gas natural

TERMODINAMICA I Alex Alfonso Cornejo Suni

Gas natural

.

Producción de gas natural según país.

Capitulo I:

Introducción

El gas natural es una fuente de energía no renovable formada por una mezcla de gases que se encuentra frecuentemente en yacimientos de petróleo, disuelto o

asociado con el petróleo o en depósitos de carbón. Aunque su composición varía en función del yacimiento del que se extrae, está compuesto principalmente por

metano en cantidades que comúnmente pueden superar el 90 ó 95% (p. ej., el gas no-asociado del pozo West Sole en el Mar del Norte), y suele contener otros gases como nitrógeno, CO2, H2S, helio y mercaptanos. Como ejemplo de contaminantes cabe mencionar el gas no-asociado de Kapuni (NZ) que contiene hasta 49% de

CO2. Como fuentes adicionales de este recurso natural, se están investigando los yacimientos de hidratos de metano que, según estimaciones, pueden suponer una

reserva energética muy superiores a las actuales de gas natural.

Puede obtenerse también con procesos de descomposición de restos orgánicos (basuras, vegetales - gas de pantanos) en las plantas de tratamiento de estos restos (depuradoras de aguas residuales urbanas, plantas de procesado de basuras, de alpechines, etc.). El gas obtenido así se llama biogás.

Algunos de los gases que forman parte del gas natural extraído se separan de la mezcla porque no tienen capacidad energética (nitrógeno o CO2) o porque pueden depositarse en las tuberías usadas para su distribución debido a su alto punto de ebullición. Si el gas fuese criogénicamente licuado para su almacenamiento, el dióxido de carbono (CO2) solidificaría interfiriendo con el proceso criogénico. El CO2 puede ser determinado por los procedimientos ASTM D 1137 o ASTM D

Universidad San Luis Gonzaga de Ica Facultad de Ingeniería Química (VI)

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Natural_gas_production_world.PNG


1945. El propano, butano e hidrocarburos más pesados en comparación con el gas natural son extraídos, puesto que su presencia puede causar accidentes durante la combustión del gas natural. El vapor de agua también se elimina por estos motivos y porque a temperaturas cercanas a la temperatura ambiente y presiones altas forma hidratos de metano que pueden obstruir los gasoductos. Los compuestos de azufre son eliminados hasta niveles muy bajos para evitar corrosión y olores perniciosos, así como para reducir las emisiones de compuestos causantes de lluvia ácida.

La composición de este gas, no es previsible, pues varía constantemente en la composición de estos gases brutos. Mayoritariamente, contienen entre un sesenta y ochenta por ciento de metano, tres por ciento de propano, entre cinco y nueve por ciento de etano, y de dos a catorce por ciento de hidrocarburos superiores. Sin embargo, es claro que no necesariamente siempre se respetan las proporciones. Por ejemplo, en un pozo de Pensilvania, Estados Unidos, ofrece gas con prácticamente noventa y nueve por ciento de metano, y en Kentucky, en este mismo país, contiene solamente un dos por ciento de dicho gas. Es muy factible encontrar asimismo, cantidades variables de otros gases, que no son hidrocarburos, como el nitrógeno, anhídrido sulfurado e hidrógeno sulfurado. El gas natural que abunda en nuestras vidas diarias, tiene una composición de metano en un noventa por ciento, y en notable menor proporción, gases como etano, propano, butano, pentano, y pequeñas proporciones de gases inertes. Una vez separado el propano y los butanos por licuefacción, el gas natural se utiliza principalmente como combustible. Una vez terminada la refinación, la composición del gas natural oscila entre un setenta y noventa por ciento de metano, entre un seis y un veinticuatro por ciento de etano, y propano entre uno y ocho por ciento. Aunque como ya se ha mencionado, se hace difícil preestablecer las cantidades de los susodichos gases en cada extracción, se ha planteado una composición típica que amalgama los valores mencionados.

COMPOCISION



¿QUÉ ES EL GAS NATURAL?

Propiamente dicho, el Gas Natural es un recurso energético, de origen natural, fósil, que puede encontrarse tanto en los suelos marinos como continentales. Su origen se remonta a millones de años atrás, con la muerte y descomposición de distintos organismos como animales y plantas, quienes quedaron sepultados bajo lodo y arena, pasado el tiempo sobre sus cadáveres. Extensos milenios pasaron sobre sus cuerpos, como el polvo que se depositó sobre estos degradados organismos, que poco a poco fue hundiéndolos más y más profundo, mientras que la presión que la tierra ofreció sobre estos cuerpos sumados al intenso calor que el magma bajo las placas terrestres ofrecía, permutó estos cuerpos en petróleo crudo y gas natural. Este último, suele encontrarse entre las porosidades de las rocas que lo contienen, aunque pueden encontrarse atrapadas entre sólidas rocas subterráneas que no permiten que el gas fluya entre porosidades. Cuando esto sucede, se conoce como un yacimiento. Estos yacimientos tienen dos clasificaciones generales, dependiendo de la presencia de petróleo junto con el gas. Cuando ambos comparten el yacimiento, se habla de yacimientos asociados, mientras que cuando el gas natural se encuentra únicamente con pequeñas partes de otros gases e hidrocarburos, se habla de yacimientos no asociados. El gas natural ocupa el tercer lugar en el mundo entre las fuentes de energía primarias., y ocupa la quinta parte del consumo tanto en Europa, como en el resto del mundo. Sus amplios beneficios tanto ambientales como energéticos y económicos son puntos clave en el desarrollo y utilización del mismo. Es una fuente de energía que está en plena carrera ascendente.

APLICACIONES:

Una aplicación clara del gas natural como recurso energético es cuando se lo licua. De esta manera, se convierte en lo que diariamente se conoce como GNC gas natural comprimido). La aplicación práctica que se le da al gas natural en este estado, es en vehículos. Funciona



como un combustible para instalaciones domiciliarias, para calefacción y cocinas, pero es recién desde el año 1995, que se utiliza este recurso como combustible para los vehículos. Es un combustible muy benéfico para los vehículos, puesto que el precio de compra del mismo resulta muy accesible, siendo el combustible más barato en venta. Asimismo, es el combustible que resulta menos contaminante por tener una combustión mucho más completa que los otros derivados de hidrocarburos.

