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EL GAS NATURAL


Los combustibles gaseosos están formados por hidrocarburos, que son, compuestos moleculares de carbono e hidrógeno. Las propiedades y características de los diferentes gases dependen del número y disposición de los átomos de carbono e hidrógeno de sus moléculas. Todos estos gases son inodoros en estado puro, al igual que ocurre con el monóxido de carbono que a veces contienen. Por eso es necesario añadir compuestos de azufre al gas comercial; estos compuestos, que a veces están presentes de forma natural en el gas, tienen un olor desagradable y sirven para advertir un escape en las tuberías o en los aparatos de gas.

Los dispositivos empleados para quemar gas y producir calor o iluminación constan de una tobera de combustión y de algún sistema para mezclar aire con el gas antes de llegar a la tobera.
Los combustibles gaseosos más empleados en la actualidad son el gas de hulla, obtenido por destilación destructiva del carbón, los gases de productor y de alto horno, resultado de la interacción de vapor de agua, aire y carbón, el gas natural, extraído de yacimientos subterráneos de gas, y los gases embotellados, compuestos por los hidrocarburos más ligeros.
Los procesos de gasificación de hulla más importantes están destinados sobre todo a la producción del gas denominado "de tipo gasoducto", cuyas propiedades son más o menos equivalentes a las del gas natural. El gas procedente de la hulla, además de cumplir las especificaciones de bombeo y calentado, debe satisfacer límites estrictos en cuanto al contenido de monóxido de carbono, azufre, gases inertes y agua. Para cumplir estas normas, la mayoría de los procesos de gasificación de hulla culminan con operaciones de limpieza y metanación del gas. En la actualidad se utilizan diversos métodos de hidrogasificación en los que el hidrógeno reacciona directamente con carbón para formar metano, estos procesos evitan el paso intermedio consistente en producir gas de síntesis, hidrógeno y monóxido de carbono antes de producir metano. Otros métodos son el proceso de aceptores de dióxido de carbono, que emplea dolomita¸ un material calizo, y el proceso de sal fundida. Otros gases fabricados en el pasado a partir de carbón y coque, como el gas del alumbrado o el gas de horno de coque, apenas tienen importancia hoy día.

Gas de productor y de alto horno
El gas de productor es un tipo de gas de agua, un término que se aplica a los gases obtenidos mediante procesos de vapor de agua. Se produce quemando combustible de baja calidad (como lignito o carbón bituminoso) en un recipiente cerrado denominado productor por el que se hace pasar al mismo tiempo un flujo continuo de vapor de agua y aire. El gas resultante contiene alrededor de un 50% de nitrógeno, derivado del aire presente en el productor, y su poder calorífico es aproximadamente el 30% del correspondiente al gas de horno de coque.
El gas de alto horno, producido por la interacción de caliza, mineral de hierro y carbono en los altos hornos, tiene un cierto poder calorífico debido a su contenido en monóxido de carbono, pero contiene un 60% de nitrógeno. Durante el funcionamiento de los hornos se producen cantidades enormes de este gas; la mayoría se emplea para calentar el chorro de aire para el horno y hacer funcionar los compresores que impulsan dicho chorro. El poder calorífico del gas de alto horno es un 16% del correspondiente al gas de horno de coque.
Los yacimientos de gas natural de petróleo generalmente llevan asociados una cierta cantidad de gas natural, que sale a la superficie junto con él cuando se perfora un pozo. Sin embargo, existen pozos que proporcionan solamente gas natural.
Éste contiene elementos orgánicos importantes como materias primas para la industria petrolera y química. Antes de emplear el gas natural como combustible se extraen los hidrocarburos más pesados, como el butano y el propano. El gas que queda, el llamado gas seco, se distribuye a usuarios domésticos e industriales como combustible. Este gas, libre de butano y propano, también se encuentra en la naturaleza. Está compuesto por los hidrocarburos más ligeros, metano y etano, y también se emplea para fabricar plásticos, fármacos y tintes.
Varios hidrocarburos como el propano, el butano y el pentano, o mezclas de esos gases, se licúan para emplearlos como combustible. Gracias a los llamados gases embotellados, que suelen almacenarse en bombonas o tanques metálicos, pueden utilizarse cocinas o estufas en localidades carentes de suministro centralizado de gas. Estos gases embotellados se producen a partir del gas natural y el petróleo.

La comercialización del gas natural implica que este reúna unas características especiales que lo hacen apto para su transporte y consumo, tanto industrial como doméstico. Estas características están reguladas en el contrato que se establece en la venta del gas.

Los principales parámetros que exigirá el comprador respecto del gas que le están suministrando serán:
El poder calorífico que este posee.
La presión de suministro.
La humedad del gas.
Temperatura del gas.
La cantidad de sólidos que arrastra.
La no presencia de elementos indeseables como el anhídrido carbónico o el sulfuro de hidrógeno.

Definimos el poder calorífico como la energía que se desprende en la combustión completa de la unidad de masa o de volumen del combustible. Aquí convendría diferenciar los conceptos de poder calorífico superior e inferior.
Poder calorífico inferior (PCI), se denomina así al poder calorífico cuando el agua resultante de la combustión se supone en estado de vapor con los demás productos de la combustión. Poder calorífico superior (PCS), se denomina así al poder calorífico cuando el agua resultante de la combustión se supone líquida (condensada) en los productos de combustión. En los contratos de compra de gas suelen definir el poder calorífico inferior del gas que suele situarse en 950 Btu/scf. Dado que el nitrógeno no tiene un considerable poder calorífico, en algunos casos, cuando el gas no alcanza las mínimas exigencias en cuanto al poder calorífico, se procederá a la retirada de este nitrógeno del caudal de gas, este proceso se realizará mediante plantas de baja temperatura o con membranas permeables.
Por tanto la diferencia entre PCS y PCI es igual por definición al calor de condensación del vapor de agua resultante de la combustión del combustible. La relación PCI/PCS depende de la proporción de los elementos carbono e hidrogeno presentes en gas combustible. Para los gases combustibles más usuales el valor de PCI/PCS ronda el valor de 0,9.
Generalmente el valor del gas depende de su poder calorífico, de todas formas si existiera un mercado para el etano, propano, butano, etc., puede ser rentable comprimir estos componentes del gas aunque rebajemos su poder calorífico. En algunos casos, cuando el gas es suministrado como combustible residencial, los contratos de venta pueden pedir restringir los contenidos de componentes altos del Btu, por lo que habrá que tratar este gas para minimizar su contenido.

El gran número de combustibles gaseosos de origen diverso y distintas categorías ha hecho que se clasifiquen en diferentes categorías. La norma española UNE 60.002 clasifica los gases combustibles según un parámetro, llamado índice de Wobbe, que resulta del cociente entre el poder calorífico superior y la raíz cuadrada de la densidad relativa del gas.

Los combustibles gaseosos se clasifican según este parámetro en:
Primera familia:
Pertenecen a esta familia el gas manufacturado, el gas de coquería y el gas mezcla de hidrocarburo aire de bajo índice de wobbe ( aire metanado o propano)
Segunda familia:
Pertenecen a esta familia los gases naturales y las mezclas hidrocarburo aire de alto índice de wobbe (aire propanado).
Tercera familia:
Pertenecen a esta familia los GLP, gases licuados del petróleo (Propano y butano comerciales).