Gas Natural

Características y propiedades del Gas Natural y Sus Derivados Se definen como yacimientos de gas natural aquellos que a lo largo de toda su historia se mantienen en el yacimiento en estado de vapor a la presión y temperatura del yacimiento Sin embargo, este tipo de yacimiento puede producir un cierto volumen de líquido por condensación, lo cual ocurre en las tuberías de producción y en las instalaciones de superficie. Esta condensación ocurre por enfriamiento y fuera del yacimiento La ecuación de balance de materiales continúa siendo aplicable en estos casos. Sin embargo, hay que tener la precaución de convertir los líquidos producidos a su respectivo volumen gaseoso y agregar éste a lo volúmenes registrados de gas producido. Este procedimiento es indispensable porque los hidrocarburos producidos como líquidos también eran gaseosos a condiciones del yacimiento y procedieron de éste, ocasionando la correspondiente disminución en el volumen o volúmenes de gas que se ha producido, o medidos como gas seco.

Caracterización del Gas Natural El gas natural es una mezcla homogénea, en proporciones variables de hidrocarburos parafínicos, denominados Alcanos, los cuales responden a la fórmula:

(1)

En donde (N) es un número positivo diferente de cero, y que representa el número de Carbono (C) en el hidrocarburo.

Los Hidrocarburos alcanos también tienen por nombre Hidrocarburos Saturados, concepto que se relaciona con la hibridación . Lo que indica que tiene cuatro (4) orbitales híbridos. Este tipo de hibridación hace ver que debe de existir un enlace simple entre los carbonos, enlace difícil de romper, es por lo que reciben el nombre de saturados, a diferencia de los Alquenos y Alquinos, que también son parte de los hidrocarburos parafínicos, pero estos son hidrocarburos insaturados, ya que los Alquenos tienen hibridación , luego son tres orbitales híbridos y debe de haber un doble enlace entre los carbonos, y los Alquinos tienen hibridación , luego debe de haber un triple enlace entre carbono-carbono, y por lo tanto los alquenos y los alquinos son insaturados.

El gas natural se encuentra en los yacimientos acompañados de otros hidrocarburos, que se aprovechan y se obtienen en los procesos de extracción y/o fraccionamiento El primer hidrocarburo que conforma el gas natural es el Metano, cuya fórmula química es (CH4), pero en forma práctica se simbolizara simplemente como (C1), simbología que se utilizará con todos los hidrocarburos que conforman la serie parafínica. Luego el siguiente Hidrocarburo es el Etano cuya fórmula química es (CH3CH2), será simplemente (C2). A continuación viene el Propano (CH3CH2CH4) (C3). Si el gas que sale del yacimiento contiene, también Butano (CH3CH2CH2CH3) (C4) o fracciones más pesadas en cantidades suficiente, será un gas húmedo. Es de hacer notar que el término gas húmedo nada tiene que ver con el contenido de agua, ya que el término húmedo se utiliza para indicar la capacidad que tiene el fluido para producir hidrocarburos líquidos, los cuales pueden ser recuperado con o sin Etano, aunque por su importancia en la petroquímica lo hacen tener en cuenta su recuperación.

El gas natural tiene, también cantidades menores de gases inorgánicos, como el Nitrógeno , el Dióxido de Carbono ; Sulfuro de Hidrógeno ; Monóxido de Carbono (C0), Oxígeno , Vapor de Agua , etc. Todos estos componentes son considerados impurezas del gas natural., algunas de estas impurezas causan verdaderos problemas operacionales (corrosión en los equipos) El gas natural puede contener pequeñas cantidades de helio (He), el cual, por su incombustibilidad, es de mucha utilidad en la aeronáutica para llenar globos aerostáticos En algunos yacimientos de gas natural se determina que contiene pequeños porcentajes de hidrocarburos, pero contiene hasta un 90% de C02, gas que tiene una gran utilidad en la fabricación de bebidas gaseosas, en la industria química y en otras aplicaciones industriales, y se le denomina” hielo seco”. Pero, en términos generales se puede señalar que la composición del gas natural esta dominada por hidrocarburos de la serie parafínica. En la figura 1 se muestran los principales componentes del gas natural.

Figura 1 Principales Componentes de una Muestra de Gas natural

En la figura 1 se presentan en la forma de composición molar todos los principales componentes que conforman el gas natural, en la gran mayoría de los yacimientos de gas. Es de hacer notar que la composición molar es simplemente la fracción molar multiplicada por 100, es por ello que se denomina composición porcentual, mientras que la fracción molar es el número de moles del componente. Se entiende por el número de moles a la relación del número de moles de cada componente entre el número de moles totales.

En términos generales se puede señalar que el gas natural es una mezcla de hidrocarburos (principalmente metano) que existe en los yacimientos en fase gaseosa, o en solución con 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 o Sulfuro de Hidrógeno, además de Nitrógeno y Dióxido de Carbono

Composición Básica del Gas Natural: La composición básica del gas natural indica que es una mezcla de hidrocarburos constituido principalmente por metano (CH4), que se encuentra en yacimientos en solución o en fase gaseosa con el petróleo crudo, que en este caso se denomina gas asociado, o bien, en yacimientos que no contienen petróleo. Se considera que el gas natural es uno de los combustibles más limpios, que produce principalmente (C02) en forma de gas y vapor de agua y pequeñas cantidades de óxidos de nitrógeno cuando se quema. En el cuadro 1 se indica la composición y porcentajes molares que puede tener una muestra de Gas natural

Cuadro 1: Composición y Porcentaje molar de una Mezcla de Gas Natural

Componente Fórmula Química Estado Físico Composición %

Metano (C1) CH4 Gaseoso 55,00-98,00

Etano (C2) C2H6 Gaseoso 0,10-20,00

Propano (C3) C3H8 Gaseoso 0,05-12,00

n-Butano (nC4) C4H10 Gaseoso 0,01-0,80

IsoButano (iC4) C4H10 Gaseoso 0,01-0,80

n-Pentano

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