También, como ya hemos mencionado, el gas natural se aplica en las viviendas, principalmente, para lo que respecte a calefacción del hogar, y para la cocina. Es un recurso muy utilizado, con el que se maneja la comunidad diariamente, que resulta benéfico para varias aplicaciones distintas.

VENTAJAS:

El gas natural cuenta con muchas ventajas, entre ellas el precio altamente competitivo con el que se presenta en el mercado; cuenta con una combustión mucho más completa que el resto de hidrocarburos, gracias a su estructura molecular simple, por lo que se encuentra un paso adelante con respecto a las normativas de seguridad ambiental; no requiere mayores tratamientos para su utilización; el equipamiento necesario para trabajar con el gas natural es de un mantenimiento fácil y económico.

RESUMEN



En este documento damos a conocer la importancia del Gas de Camisea en el Perú sus características, sus zonas de explotación, sus lugares de comercialización, la constante preocupación de Petro - Perú por buscar compradores fijos para la empresa distribuidora.

La falta de energía política de gobiernos anteriores porque no poseían un mínimo de sentido común para saber actuar ante tal situación del gas, la discordancia en hechos por parte del gabinete de ministros en vez de ponerse de acuerdo actuaban de manera diferente, el abuso a los trabajadores que laboran en Camisea, el incumplimiento de promesas por parte de las empresas explotadoras en Camisea; este breve resumen se encuentra en cada una de las páginas de esta investigación.

MARCO TEORICO

El gas natural es una mezcla de hidrocarburos que se encuentra en estado gaseoso en el subsuelo; se le denomina asociado cuando se halla y extrae junto con el petróleo, y no asociado cuando sólo se encuentra el gas, sin la compañía del petróleo.

El gas natural puede contener una porción de hidrocarburos líquidos, que se encuentran en el yacimiento en estado gaseoso pero al salir a la superficie se vuelven líquidos. En este tipo de yacimiento existe "gas seco" y otra de "liquido den gas natural".

Los principales componentes del gas natural es el metano y etano que conforman el gas seco. Otros componentes son el propano y el butano que se mezcla y se obtiene el gas licuado de petróleo (GLP) que se usa como combustible en las cocinas.

El gas seco se puede exportar por medio de gaseoductos, cuando existe un mercado fronterizo aunque actualmente no tenemos, la exportación por barco es costosa y complicada.

OBJETIVOS GENERALES


http://www.monografias.com/trabajos10/comerci/comerci.shtml

http://www.monografias.com/trabajos13/mercado/mercado.shtml

http://www.monografias.com/trabajos36/metano/metano.shtml

http://www.monografias.com/trabajos35/petroleo/petroleo.shtml

http://www.monografias.com/trabajos10/petro/petro.shtml#pe

http://www.monografias.com/trabajos12/elorigest/elorigest.shtml

http://www.monografias.com/trabajos10/petro/petro.shtml#hidro

http://www.monografias.com/trabajos11/norma/norma.shtml

http://www.monografias.com/trabajos11/empre/empre.shtml

http://www.monografias.com/Politica/index.shtml

http://www.monografias.com/trabajos11/empre/empre.shtml

http://www.monografias.com/trabajos/comercializa/comercializa.shtml

http://www.monografias.com/trabajos10/gase/gase.shtml


1. Conocer los conceptos y definiciones fundamentales.

2. Analizar La importancia del gas natural en nuestro país

3. conocer el porcentaje de gas natural obtenido

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

1. Conceptos y definiciones.

2. El gas natural

3. Conocer su clasificación y propiedad de este recurso

4. Tener información relacionarla

CLASIFICACION:

CLASIFICACION DE ACUERDO A CRITERIOS DE CONDENSACION:

GAS SECO:

Su temperatura inicial excede la temperatura cricondentermica están constituidos por metano, con rastros de hidrocarburos superiores, que no condensan ni en yacimiento ni en superficie. Poseen alta energía cinética de sus moléculas y baja atracción de las mismas.

GAS HUMEDO:



Su temperatura inicial excede la temperatura cricondentermica. Están constituidos por hidrocarburos livianos y intermedios, que no se condensan a condiciones de yacimientos pero si a condiciones de superficie.

GAS CONDENSADO:

Estos yacimientos producen condensación retrograda en el yacimiento a presiones por debajo de la presión de rocío y temperaturas entre la crítica y la cricondentérmica. El gas al disminuir la presión o aumentar la temperatura se condensa, por estas anomalías se denomina condensación retrograda.

PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS

Es un combustible fósil. Es incoloro e inodoro. Es menos contaminante a comparación del gas licuado. Es limpio. Es beneficioso, tanto para la industria como para el uso doméstico,

ya que desempeña papeles importantes como un combustible energético.

Su componente fundamental es el metano(c4). Es un gas liviano, más ligero que el aire. Su poder calorífico es el doble del gas manufacturado. Es un gas seco.

PESO MOLECULAR DEL GAS (PMG):



Es la unión de la de los pesos moleculares de cada elemento que conforman el gas natural. Las unidades del peso molecular son: Kg/Kmol ó Lb/lbmol.El gas natural, es una mezcla de componentes y es por ello que el peso molecular del gas se obtiene sumando la fracción molar de cada i-esimo componente por su respectivo peso molecular.

GRAVEDAD ESPECÍFICA (GE):

Es la relación de la densidad de una sustancia a la densidad de una sustancia de referencia. Para efectuar la relación entre ambas sustancias, es necesario que ambas se encuentren a la misma presión y temperatura. Si asumimos un comportamiento de gas ideal para ambas sustancias, la gravedad específica se puede expresar en función de los pesos moleculares de cada sustancia.

