PROPIEDADES DE LOS GASES NATURALES

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INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DE COSAMALOAPAN

INVESTIGACION: Propiedades de los Gases Naturales ESTUDIANTES:

Juan Antonio Luis Hernández (115Q0260)

Emanuel Pestaña Pérez (115Q0296)

Pilar Marcelino Cortes Ramírez (115Q0207)

José Agustín Aburto Sánchez (115Q0252)

Elba Ruth Pérez Meléndez (115Q0035)

Jaime Andrés Casanova García (115Q0269)

CATEDRATICO: Ing. May Tony Reyes López

CATEDRA: Ing. de Producción de Gas Natural I

GRUPO: 707-AB

FECHA: Septiembre- 2014 2

INDICEINTRODUCCIÓN…………………………………………………...……………………………………………………..5

1.1 GAS NATURAL ……………………………………………………………………………………………………….6

1.1.1 DEFINICIÓN DE GAS NATURAL…………………………………………………………………………………7

1.1.2 ¿COMO SE ENCUENTRA EL GAS NATURAL? ……………………………………………………………….8

1.1.3 CLASIFICACIÓN DEL GAS NATURAL…………………………………………………………………………..9

1.1.4 COMPOSICIÓN…………………………………………………………………………………………………..11

1.2 PROPIEDADES DE LOS GASES…………………………………..…………………………………………….13

1.2.1 DENSIDAD RELATIVA DE GAS…………………………………………………….…………………………..14

1.2.2 FACTOR DE VOLUMEN DEL GAS…………………………………………………………………………..…16

1.2.3 COMPRESIBILIDAD DEL GAS……………………………………………………………………………….…17

1.2.4 VISCOSIDAD DEL GAS…………………………………………………………………………………………18

1.3 CARACTERISTICAS DEL GAS NATURAL……………………………………………………………………...19

CONCLUSION………………………………. ………………………………………………………………………….25

FUENTES DE INFORMACIÓN………………………………………………………………………………………...26

ANEXOS …………………………………………………………………………………………………………………27 3

INDICE DE FIGURAS Fig. 1 Yacimiento de gas natural……………………………………………….....…………7

Fig. 2 Trampa de Gas Natural………………………………………………………………...8

Fig. 3 Clasificación de Gas natural………………………………………………………...12

Fig. 4 Se puede observar cuando presionas el émbolo de una jeringa mientras tienes

tapada su salida……………………………………………………………………....20

Fig. 5 Cuando hay un gas encerrado en un recipiente, como un globo, basta una pequeña

abertura para que el gas pueda salir ………………………………………..…21

Fig. 6 Un escape de gas desde un balón, este tiende a ocupar todo el espacio donde se

encuentra mezclándose con el aire ………………………………………..…22

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INTRODUCCIÓN

El gas natural es una de las varias e importantes fuentes de energía no

renovables formada por una mezcla de gases ligeros que se encuentra en

yacimientos de petróleo, disuelto o asociado con el petróleo (acumulación

de plancton marino) o en depósitos de carbón.

Aunque su composición varía en función del yacimiento en el que se

encuentra, está compuesto principalmente por metano en cantidades que

comúnmente pueden superar el 90 ó 95 %.

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1.1 GAS NATURAL

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1.1.1 DEFINICIÓN DE 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.

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Fig. 1 Yacimiento de petróleo con gas

1.1.2 ¿COMO SE ENCUENTRA EL GAS NATURAL?

• Se encuentra al igual que el petróleo en yacimientos en el subsuelo.

• Puede ser asociado (gas mezclado con crudo) o libre.

• Las propiedades del gas tales como composición gravedad específica,

peso molecular y poder calorífico varían de un yacimiento a otro.

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Fig. 2 Trampa de Gas Natural

1.1.3 CLASIFICACIÓN DEL GAS NATURAL

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Gas Natural

Gas dulce

Gas agrio o acido

Gas rico

Gas pobre

Gas dulce: Es aquel que contiene cantidades de sulfuro de hidrógeno (H2S),

menores a 4 ppm. La GPSA define un gas apto para ser transportado por

tubería como aquel que contiene menos de 4 ppm, y de H2S; menos del 3 % de

CO2 y 6 a 7 libras de agua por millón de pies cúbicos en condiciones normales

(pcn).

Gas agrio o ácido: Es aquel que contiene cantidades apreciables de sulfuro de

hidrógeno, dióxido de carbono (CO2) y otras componentes ácidos (mercaptanos,

etc.,) razón por la cual se vuelve corrosivo en presencia de agua libre.

Gas rico (húmedo): Es aquel del cual se puede obtener cantidades apreciables

de hidrocarburos líquidos de aproximadamente 3 GPM (galones por 1.000 pies

cúbicos en condiciones normales.

Gas pobre (seco): Es un gas que prácticamente está formado por metano (C1)

y etano (C2).

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1.1.4 COMPOSICIÓN

Formado principalmente por metano, aunque también suele contener una

proporción variable de nitrógeno, etano, CO2, H2O, butano, propano,

mercaptanos y trazas de hidrocarburos más pesados. El metano es un átomo

de carbono unido a cuatro de hidrógeno (CH4) y puede constituir hasta el

97% del gas natural.

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Fig.3 Componentes energéticos del gas natural

1.2 PROPIEDADES DE LOS GASES

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DENSIDAD RELATIVA

FACTOR DE VOLUMEN

COMPRESIBILIDAD

VISCOSIDAD

1.2.1 DENSIDAD RELATIVA DE GASEs la relación entre el peso específico del cuerpo y el peso específico de la sustancia de

referencia. La sustancia de referencia es aire para los gases y agua para los sólidos y

líquidos.

