diferencia de un sistema de vapor, puede utilizarse como fuente de calor directamente sobre la materia prima que

est siendo procesada, por ejemplo en la industria del vidrio o cermica.

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QUE ES EL GAS NATURAL? El gas natural es un combustible fsil formado por un conjunto de

hidrocarburos que, en condiciones de reservorio, se encuentran en estado

gaseoso o en disolucin con el petrleo. Se encuentra en la naturaleza como

gas natural asociado cuando est acompaado de petrleo y como gas

natural no asociado cuando no est acompaado de petrleo.

El principal componente del gas natural es el metano, que usualmente

constituye el 80% del mismo. Sus otros componentes son el etano, el

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propano, el butano y otras fracciones ms pesadas como el pentano, el

hexano y el heptano.

La denominacin de estos hidrocarburos es:

Generalmente contiene 1% de impurezas como son el nitrgeno, bixido de

carbono, helio, oxgeno, vapor de agua y otras que son tambin de

combustin limpia.

A diferencia del petrleo, el gas natural no requiere de plantas de refinacin

para procesarlo y obtener productos comerciales. Las impurezas que pueda

contener el gas natural son fcilmente separadas por procesos fsicos

relativamente sencillos.

ORIGENES DEL GAS NATURAL

El gas natural, tal como el petrleo y el carbn, es un combustible fsil. El

gas y el petrleo fueron formados hace millones de aos, cuando plantas y

animales principalmente microscpicos, conocidos como fitoplancton y

zooplancton se depositaron en el fondo del mar y fueron enterrados por

sedimentos. Las capas de sedimentos fueron acumulndose, originando

un incremento de la presin y temperatura, lo cual convirti la materia

orgnica en compuestos de hidrgeno y oxgeno.

El proceso de la formacin de gas y petrleo, se parece al de una cocina

donde las rocas son cocinadas lentamente.

Una vez formado el gas y el petrleo, debido a la presin en el subsuelo,

stos se filtraron a travs de fracturas y/o el espacio poroso de las rocas,

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migrando hacia las partes superiores del subsuelo, alcanzando en algunos

casos la superficie. Donde las condiciones geolgicas fueron apropiadas,

estos hidrocarburos quedaron atrapados, no como en un lago sino dentro de

los poros de la roca, a la cual se le denomina reservorio.

Los reservorios de gas natural, al igual que los reservorios de petrleo,

estn formados por rocas porosas y permeables ubicadas en el subsuelo.

Un conjunto de reservorios similares constituye un yacimiento.

UNIDADES DE MEDIDA EN EL GAS NATURAL Tanto para las actividades de produccin como para las de comercializacin

del gas natural, es necesario utilizar un sistema de medidas que sea

conocido y aceptado por todos los involucrados en tales actividades.

Tradicionalmente las unidades utilizadas para la medicin de los

hidrocarburos pertenecen al sistema de medidas anglosajn de base pie libra. Sin embargo vemos en los ltimos aos que ste se est trasladando a

los patrones del Sistema internacional de unidades (SI) de base metro kilogramo, y es posible que haya ms cambios por venir.

Justamente por ello cabe aclarar que estamos viviendo un momento de

transicin en cuanto al uso de unidades de medida que es importante

esclarecer.

La globalizacin de la ciencia, la industria y el comercio puso en relieve la

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necesidad de tener un nico patrn de unidades de medidas que nos

permitiese comunicarnos inequvocamente.

En este nuevo escenario mundial, la convivencia de patrones

independientes de medicin confunde la comunicacin porque las

equivalencias pueden ser inexactas y sus abreviaturas pueden referirnos al

valor de otro patrn o significado.

El crecimiento geomtrico en el orden de magnitud hace indispensable

evitar errores o tergiversaciones; ya no es seguro hablar de mil millones de

millones o mil billones o un trilln, la necesidad nos impone el uso de

unidades ms manejables como un giga (1 G), un tera (1 T) o un exa (1 E).

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Esta seccin empieza con una serie de muestras representativas del gas de

Venezuela. De la misma forma, se incluyen otros gases caractersticos de

Colombia y Argentina, pases en los cuales se ha venido utilizando esta

informacin durante los ltimos aos.

Se mencionan los principales elementos indeseables que suelen aparecer

conjuntamente con el gas natural, sus efectos sobre las instalaciones, las

personas y el ambiente en general. Es imprescindible que el estudiante

conozca las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser

aceptadas en el gas, as como los procedimientos usados para detectar su

presencia entre los hidrocarburos. El trmino ppm debe ser manejado con

toda claridad y, en? ese sentido, las conversiones e interpretaciones

simultneas sobre ppm,v; ppm,p, ppm,p/v, fraccin molar y porcentaje o fraccin volumtrica o por peso tienen que ser interpretados con absoluta

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seguridad.

Se agregan las tablas sobre las caractersticas de los componentes ms

comunes en el gas natural, recopilada por la GPSA, que es la informacin

ms completa publicada en la literatura universal.

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Composicin del gas

Se comienza con el diagrama de fases de un monocomponente, de cuya

observacin se deducen las aplicaciones. Esto se compara con el dibujo

presin- temperatura de un policomponente, en el cual se apoyan todas las

consideraciones que puedan hacerse alrededor del uso que quiera drsele a

un gas determinado.

A partir de las reglas de Kay, se examinan y determinan las caractersticas

de una muestra tipo, complementndolas ms tarde con el clculo del

contenido de lquidos condensables del gas (GPM), as como con el efecto

de los ingredientes cidos sobre las propiedades seudocrticas y el factor de

compresibilidad.

El uso de las hojas de clculo les facilita a los estudiantes que se inician en

esta materia, la interpretacin y la deteminacin de los parmetros ms

comunes. Por eso se decidi incluirlas en el libro. A su vez, son muy tiles

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en laboratorios y lugares similares, donde sean los operarios los

responsables de recopilar la informacin de rutina.

Se exhibe una serie de gases de diversas procedencias y se agrega el

diagrama de fases correspondiente. Al interpretarla se tienen las ventajas y

desventajas de cada muestra de gas, con respecto al uso que se le quiera

dar.

Con los simuladores apropiados, el ingeniero podr tener los diagrama del

producto que alimenta su respectiva planta, un aspecto que contribuir

notablemente a predecir el comportamiento del fluido frente a las

variaciones de presin y temperatura que se puedan producir en las

instalaciones a su cargo. B

Aparece luego lo inherente a la determinacin de la densidad de los

hidrocarburos en estado lquido. Esta se calcula siguiendo en la hoja de

cmputo con la correspondiente frmula, y se corrige por los efectos de la

presin y temperatura sobre la densidad, inicialmente calculada en

condiciones atmosfricas.

La ltima parte de este captulo se dedica al anlisis de la presin de vapor,

un parmetro que va a afectar la calidad del producto que se oferta en el

mercado, las condiciones que se exigen en el fraccionamiento de los

hidrocarburos y el lgico diseo de la planta, la escogencia de un

determinado sistema para la eliminacin de los componentes cidos y

muchos diseos ms. Se parte del concepto de presin de vapor y sus

respectivas aplicaciones.

Todo esto est ntimamente ligado a la composicin del gas natural. Por

ello es necesario que el lector se familiarice muy bien con los anlisis, el

modo de hacerlos y el resultado que, finalmente, llega hasta los escritorios.

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