DENSIDAD DEL GAS:

Es la relación entre la masa y el volumen de una sustancia en estudio. En el caso del gas natural se puede demostrar que la densidad del mismo será:

VISCOSIDAD DEL GAS (UG):



Es la relación entre el esfuerzo cortante y la velocidad del esfuerzo cortante, que se aplica a una porción de fluido para que adquiera movimiento (viscosidad dinámica).Hay distinto tipos de viscosidad, siendo las de mayor estudio la dinámica y la cinemática, siendo ésta última la resistencia que se genera al fluir un fluido bajo el efecto de la gravedad. La viscosidad de los gases tendrá el siguiente comportamiento:

- A bajas presiones (menor a 1500 lpc), un aumento de la temperatura aumentará la viscosidad del gas.

- A altas presiones (mayor a 1500 lpc), un aumento de la temperatura disminuye la viscosidad.

- A cualquier temperatura, si se aumenta la presión la viscosidad aumenta.

- La viscosidad será mayor, a medida que el gas posea componentes más pesados.

FACTOR DE COMPRESIBILIDAD DEL GAS (Z):



Es un factor de corrección introducido en la ecuación general de los gases y obtenido experimentalmente dividiendo el volumen real de n moles de un gas a presión y temperatura, por el volumen ideal ocupado por la misma masa de gas a iguales condiciones de presión y temperatura. Será

FACTOR VOLUMÉTRICO DE FORMACIÓN DEL GAS (BG):

Es un factor que relaciona el volumen de gas en el yacimiento a presión y temperatura con el volumen de la misma masa de gas en superficie a condiciones normales presión de 14,7 lpc y 60 Fº.

COMPRESIBILIDAD ISOTÉRMICA DEL GAS (CG):

La variación de la compresibilidad de un fluido con la presión y temperatura es de gran importancia para los cálculos de ingeniería de yacimientos. Para una fase liquida, la compresibilidad es pequeña y se asume en ocasiones constante, pero para los gases no sucede lo mismo. La compresibilidad isotérmica del gas es el cambio en el volumen por unidad de cambio de presión

ENERGIA INTERNA:



La energía interna U de un sistema intenta ser un reflejo de la energía a escala microscópica. Más concretamente, es la suma de:

la energía cinética interna, es decir, de las sumas de las energías cinéticas de las individualidades que lo forman respecto al centro de masas del sistema, y de

la energía potencial interna, que es la energía potencial asociada a las interacciones entre estas individualidades.1

La energía interna no incluye la energía cinética trasnacional o rotacional del sistema como un todo. Tampoco incluye la energía potencial que el cuerpo pueda tener por su localización en un campo gravitacional o electrostático externo. Todo cuerpo posee una energía acumulada en su interior equivalente a la energía cinética interna más la energía potencial interna.

Si pensamos en constituyentes atómicos o moleculares, será el resultado de la suma de la energía cinética de las moléculas o átomos que constituyen el sistema (de sus energías de traslación, rotación y vibración), y de la energía potencial intermolecular (debida a las fuerzas intermoleculares).

En un gas ideal monoatómico bastará con considerar la energía cinética de traslación de sus moléculas.

En un gas ideal poli atómico, deberemos considerar además la energía vibracional y rotacional de las mismas.

En un líquido o sólido deberemos añadir la energía potencial que representa las interacciones moleculares.

Desde el punto de vista de la termodinámica, en un sistema cerrado (o sea, de paredes impermeables), la variación total de energía interna es igual a la suma de las cantidades de energía comunicadas al sistema en forma de calor y de trabajo

ΔU = Q − W.

Aunque el calor transmitido depende del proceso en cuestión, la variación de energía interna es independiente del proceso, sólo depende del estado inicial y final, por lo que se dice que es una función de estado. Del mismo modo dU es una

diferencial exacta, a diferencia de , que depende del proceso.

ENTALPIA:



La entalpía (simbolizada generalmente como "H", también llamada contenido de calor, y calculada en julios en el sistema internacional de unidades o también en Kcal o, si no, dentro del sistema anglo: "BTU"), es una variable de estado, (lo que quiere decir que, sólo depende de los estados inicial y final) que se define como la suma de la energía interna de un sistema termodinámico y el producto de su volumen y su presión.

La entalpía total de un sistema no puede ser medida directamente, al igual que la energía interna, en cambio, la variación de entalpía de un sistema sí puede ser medida experimentalmente. El cambio de la entalpía del sistema causado por un proceso llevado a cabo a presión constante, es igual al calor absorbido por el sistema durante dicho proceso.

La entalpía (H) es la suma de la energía interna (U), energía que posee una sustancia debida al movimiento y posición de sus partículas a nivel atómico, y la energía mecánica asociada a la presión (p).

Donde:

H es la entalpía (en julios). U es la energía interna (en julios). p es la presión del sistema (en pascales) V es el volumen del sistema (en metros cúbicos)

ENTROPIA:


http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_interna

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_termodin%C3%A1mico

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_interna

http://es.wikipedia.org/wiki/BTU

http://es.wikipedia.org/wiki/Julio_(unidad)


La entropía global del sistema es la entropía del sistema considerado más la entropía de los alrededores. También se puede decir que la variación de entropía del universo, para un proceso dado, es igual a su variación en el sistema más la de los alrededores:

Si se trata de un proceso reversible, ΔS (universo) es cero pues el calor que el sistema absorbe o desprende es igual al trabajo realizado. Pero esto es una situación ideal, ya que para que esto ocurra los procesos han de ser extraordinariamente lentos y esta circunstancia no se da en la naturaleza. Por ejemplo, en la expansión isotérmica (proceso isotérmico) de un gas, considerando el proceso como reversible, todo el calor absorbido del medio se transforma en trabajo y Q=W. Pero en la práctica real el trabajo es menor ya que hay pérdidas por rozamientos, por lo tanto, los procesos son irreversibles.

Para llevar al sistema, de nuevo, a su estado original hay que aplicarle un trabajo mayor que el producido por el gas, dando como resultado una transferencia de calor hacia el entorno, con un aumento de la entropía global.

Como los procesos reales son siempre irreversibles, siempre aumentará la entropía. Así como "la energía no puede crearse ni destruirse", la entropía puede crearse pero no destruirse. Podemos decir entonces que "como el Universo es un sistema aislado, su entropía crece constantemente con el tiempo". Esto marca un sentido a la evolución del mundo físico, que llamamos "Principio de evolución".