En los cálculos de las propiedades de los fluidos se utilizan tres tipos de densidades

relativas del gas, por lo que es conveniente distinguirla. La densidad relativa que relativa

que generalmente se tiene como dato es la del gas producido. Cuando no se tiene

como dato se puede calcular de la siguiente manera:

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𝛾𝑔=∑𝑖=1

𝑛

∗𝛾𝑔𝑖∗𝑞𝑔𝑖

𝑞𝑔Donde: n= es el número de etapas de separación Ɣgi: Es la densidad relativa del gas en la salida del separador i.qgi: Es el gasto de gas a la salida del separado i.qg: Gasto del gas

La densidad relativa del gas disuelto puedo obtenerse con la correlación de Katz

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𝛾𝑔𝑑=.25+.02 ° 𝐴𝑃𝐼+𝑅𝑠∗10−6∗(.6874−3.5864 ° 𝐴𝑃𝐼)

Donde: Rs: Solubilidad del gas °API: Gravedad API

Densidad relativa del gas libre puede obtenerse:

𝛾𝑔𝑓=𝑅∗𝛾𝑔−𝑅𝑠∗𝛾𝑔𝑑

𝑅−𝑅𝑠Donde: R: Relación gas-aceite instantánea Rs: Solubilidad del gas Ɣgd: Densidad relativa del gas disueltoƔg: Densidad relativa del gas

1.2.2 FACTOR DE VOLUMEN DEL GASEl factor volumen del gas, Bg, es un parámetro que relaciona el volumen que

ocupa un gas condiciones de presión y temperatura de yacimiento con el

volumen que ocupa la misma masa de gas en superficie a condiciones

estándar (14,7 psia y 60ºF).

Se puede expresar:

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Donde: P= presión del yacimiento (psia)T= temperatura del yacimiento (°R) Z= factor de compresibilidad de los gases

𝐵𝑔=¿¿

1.2.3 COMPRESIBILIDAD DEL GAS

Se define como el cambio fraccional de volumen del gas cuando la presión es

cambiada a una temperatura constante, viene dada por:

En caso de un gas ideal:

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1.2.4 VISCOSIDAD DEL GAS Es el parámetro que mide la fricción interna o la resistencia que ofrece el gas

a fluir.

La viscosidad del gas se obtiene de la correlación de Lee:

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𝑌=2.4− .2 𝑋

1.3 CARACTERISTICAS DEL GAS NATURAL

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COMPRENSIBILIDADEl volumen de un gas se puede reducir fácilmente mediante la acción de una

fuerza externa. Esta propiedad de los gases se explica debido a la existencia

de grandes espacios intermoleculares.

La compresión es la disminución del volumen de un gas porque sus

moléculas se acercan entre sí, debido a la presión aplicada.

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Fig.4 Se puede observar cuando presionas el émbolo de una jeringa mientras tienes tapada su salida.

EXPANSIÓN Es la propiedad que tiene un gas para ocupar todo el espacio debido a que,

prácticamente, no posee fuerzas de unión entre las moléculas que lo

conforman.

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Fig. 5 Cuando hay un gas encerrado en un recipiente, como un globo, basta una pequeña abertura para que el gas pueda salir

DIFUSIÓNEs el proceso por el cual un gas se mezcla con otro debido únicamente al

movimiento de sus moléculas.

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Fig. 6 Un escape de gas desde un balón, este tiende a ocupar todo el espacio donde se encuentra mezclándose con el aire

EFUSIÓNConsiste en la salida de moléculas gaseosas a través de pequeñas aberturas

u orificios practicados en la pared del recipiente que contiene el gas.

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Fig.7 Ej. un neumático se desinfla cuando el aire comprimido se efunde a través de un orificio causado por un clavo u otro objeto similar.

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PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICASFórmula molecular CH4

Peso molecular mezcla 18,2

Temperatura de ebullición a 1 atmósfera

-160,0 °C

Temperatura de fusión -180,0 °C

Densidad de los vapores (Aire =1) a 15,5

0,61

Densidad del líquido (Agua=1) a 0°/4 °C

0,554

Relación de Expansión 1 litro de líquido se convierte en 600 litros de gas

Solubilidad en agua a 20 °C Ligeramente soluble (de 0,1 a 1,0%)

Apariencia y color Incoloro, insípido y con ligero olor a huevos podridos

CONCLUSIÓN

El gas natural es una mezcla de diversos hidrocarburos gaseosos y livianos,

los cuales encontramos en el subsuelo, cuyo componente principal es el

metano es una fuente de energía primaria tal el petróleo.

En dicho tema se mencionaron los tipos de gases que se pueden encontrar,

así como las propiedades y características que tienen los gases.

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FUENTES DE INFORMACIÓN

• F. Garaicochea P., C. Bernal H.,O. L O. “Transporte de Hidrocarburos por

ductos”, 1991

• R. Pérez P., M. J Martínez. “Ingeniería de gas natural. Características y

comportamiento de los hidrocarburos”.

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ANEXOS

1.Define que es un gas natural

R= 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.

2.¿Menciona cuáles son los tipos de gases?

R= Gas dulce, Gas agrio o ácido, Gas rico (húmedo) y Gas pobre (seco)

3.Cuáles son las propiedades de los gases

R=Densidad Relativa, Factor de Volumen, Compresibilidad y Viscosidad

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