GAS DE CAMISEA

Termodinámica

[GAS NATURALDE CAMISEA ]

Facultad de Ingeniería Química TEMA: Gas natural de Camisea Curso

: Termodinámica

Docente

: Rosalio Cusi Palomino

Integrantes: Espinoza Vásquez Carlos L Jurado Herencia José Alberto

Fecha de Entrega: 14/05/10

ICA-201 Ing. Química UNICA

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CAPITULO I (ASPECTOS GENERALES).

1.1. INTRODUCCION: La conducción del gas mediante los ductos permitirá que el gas natural y los líquidos estén disponibles para consumo doméstico y para exportación. El gas natural será transportado a Lima, el principal centro de consumo, donde podrá ser utilizado para f ines residenciales e industriales, así como para generar electricidad, la misma que luego será distribuida a nivel nacional a través de la infraestructura de transmisión existente en el Perú. Como se observa con la explotación de este bien natural se cuenta con una nueva fuente de energía que, poco a poco, tiene el objetivo de mejorar las condiciones de vida a nivel nacional.

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1.2.- 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/Mobil 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.

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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

1.3.- RESUMEN:

El gas natural es un recurso energético y forma parte del conjunto de medios con los que los países del mundo intentan cubrir sus necesidades de energía. La energía es la base de la civilización industrial; sin ella, la vida moderna dejaría de existir. A largo plazo es posible que las prácticas de conservación de energía proporcionen el tiempo suficiente para explorar nuevas posibilidades tecnológicas. A lo largo del siglo XX, la mayor comodidad y menores costes del petróleo y el gas hicieron que desplazaran al carbón en la calefacción de viviendas y oficinas y en la propulsión de locomotoras, y en el mercado industrial. Incluso en el mercado de las centrales térmicas el petróleo y el gas fueron reemplazando al carbón, y la contribución del carbón al panorama energético global cayó en picado. Se denomina combustible gaseoso a cualquier mezcla gaseosa empleada como combustible para proporcionar energía en usos domésticos o industriales. Los combustibles gaseosos están formados principalmente por hidrocarburos. Las propiedades de los diferentes gases dependen del número y disposición de los átomos de carbono e hidrógeno de sus moléculas. Además de sus componentes combustibles, la mayoría de estos gases contienen cantidades variables de nitrógeno y agua.

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CAPITULO II

2.- MARCO TEORICO. 2.1.- GAS NATURAL: 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 Ing. Química UNICA

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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 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 detección y la medición de H2S se pueden realizar con los métodos ASTM D2385 o ASTM D 2725. Para uso doméstico, al igual que al butano, se le añaden trazas de compuestos de la familia de los mercaptanos entre ellos el metil-mercaptano, para que sea fácil detectar una fuga de gas y evitar su ignición espontánea.

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El gas natural se puede encontrar en forma "asociado", cuando en el yacimiento aparece acompañado de petróleo, o gas natural "no asociado" cuando está acompañado únicamente por pequeñas cantidades de otros hidrocarburos o gases. La composición del gas natural incluye variedad de hidrocarburos gaseosos, con predominio del metano, por sobre el 90%, y en proporciones menores etano, propano, butano, pentano y pequeñas proporciones de gases inertes como dióxido de carbono y nitrógeno. La composición del gas varía según el yacimiento.

COMPOSICIÓN DEL GAS NATURAL

Componente

Nomenclatura

Composición (%)

Estado Natural

Metano

CH4

95,08

Gas

Etano

C2H4

2,14

Gas

Propano

C3H8

0,29

Gas licuable (GLP)

Butano

C4H10

0,11

Gas licuable (GLP)

Pentano

C5H12

0,04

líquido

Hexano

C6H14

0,01

líquido

N2

1,94

Gas

CO2

0,39

Gas

Nitrógeno Gas Carbónico

Las propiedades del gas natural según la composición del cuadro anterior son:  Densidad Relativa : 0,65  Poder Calorífico : 9.032 kcal/m3  Cp (presión Cte) : 8.57 cal/mol.ºC Ing. Química UNICA

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 Cv (volumen Cte) : 6.56 cal/mol.ºC

El gas natural se envía a plantas de procesamiento de gas para producir gas natural de calidad y líquidos del gas. El gas natural se transporta y distribuye hasta los usuarios finales por medio de ductos de acero de diámetros variables. Para poder comprimir y transportar grandes distancias es conveniente separar los componentes más pesados, como el hexano, pentano, butanos y propanos y en ocasiones etano, dando lugar estos últimos a las gasolinas naturales o a los líquidos de gas natural, para lo cual se utilizan los procesos de absorción o criogénicos. Las estaciones de compresión proveen la energía necesaria para hacer llegar el gas natural a través del territorio nacional. Para que un consumidor tenga acceso al gas natural es necesario que interconecte sus instalaciones al sistema de transporte existente, o a una red de distribución cercana.

2.1.1- PROPIEDADES FISICAS: -

Es insípido

-

No es toxico

-

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.

-

Es un gas liviano, más ligero que el aire.

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-

Su poder calorífico es el doble del gas manufacturado.

-

Es un gas seco.