En el caso de sistemas cuyas dimensiones sean comparables a las dimensiones de las moléculas, la diferencia entre calor y trabajo desaparece, y por tanto, los parámetros termodinámicos como la entropía, temperatura, etc. no tienen significado. Esto conduce a la afirmación de que el Segundo Principio de la Termodinámica no es aplicable a tales microsistemas, porque realmente no son sistemas termodinámicos. Se cree que existe también un límite superior de aplicación del segundo principio, de tal modo que no se puede afirmar su cumplimiento en sistemas infinitos como el Universo, lo que pone en controversia la afirmación de Clausius sobre la muerte térmica del Universo.

ENERGIA LIBRE DE GIBSS:


http://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_isot%C3%A9rmico

http://es.wikipedia.org/wiki/Trabajo_(F%C3%ADsica)

http://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_reversible


En termodinámica, la energía libre de Gibbs (o energía libre) es un potencial termodinámico, es decir, una función de estado extensiva con unidades de energía, que da la condición de equilibrio y de espontaneidad para una reacción química (a presión y temperatura constantes).

La segunda ley de la termodinámica postula que una reacción química espontánea hace que la entropía del universo aumente,

ΔSuniverso > 0 Así mismo: ΔSuniverso

Esta en función de: ΔSsistema y ΔSalrededores

Por lo general sólo importa lo que ocurre en el sistema en estudio y; por otro lado el cálculo de

ΔSalrededores puede ser complicado.

Por esta razón fue necesario otra función termodinámica, la energía libre de Gibbs, que sirva para calcular si una reacción ocurre de forma espontánea tomando en cuenta solo las variables del sistema.

CAPITULO II

CALCULO DE LAS PROPIEDADES TERMODINAMICAS



CALCULO DE LA ENERGIA INTERNA:

En termodinámica se deduce la existencia2 de una ecuación de la forma

Conocida como ecuación fundamental en representación energética.

La importancia de la misma radica en que concentra en una sola ecuación toda la información termodinámica de un sistema. La obtención de resultados concretos a partir de la misma se convierte entonces en un proceso sistemático.

Si calculamos su diferencial:

Se definen sus derivadas parciales:

La temperatura:



La presión:

El potencial químico:

Como T, P y μ son derivadas parciales de U, serán funciones de las mismas variables que U:

Estas relaciones reciben el nombre de ecuaciones de estado. Por lo general no se dispone de la ecuación fundamental de un sistema. En ese caso sus sustitución por el conjunto de todas las ecuaciones de estado proporcionaría una información equivalente, aunque a menudo debamos conformarnos con un subconjunto de las mismas.

CALCULO DE LA ENTALPIA:

Para una reacción exotérmica a presión constante, la variación de entalpía del sistema es igual a la energía liberada en la reacción, incluyendo la energía conservada por el sistema y la que se pierde a través de la expansión contra el


http://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_exot%C3%A9rmica

http://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_qu%C3%ADmica


entorno.(Es decir que cuando la reacción es exotérmica la variación de entalpía del sistema es negativa). Análogamente, para una reacción endotérmica, la variación de entalpía del sistema es igual a la energía absorbida durante la reacción, incluyendo la energía perdida por el sistema y la ganada a través de la expansión contra el entorno.(En las reacciones endotérmicas el cambio de entalpía es positivo para el sistema, porque gana calor)

La entalpía total de un sistema no puede ser medida directamente; la variación de entalpía de un sistema sí puede ser medida en cambio.

La variación de entalpía se define mediante la siguiente ecuación:

ΔH es la variación de entalpía. Hfinal es la entalpía final del sistema. En una reacción química, Hfinal es la

entalpía de los productos. Hinicial es la entalpía inicial del sistema. En una reacción química, Hinicial es la

entalpía de los reactivos. Es inversamente en reacciones que causan una reducción en el volumen debido a que el entorno realiza un trabajo sobre el sistema y se produce un incremento en la energía interna del sistema.

La entalpía de reacción es la energía asociada a una reacción, y viene dada por la suma de las entalpías de formación de productos menos la de reactivos según sus coeficientes estequiométricos (n), siendo las entalpías de formación de los elementos en su estado natural iguales a cero.

CALCULO DE LA ENTROPIA:


http://es.wikipedia.org/wiki/Entalp%C3%ADa_de_formaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_endot%C3%A9rmica


Esta idea de desorden termodinámico fue plasmada mediante una función ideada por Rudolf Clausius a partir de un proceso cíclico reversible. En todo proceso reversible la integral curvilínea de:

Sólo depende de los estados inicial y final, con independencia del camino seguido (δQ es la cantidad de calor absorbida en el proceso en cuestión y T es la temperatura absoluta). Por tanto ha de existir una f(x) del estado del sistema, S=f(P,V,T), denominada entropía, cuya variación en un proceso reversible entre los estados 1 y 2 es:

Téngase en cuenta que como el calor no es una función de estado se usa δQ en lugar de dQ.

La entropía física, en su forma clásica, está definida por la ecuación

o más simplemente, cuando no se produce variación de temperatura (proceso isotérmico):

Donde S es la entropía, la cantidad de calor intercambiado entre el sistema y el entorno y T la temperatura absoluta en kelvin). Los números 1 y 2 se refieren a los estados iníciales y finales de un sistema termodinámico.

CALCULO DE LA ENERGIA LIBRE DE GIBSS:


http://es.wikipedia.org/wiki/Kelvin

http://es.wikipedia.org/wiki/Calor



http://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura

http://es.wikipedia.org/wiki/Calor

http://es.wikipedia.org/wiki/Funci%C3%B3n_matem%C3%A1tica

http://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura_absoluta

http://es.wikipedia.org/wiki/Integral_de_l%C3%ADnea

http://es.wikipedia.org/wiki/Reversibilidad

http://es.wikipedia.org/wiki/Rudolf_Clausius

http://es.wikipedia.org/wiki/Funci%C3%B3n_matem%C3%A1tica


La condición de equilibrio es La condición de espontaneidad es El proceso no es espontáneo cuando:

(Esta última condición nos dice que la reacción no se producirá).

