Gas Natural
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PETRÓLEO Significa
UNIDAD DE APRENDIZAJE 05
Objetivo terminal del curso: Desarrollar las competencias argumentativasObjetivos de la Unidad: • Dominio conceptual sobre temas relacionados a los procesos de extracción-prospección-distribución-refinación-impacto ambiental por el uso del petróleo y sus derivados.• Propiciar la toma de conciencia y sensibilización sobre problemas medio ambientales.
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• Los alcanos reaccionan con el oxígeno en presencia de una llama luminosa o chispa eléctrica. Si la reacción se lleva a cabo con exceso de oxígeno, se produce dióxido de carbono y agua, y se denomina combustión completa.
• Si el oxígeno esta en defecto, se produce monóxido de carbono y agua, denominándose combustión incompleta.
• Si el oxígeno es muy escaso, se produce negro de humo (C(s)) y agua, denominándose combustión con humos negros, principal combustión que se produce en los incendios.
•
• Q1 > Q2 > Q3
chispaC H + O CO H O Q
n 2n 2 2 2 2 1
exceso
chispaC H + O CO H O Q
n 2n 2 2 2 2
defecto
chispaC H + O C H O Q
n 2n 2 2 (s) 2 3
Muy escaso hollín
CALORES DE COMBUSTIÓNCALORES DE COMBUSTIÓN
4817 kJ/mol4817 kJ/mol
5471 kJ/mol5471 kJ/mol
6125 kJ/mol6125 kJ/mol
654 kJ/mol654 kJ/mol
654 kJ/mol654 kJ/mol
HeptaneHeptane
OctaneOctane
NonaneNonane
5471 kJ/mol5471 kJ/mol
5466 kJ/mol5466 kJ/mol
5458 kJ/mol5458 kJ/mol
5452 kJ/mol5452 kJ/mol
5 kJ/mol5 kJ/mol
8 kJ/mol8 kJ/mol
6 kJ/mol6 kJ/mol
CALORES DE COMBUSTIÓNCALORES DE COMBUSTIÓN
8CO8CO22 + 9H + 9H22OO
5452 kJ/mol5452 kJ/mol5458 kJ/mol5458 kJ/mol
5471 kJ/mol5471 kJ/mol
5466 kJ/mol5466 kJ/molOO22OO22++++ 25252525
2222
OO22OO22++++ 25252525
2222 OO22OO22++++ 25252525
2222 OO22OO22++++ 25252525
2222
CALORES DE COMBUSTIÓNCALORES DE COMBUSTIÓN
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Cuadro 1: Entalpías de combustión de alcanos
Compuesto Nombre H0comb(kcal/g) H0
comb(kcal/mol)
CH4 (g) metano -13,3 -212,8
C2H6 (g) etano -12,4 -372,8
CH3CH2CH3 (g) propano -12,0 -530,6
CH3CH2CH2CH3 (g) butano -11,8 -687,4
(CH3)3CH (g) isobutano -11,8 -685,4
CH3(CH2)4CH3 (liq) n-hexano -11,5 -995,0
CH3(CH2)6CH3 (liq)
n-octano(aprox.
gasolina)-11,4 -1305,0
CH3(CH2)14CH3 (liq)n-hexadecano(aprox. gasóleo)
-11,3 -2559,0
Fuente: Primo Yúfera.
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• Aunque el calor de combustión por gramo disminuye cuando aumenta la masa molar, el aumento de la densidad hace que, en total, el calor de combustión por mililitro, aumente. Así 1 mL de propano líquido proporciona 6,95 kcal , 1 mL n-butano líquido da 7,1 kcal, 1 mL de n-octano da 8 kcal y 1 mL de n-hexadecano da 8,76 kcal.
• Recuerda que el hidrógeno es el mejor combustible, es el combustible más liviano, produce más kcal/g y además sus productos de combustión no producen contaminación.
• Recuerda que la gasolina genera más energía por unidad de masa (kcal/g), pero el gasóleo produce más energía por unidad de volumen(kcal/mL).