La energía de Gibbs molar parcial, es lo que se conoce con el nombre de potencial químico, que es lo que se maneja en cálculos termodinámicos en equilibrio, ya que el equilibrio químico entre dos sistemas implica la igualdad de potenciales químicos y su uso facilita los cálculos.

Partimos de:

Como:

Reemplazando:

Multiplicando por T:

Es decir:



Unidades:

Al ser una magnitud extensiva, es decir, que depende de la cantidad de sistema, normalmente se va a referir en unidades de energía por unidad de cantidad de materia. En el Sistema Internacional de Unidades se utiliza el kJ/mol, aunque también se puede utilizar Kcal/mol.

CAPITULO III

CALCULO DE LAS PROPIEDADES TERMODINAMICAS:

HALLAR EL PODER CALORIFICO DE UN GAS NATURAL Q TIENE LA SIGUIENTE COMPOSICION QUIMICA A 1500ºK.



3.1.- CALCULO DE LA ΔH:

ΔH = ∫298 ° K

1500° K

Cpm.dT

ΔH = ∫298 ° K

1500° K

¿¿ 3.4576 + 0.0184 T - 4.4462 x 10-6 T2)

ΔH = 3.4576 +

0.0184T 2

2−4.4462 x10

−6T3

3

ΔH = 3.4576(1500−298) + 0.01842

(15002−2982) – 4.4462 x10−6

3(15003−2983)

3.2.- CALCULO DE LA ΔS:



ΔS = ∫298 ° K

1500° KCpmTdT

ΔS= ∫298 ºk

1500ºk

( 3.4576+0.0184T−4.4462 x 10−6T2

T )dT

ΔS= ∫298 ºk

1500ºk

( 3.4576T+0.0184−4.4462 x10−6T )dT

Integrando:

ΔS = 3 .4576 lnT+0 .0184T−4 .4462x 10−6T2

2

ΔS = 3.4576 ln (1500298

) + 0.0184 (1500−298) – 4.4462 x10−6

2(15002−2982)



3.3.- CALCULO DE LA ΔU:

ΔU = ∫298 ° K

1500° K

(Cpm R)dT

ΔU = ∫298 ° K

1500° K

(3.4576+0.0184T 4.4462 x10−6T 2 1.987 )dT

ΔU = ∫298 ° K

1500° K

(1.4706+0.0184T 4.4462 x10−6T 2 )dT

ΔU = 1.4706T+ 0.0184 T2

2−4.4462 x10

−6T 3

3

ΔU = 1.4706 (1500−298 )+ 0.01842

(15002−2982 )−4.4462x 10−6

3(15003−2983)



3.4.- CALCULO DE LA ΔG:

ΔG = AH – TAS

ΔG = 19076.2842−1500 (22.9002)



Generación de CO2:

El gas natural produce mucho menos CO2 que otros combustibles como los derivados del petróleo, y sobre todo el carbón. Además es un combustible que se quema más limpia y eficazmente.

La razón por la cual produce poco CO2 es que el principal componente, metano, contiene cuatro átomos de hidrógeno y uno de carbono, produciendo 2 moléculas de agua por cada una de CO2, mientras que los hidrocarburos de cadena larga (líquidos) producen sólo 1 molécula de agua por cada 1 de CO2 (recordemos que el calor de formación del agua es muy alto).

Como ventaja añadida es un combustible más versátil, que puede utilizar en sistemas de generación más eficientes como el ciclo combinado o la pila de combustible y su obtención es más sencilla en comparación con otros combustibles. Sin embargo, su contenido energético por unidad de volumen es bajo en comparación con otros combustibles.

El 87% de todas las formas de energía que usamos corresponde a hidrocarburos. El carbón, junto al petróleo genera 64%, el gas genera el 23% (equivalente a unos 50 millones de barriles de petróleo al día). Un 12% es generado con hidroeléctricas y plantas nucleares. Todas las demás formas de energía --eólica, solar, geotérmica, etc.-- representan solo el 1%. El gas natural es un hidrocarburo fósil atrapado bajo la tierra en depósitos que alcanzan enormes dimensiones. Como todo hidrocarburo, el gas natural, compuesto de carbono e hidrógeno, es un combustible con alto contenido de energía.

Generación de energía:

El gas natural puede ser empleado para producir hidrógeno que se puede utilizar en los vehículos de hidrógeno.

1 Nm3 (Normal metro cúbico, metro en condiciones normales, 20 °C de temperatura y 1 atmósfera de presión) de gas natural produce aproximadamente 10,4 kWh.



Impacto ambiental:

El CO2 y los otros más hidrocarburos; etano, propano, butano.. expulsado a la atmósfera por el gas producen una reacción solar menos energética. Esto, pues produce que la tierra se vea afectada por un incremento de 0,2-0,5 °C cada década ya que los rayos del sol inciden en la atmósfera pero una parte de ellos no sale y se refleja a la tierra.

Gas de Camisea:

La explotación de los yacimientos del gas de Camisea, en la Región Cusco, en el Perú es una realidad desde agosto de 2004, después de veinte años de su descubrimiento. La zona de explotación de los yacimientos de gas de Camisea, una de las más importantes del continente americano, se encuentra enclavada en el mismo corazón de la Región Cusco , en el bajo Urubamba. Forma parte del distrito de Echarate, de la provincia de La Convención.

Antecedentes:

En julio de 1981, el Estado peruano suscribió un contrato de operaciones petrolíferas por los lotes 38 y 42 con la compañía Shell. Esas concesiones sumaban aproximadamente 2.000.000 hectáreas, en la parte sur de la denominada Cuenca del Ucayali. Iniciados los trabajos de excavación, fue sólo en 1987, tras la instalación de 3.000 kilómetros de líneas sísmicas y la perforación de cinco pozos exploratorios, que el área de Camisea reveló al mundo dos yacimientos de gas natural no asociados, los cuales se denominaron San Martín y Cashiriari. El entusiasmo que generó este hallazgo dio paso a la firma del Acuerdo de Bases para la Explotación de Camisea entre Shell y Petroperú, en marzo de 1988. Sin embargo, las negociaciones concluyeron en agosto de ese año sin llegar a feliz término.

Tuvieron que pasar varios años hasta que en marzo de 1994, se firmó el convenio para la evaluación y desarrollo de los yacimientos de Camisea entre Shell y Petroperú. No obstante, y pese a los esfuerzos concertados por parte del Estado peruano, en julio de 1998 el consorcio Shell/Móvil comunica su decisión de no continuar con el segundo periodo del contrato, por lo que todo quedó disuelto. Por ese motivo, en mayo de 1999, la Comisión de Promoción de la Inversión Privada (COPRI) acuerda realizar un proceso de promoción para desarrollar el proyecto Camisea mediante un esquema segmentado que comprende módulos independientes de negocios.



A fines de ese mes, el comité especial del Proyecto Camisea (CECAM) convocó a dos concursos públicos internacionales para otorgar el contrato para la explotación de Camisea, así como las concesiones de transporte de líquidos y gas desde los mismos yacimientos hasta la costa, y de distribución de gas en Lima y Callao. Luego, en diciembre de 2000, se suscribieron los contratos para el desarrollo del proyecto con los consorcios adjudicatarios de los concursos organizados por el CECAM.

A inicios de mayo de 2002, se suscribió el contrato de concesión para el transporte y distribución del gas de Camisea, mediante el cual Tractebel se convierte en el tercer operador del proyecto (siendo Plus Petrol y Techint los otros dos). Este paso completa el esquema de desarrollo de Camisea.

De acuerdo a las informaciones del Ministerio de Energía y Minas y los directivos del consorcio Camisea, el proyecto avanzó según lo previsto, es decir, concluir con todo el plan a fines de 2003 o comienzos de 2004

Plan:

El proyecto consiste en captar y transportar el gas natural proveniente de los yacimientos San Martín y Cashiari, en el Lote 88, hacia una planta de separación de líquidos ubicada en Malvinas, a orillas del río Urubamba. En esta planta se separan el agua y los hidrocarburos líquidos contenidos en el gas natural y se acondiciona éste último para ser transportado por un gasoducto hasta el City Gate en Lima, donde se filtra, mide y reduce su presión para ser entregado al sistema de distribución; mientras que el gas excedente se re inyecta a los reservorios productivos.

Por otro lado, los Líquidos del Gas Natural obtenidos en la planta de separación son conducidos hasta la costa mediante un ducto de líquidos y recibidos en una planta ubicada en Pisco, donde se fraccionan en productos de calidad comercial (GLP, gasolina y condensados), y luego se despachan al mercado mediante buques o camiones cisternas.

Las reservas de Camisea son del orden de los 8,7 trillones de pies cúbicos de gas y de 545.000.000 de barriles de hidrocarburos líquidos. La producción inicial del yacimiento se prevé que será de 9.000.000 de metros cúbicos diarios extraídos de seis pozos. En cuanto a los ductos de transporte, se prevén dos: el del gas, con una extensión de 540 kilómetros aproximadamente, y el de líquidos, de 680 kilómetros atravesando transversalmente la difícil geografía del Perú.

El proyecto Camisea, actualmente en funcionamiento, es la piedra angular del cambio de matriz energética en el Perú, que está permitiendo cambiar el uso de combustibles contaminantes y caros como la gasolina y el petróleo, por el más limpio y barato gas natural, asimismo se ha favorecido ampliamente la industria



(vehicular, de distribución, de generación de electricidad, etc.) y se ha creado directa e indirectamente miles de empleos en el Perú.

Recorrido y canon:

Luego de pasar por la Región Ica llega por gasoducto a Lima. En la mencionada Región Ica hay una bifurcación que lleva el gasoducto también a Pisco.

De acuerdo a ley, la Región Cusco recibe por concepto del canon que le corresponde por la explotación del gas de Camisea el cincuenta por ciento de la regalía que recibe el Estado. OLA

En Lima:

En Lima y en el Callao, la Empresa Gas Natural para Lima y Callao es la que se encarga de abastecer esta zona tanto al sector industrial como al de vivienda.

En el mes de septiembre de 2004, en la localidad de Ventanilla, en Lima, comenzó a funcionar una planta de energía eléctrica que ha sido reconvertida a fin de utilizar el gas de Camisea como su fuente de energía. y otros

Segunda etapa:

En enero de 2006 el Perú firma un acuerdo con el consorcio Perú LNG con la finalidad de construir una planta de licuefacción de gas natural cuya inversión alcanza alrededor de los 3.300 millones de dólares y cuya repercusión local es la generación de 35.000 plazas de trabajo. Esta iniciativa corresponde a la segunda etapa del proyecto que permitirá la exportación del gas de Camisea. Se decidió que la planta de licuefacción se ubique a 169 kilómetros al sur de la capital de este país.

Negociaciones para su exportación:

El 13 de junio de 2005 una delegación de alto nivel de Argentina, Brasil, Chile y de Uruguay visitó Lima a fin de plantearle al gobierno peruano la posibilidad de exportar gas a estos países construyendo un gasoducto desde Pisco hasta Chile y desde allí, utilizando los ya existentes, para exportar gas a los otros países. La propuesta ha sido acogida con interés por parte del Perú.

Foro del gas:

Cuando el Perú comience a exportar gas, podrá pretender ingresar al Foro Mundial de Gas, que apunta a convertirse en una tribuna similar a la OPEP.



El citado Foro nació en el año 2000 con su primera conferencia en Irán. El objetivo de este Foro es intercambiar información entre los países exportadores e importadores del gas siguiendo el camino de la OPEP.

Controversia:

El actual decano del Colegio de Ingenieros del Perú, Carlos Herrera Descalzi, considera que con los contratos del gas de Camisea, el Perú está perdiendo dado que sólo tendrá gas para consumo local hasta el año 2020, y las empresas explotadoras del producto van a ganar más de 13 veces lo invertido.

¿Cómo se forma el Gas Natural?