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EXPLORACIÓN Y EXPLOTACIÓN PROCESAMIENTO TRANSPORTE DISTRIBUCIÓN /
COMERCIALIZACIÓNCONSUMIDOR
FINAL
Cadena de Actividades en la Industria del Gas Natural:
El gas natural es una mezcla de hidrocarburos (principalmente metano, con pequeñas cantidades de etano, propano y butanos) que existe en los yacimientos en fase gaseosa, o en solución disuelto en el petróleo, y que a condiciones atmosféricas permanece en fase gaseosa. Puede encontrarse mezclado con algunas impurezas o sustancias que no son hidrocarburos, tales como ácido sulfhídrico, nitrógeno o dióxido de carbono.
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Cuadro 2: Componentes del gas natural.
Las impurezas más comunes son: sulfuro de hidrógeno, dióxido de carbono, nitrógeno, vapor de agua, que pueden disminuir capacidad calorífica. Las propiedades del gas natural según la composición del cuadro anterior son: Densidad relativa: 0,65. Poder calorífico: 10-11 kcal/m³, Cp (presión Cte): 8,57 cal/mol.°C, Cv (volumen Cte): 6,56 cal/mol.°C, Azufre max. = 60 ppm.
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Cadena de distribución
del gas natural.El gas natural se constituye en el
combustible mas económico para la
generación de electricidad, ofrece las
mejores oportunidades en términos de economía,
aumento de rendimiento y reducción del impacto
ambiental. Estas ventajas pueden conseguirse tanto en las grandes centralestermoeléctricas así como
en las pequeñas.
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Aguaytia
Usos más importantes del gas natural
Energía térmica confiable, barata(energía de suministro continuo más barata) mayor seguridad (por su densidad) y limpia (menor impacto ambiental) e independiente de las variables climatológicas.
OPORTUNIDAD DE USO DEL GAS NATURAL POR OPORTUNIDAD DE USO DEL GAS NATURAL POR SECTOR PRODUCTIVOSECTOR PRODUCTIVO
La fracción de líquidos de gas natural, es procesada en columnas de destilación para obtener productos combustibles de alto valor y/o materia prima para la industria petroquímica, produciéndose propano, butano (GLP), gasolina base, solventes, kerosene, turbo A-1 y diesel.
Permite convertir gas natural (metano) en GLP, nafta, kerosene y diesel y ceras, mediante un proceso integrado que consta de tres etapas:
• Procesamiento y Síntesis del Gas: el gas es mezclado en un reactor con aire, produciendo gas sintético (H2 y CO).
• Ciclo de Fischer-Tropsch: los gases pasan al reactor Fischer-Tropsch donde los catalizadores ayudan a reformar los gases en moléculas de hidrocarburos de cadena larga.
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• El gas licuado del petróleo (GLP) es la mezcla de gases condensables presentes en el gas natural o disueltos en el petróleo. Los componentes del GLP, aunque a temperatura y presión ambientales son gases, son fáciles de condensar, de ahí su nombre. En la práctica, se puede decir que los GLP son una mezcla de propano (>20% VOLUMEN) y butanos (< 80%VOLUMEN).
• Se puede encontrar como “gas natural asociado” cuando esta acompañando de petróleo, o bien como “gas natural no asociado” cuando son yacimientos exclusivos de gas natural.
Perspectivas del gas natural en el Perú
TAREA: HACER UN MAPA SOBRE EL GLP, A PARTIR DE LA SIGUIENTE EXPOSICIÓN:
USOS DEL GLP
• El Gas Licuado del Petróleo vehicular (GLP) es mezcla de butano (60%) y propano (40%). De acuerdo a la composición se puede variar el uso de destino del GLP.• Se almacena licuado a una presión moderada entre 3-10 bar. Esta baja presión permite poder almacenar y transportar el GLP en balones de acero ligeras.• Es un combustible sin plomo ni azufre y tiene un índice de octano superior a la gasolina (103).• Con respecto al diesel, reduce las emisiones de NOX reduce significativamente la lluvia áciday reduce en un 99% las emisiones de material macroparticulado (humo negro).•El 34 % de la demanda se obtiene de los procesos de refinación y el 66 % de las reservas de gas natural.• En el pasado, el Gas Licuado se destruía por venteo o quema en antorcha, por lo que se desperdiciaba el enorme potencial de esta extraordinaria fuente energética.