Hoy en día todavía se presume que el petróleo y el gas natural son el resultado de una serie de procesos químicos y variaciones sufridas por materia orgánica provenientes de animales y vegetales, la cual ha sufrido la acción de bacterias, elevadas temperaturas y presiones durante millones de años, al sentarse las capas de sedimentos que contienen dicha materia orgánica.

Yacimientos de Gas Asociado:

El gas que se produce en los yacimientos de petróleo, el gas-petróleo y de condensado, recibe el nombre de gas asociado*, ya que se produce conjuntamente con hidrocarburos líquidos.

El gas que se genera en yacimientos de gas seco* se denomina gas no asociado o gas libre* y sus partes líquidas son mínimas.



¿Cómo se puede encontrar un Yacimiento?

Cuando hay probabilidades de que en subsuelo existan acumulaciones de petróleo o gas natural, se sigue una serie de pasos, con la finalidad de ubicar el sitio con mayores posibilidades de comprobarlas y posteriormente de extraerlas. El principal trabajo del geólogo consiste en descubrir las condiciones bajo las cuales se acumulan en gas y el petróleo; para ello recurre a diferentes métodos de exploración, siendo los más importantes:

Métodos Geológicos:

Consisten en estudiar las rocas superficiales buscando indicaciones directas como menes o manaderos de petróleo, asfalta y gas; y aplicar la geología de superficie para verificar la existencia de rocas asociadas al origen y almacenamiento de hidrocarburos, e interpretar la existen de trampas en el suelo mediante la observación y medición de sus efectos en el terreno. Con este fin también se utilizan las fotografías aéreas.

Los estudios de geología de superficie requieren un levantamiento topográfico previo con el cual se obtiene un mapa de relieve. Sobre este mapa, los geólogos grafican los datos adquiridos y a partir de éstos interpretan el subsuelo y sus posibilidades petrolíferas.

Métodos Geológicos:

Consisten en estudiar las rocas superficiales buscando indicaciones directas como menes o manaderos de petróleo, asfalta y gas; y aplicar la geología de superficie para verificar la existencia de rocas asociadas al origen y almacenamiento de hidrocarburos, e interpretar la existen de trampas en el suelo mediante la observación y medición de sus efectos en el terreno. Con este fin también se utilizan las fotografías aéreas.

Los estudios de geología de superficie requieren un levantamiento topográfico



previo con el cual se obtiene un mapa de relieve. Sobre este mapa, los geólogos grafican los datos adquiridos y a partir de éstos interpretan el subsuelo y sus posibilidades petrolíferas.

¿Dónde se encuentra el Gas Natural?

El petróleo y el gas natural no se consiguen en las capas del subsuelo en forma de lagos, bolsas o ríos; están contenidos en los espacios porosos de ciertas y determinadas rocas. La existencia de estos estratos rocosos de hidrocarburos es escasa y determinar dónde se encuentran es la tarea fundamental de profesionales geólogos y geofísicos. Fue descubierto en Estados Unidos a principios del siglo XVII, aunque se tiene la certeza de que fue conocido en otras partes del mundo muchos siglos antes.

De cientos de campos productores de hidrocarburos que se analizan, los investigadores han llegado a la conclusión de que hacen falta las siguientes condiciones para que se de una acumulación de gas o petróleo.

El gas natural se encuentra en los yacimientos acompañado de otros hidrocarburos, que se aprovechan en los procesos de extracción y en el procesamiento de los productos principales. Es por ello que dependiendo de que producto los acompañe, se les denomina gas seco o gas húmedo.



Si el gas en los yacimientos contiene propano, butano y fracciones más pesadas en cantidad suficiente, se le denomina gas húmedo, y si es mayormente gas metano, se le denomina gas seco.

Esta clasificación se debe a los cambios orgánicos que tienen lugar en los yacimientos y que dan como resultado otros derivados líquidos, con niveles de ebullición tan altos como el de la gasolina y una clasificación bien elevada de gases para utilización tanto industrial como doméstico. Además, la definición con estos tipos de gas se deduce del tipo de pozo de los cuales se extrae, toda vez que dependiendo de sus componentes principales, se dirá que es seco o húmedo.

La primera vez que se registró el uso de gas como combustible fue alrededor del

Año 900 después de Cristo, cuando los chinos transportaron gas natural a través de tuberías de bambú y aprovecharon el gas para el alumbrado público. La gran explotación de nuestros campos de gas natural, dio el ímpetu final a la



industria del gas como la conocemos actualmente. La historia del gas natural en Venezuela es la historia de un esfuerzo por lograr que a ese hidrocarburo se le de un uso racional. La producción de gas natural se viene registrando desde 1918, año en que, según datos de la época, se obtuvo una cantidad promedio de 8.500 metros cúbicos por día en la jurisdicción de Maracaibo.

Hasta 1932 la totalidad del gas producido se arrojaba a la atmósfera, pues no había justificación económica para estimular su uso ni se tenían criterios de conversación del mismo, pero a partir de ese año se comenzó a utilizar el gas, inyectándolo en los yacimientos de Quiriquiri, estado Monagas para propiciar una mayor recuperación del petróleo.

año 900 después de Cristo, cuando los chinos transportaron gas natural a través de tuberías de bambú y aprovecharon el gas para el alumbrado público. La gran explotación de nuestros campos de gas natural, dio el ímpetu final a la industria del gas como la conocemos actualmente.

La historia del gas natural en Venezuela es la historia de un esfuerzo por lograr que a ese hidrocarburo se le de un uso racional. La producción de gas natural se viene registrando desde 1918, año en que, según datos de la época, se obtuvo una cantidad promedio de 8.500 metros cúbicos por día en la jurisdicción de Maracaibo.

Hasta 1932 la totalidad del gas producido se arrojaba a la atmósfera, pues no había justificación económica para estimular su uso ni se tenían criterios de conversación del mismo, pero a partir de ese año se comenzó a utilizar el gas, inyectándolo en los yacimientos de Quiriquiri, estado Monagas para propiciar una mayor recuperación del petróleo.

Actualmente, el gas natural ha logrado insertarse favorablemente en el mercado energético nacional y ha superado el estado de abandono en el que se encontraba como sub-producto de la explotación del petróleo. El impulso que ha tenido el gas se debe a su utilización en la generación de electricidad y al desarrollo de la industria petroquímica.



Además, se está estableciendo en todo el país una red de mercadeo para lograr que el gas natural sea consumido mayoritariamente a nivel doméstico y finalmente por la industria. Recientemente, se comenzó a promover su uso como combustible para vehículos a motor.

Principales centros de producción de Gas Natural:

En Venezuela, se han tomado precauciones para poder aprovechar la energía del gas natural, provenientes de los diferentes tipos de yacimientos nombrados anteriormente, los cuales existen en el país en mayor o menor proporción.

Los principales centros de explotación de gas de Venezuela se encuentran distribuidos en tres cuencas sedimentarias:

Maracaibo-Falcón,

Barinas-Apure,

Orienta y Margarita.



Desde la nacionalización de la industria del petróleo, ocurrida en enero de 1976, se ha realizado un gran esfuerzo exploratorio en estas cuencas y como resultado se han descubierto grandes yacimientos de gas condensado y de gas natural en los campos de Pato, Mejillones y Río Caribe. También se descubrieron reservas de gas en aguas venezolanas al sur de Trinidad (Tajalí, Cocuina y Lorán). Así mismo se han realizado evaluaciones en los yacimientos de Yucal-Placer al norte del estado Guárico.

De acuerdo con las más recientes estimaciones, las reservas totales de gas en el país llegaron a 5,4 billones de metros cúbicos; lo que representa aproximadamente 160 años de disponibilidad de gas, a tasa actual del consumo



del país.

Aproximadamente, el 55% de las reservas totales del país son reservas probadas. Un 70% se ubica geográficamente en tierra firme en el Oriente y un 30% en el Occidente.

Perforación:

Una vez que los yacimientos de gas son ubicados, se procede a la explotación y a la comercialización del producto. Para perforar un yacimiento de gas, se utiliza la misma tecnología de perforación aplicada para el petróleo.

Sin embargo, en la perforación delos yacimientos de gas, se presentan mayores riesgos operacionales que en la de los petrolíferos.

La baja densidad del gas le permite mezclarse con mayor facilidad con el lodo de perforación, lo que tiende a reducir la densidad de éste y por lo cual hay que tomar mayores precauciones en dichas operaciones.

Para poder determinar la cantidad de gas que contiene cada yacimiento, así como para determinar sus características, se realizan pruebas de evaluación.

Estas pruebas suministran información sobre la presión y el flujo de los yacimientos en función del tiempo y permiten estimular las reservas y su taza de agotamiento.



Pozo de Gas Natural o uno de Petróleo:

Después que el geólogo ha reunido toda la información necesaria y bajo cuidadoso estudio concluye indicando las áreas más pertinentes y prometedoras para una acumulación comercial de hidrocarburos, se procede a perforar un pozo que es hoy en día, la única manera de localizar un yacimiento de petróleo o de gas natural.

Perforación con herramienta de cable a percusión:

Este método fue el primero utilizado en la industria del petróleo y consiste en una mecha o barrera cortante que se levanta con un cable y se deja caer dentro de un agujero para continuar ahondándolo más, hasta llegar a los niveles rocosos donde se encuentran los hidrocarburos. Esta técnica no se utiliza en la actualidad.

Perforación rotatoria:

La perforación la realiza una barrera de acero cortante enroscada en el extremo inferior de una tubería de acero, la cual se hace dar vueltas a una



velocidad determinada con una fuerza de apoyo sobre las rocas, de tal manera que se va haciendo el hueco, profundizando y enroscando más tubería por el extremo superior.

Luego que se llega a la profundidad recomendada por los geólogos e ingenieros, sigue una técnica conocida como terminación del pozo, la cual consiste en una serie de operaciones hasta la instalación del equipo que lo pondrá a producir, bien sea petróleo o gas, según el producto

Glosario:

Árbol de Navidad:

Instalación en la parte superior de un pozo productor de petróleo o gas, mediante la cual se abre o se cierra el flujo. El conjunto de válvulas y tuberías se asemejan al adorno navideño y así se le conoce en la industria.

Gas Asociado:

Gas que se encuentra en un yacimiento donde predominan los hidrocarburos líquidos en forma de petróleo o condensado.

Gas Húmedo:

El que tiene un contenido alto de propano hasta heptano.

Gas No Asociado o Libre:

Es el producto único o con una proporción baja de hidrocarburos líquidos (propano hasta heptano) que se encuentra en el yacimiento.

Gas Seco:

El que tiene un contenido bajo de propano hasta heptano.

Yacimiento Saturado:

Petróleo en el cual no se pueden disolver cantidades adicionales de gas



natural.

Yacimiento No Saturado:

Petróleo en el cual se pueden disolver cantidades adicionales de gas natural.

Yacimiento:

Acumulación de hidrocarburos en el interior de la tierra que se origina cuando las rocas en el subsuelo presentan condiciones adecuadas de forma y compactación para que estos compuestos químicos queden atrapados. Existen yacimientos de petróleo, gas, bitumen o combinación de ellos.

CONCLUSION:

En la actualidad se busca un combustible que pueda satisfacer las necesidades energéticas del hambre, como poder usar un sistema de calefacción o colocar estufas a gas en nuestros hogares, pero los combustibles que se utilizaban como el petróleo, la leña, el carbón o el kerosene, resultaban no ser muy económicos y a la vez eran contaminantes.



Es por eso que ahora ha llegado un combustible nuevo a nuestro país, que es el gas natural, este gas no requiere de plantas de refinación para procesarlo, a comparación del petróleo, es más seguro, económico y posee menor proporción de impurezas o gases tóxicos. Con el gas natural podemos cuidar nuestra salud, la de nuestra familia y la de nuestra ciudad.

BIBLIOGRAFIA:

http://www.monografias.com

http://www.google.com.pe/

Www.Wikipedia.org 2006 Apuntes sobre el Gas Natural de Camisea.

En: http://es.wikipedia.org/wiki/gas natural de camisea


http://es.wikipedia.org/wiki/gas

http://www.google.com.pe/

http://www.monografias.com/

gas natural

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