2.1.2.-

CARACTERÍSTICAS DE LA PRODUCCIÓN Y PRODUCTIVIDAD EN CONTRASTE CON EL GAS PROPANO Una de las características de la producción del denominado gas de Camisea es la extracción del gas natural que mejora la calidad del aire local debido a su menor emisión de gases tóxicos y nocivos tales como: el dióxido de carbono, dióxido de sulfuro y óxido nítrico. Es de vital importancia distinguir dos conceptos diametralmente opuestos, el gas natural y el biogás. Las características principales de ambos es procurar minimizar la combustión contaminante por una combustión más limpia. El gas natural es el combustible que menos contamina el ambiente, debido a que en su combustión no se generan gases tóxicos, cenizas ni residuos. Su transporte y distribución se realiza mediante tuberías subterráneas, por lo que no daña el paisaje ni atenta contra la vida animal o vegetal. A diferencia del GLP (gas licuado propano)que en nuestro país es distribuido principalmente en balones haciendo uso de vehículos pesados que circulan constantemente por la ciudad incrementando el tráfico, deteriorando el pavimento y contaminando el ambiente. Como el gas natural llega por tubería, se dispone del servicio las 24 horas y los 365 días del año. De esta forma se evita tener que almacenarlo en tanques o cilindros disfrutando de un suministro contínuo, similar al servicio de agua, electricidad y teléfono.

2.2 2.2.1.-

CLASIFICACION

YACIMIENTOS DE GAS NATURAL:

Los yacimientos de petróleo casi siempre llevan asociados una cierta cantidad de gas natural, que sale a la superficie junto con él cuando se perfora un pozo. Sin embargo, hay pozos que proporcionan solamente gas natural. El petróleo crudo y el gas natural se encuentran en cantidades Ing. Química UNICA

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comerciales en cuencas sedimentarias situadas en más de 50 países de todos los continentes. Los mayores yacimientos se encuentran en Oriente Próximo, donde se hallan más de la mitad de las reservas conocidas de crudo y casi una tercera parte de las reservas conocidas de gas natural. Se conoce son el nombre de Yacimientos de Gas a aquellos en los cuales la mezcla de hidrocarburos se encuentra inicialmente en fase gaseosa en el subsuelo. Sin embargo, esto no quiere decir que un yacimiento de gas esté imposibilitado para condensar. La condensación se produce como consecuencia de disminución en la energía cinética de las moléculas de gas más pesadas originando un aumento en las fuerzas de atracción de las mismas, lo cual transforma parte de dicho gas en líquido. En base a estos criterios de condensación y de acuerdo a su presión y temperatura inicial, podemos clasificar los Yacimientos de Gas en: Yacimientos de gas seco, Yacimientos de gas húmedo y Yacimientos de gas condensado. Yacimientos de gas seco: • • • •

Su temperatura inicial excede la temperatura cricondentérmica. Están constituidos por metano, con rastros de hidrocarburos superiores. Están constituidos por hidrocarburos que, aún en superficie y a presión y temperatura de tanque, no condensan. Poseen alta energía cinética de sus moléculas y baja atracción de las mismas.

2.2.2- YACIMIENTOS DE GAS HÚMEDO: •

Su temperatura inicial excede la temperatura cricondentérmica.

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Están constituidos por hidrocarburos livianos a intermedios. Están constituidos por hidrocarburos que no condensan a condiciones de yacimiento pero si a condiciones de separador.

2.2.3.•


YACIMIENTOS DE 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 se condensa.

Estos tipos de yacimientos también pueden ubicarse de acuerdo con la localización de la temperatura y presión iniciales del mismo con respecto a la región de dos fases (gas y petróleo) en los diagramas de fases que relacionan estas dos variables. Cuando la presión y la temperatura caen dentro de la región de dos fases, existirá una zona de petróleo con una capa de gas en la parte superior. La zona de petróleo producirá como un yacimiento de petróleo de punto de burbujeo y la capa de gas como un yacimiento monofásico de gas o como un yacimiento retrogrado de gas.

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2.3 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. •

2.3.1

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/Mobil 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 Ing. Química UNICA

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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

2.3.2 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 reinyecta 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. Ing. Química UNICA

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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.

2.2.3 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 Ing. Química UNICA

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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 Descalzi, considera que con los perdiendo dado que sólo tendrá las empresas explotadoras del invertido.

de Ingenieros del Perú, Carlos Herrera contratos del gas de Camisea, el Perú está gas para consumo local hasta el año 2020, y producto van a ganar más de 13 veces lo

gas natural es un combustible fósil formado por un conjunto de hidrocarburos que, en condiciones de reservorio, se encuentra en estado gaseoso o en disolución de petróleo. Ing. Química UNICA

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Se encuentra en la naturaleza como “gas natural asociado” cuando está acompañado de petróleo y como “gas natural no asociado” cuando no esta acompañado de petróleo. Sus principales componentes en orden decreciente de cantidad son el metano (usualmente 90%), etano, propano, butanos, pentanos y hexanos. Cuando se extrae de los pozos generalmente contienen 1% de impurezas como el ácido sulfhídrico, nitrógeno, helio, oxígeno, bióxido de carbono, vapor de agua y otras que también son de combustión limpia. Las impurezas se eliminan en las plantas de tratamiento de gas, mediante el uso de solventes y absorbentes. A diferencia del petróleo, el gas natural no requiere de plantas de refinación para procesarlo y obtener productos comerciales. Las impurezas que pueda contener el gas natural pueden ser separadas por procesos físicos relativamente sencillos.

2.2.4 PROCESAMIENTO DEL GAS NATURAL El gas natural se envía a Plantas de Procesamientos de Gas para producir gas natural de calidad y líquidos del gas. El gas natural se transporta y distribuye hasta los usuarios finales por medio de ductos de acero de diámetros variables. Para poder comprimir y transportar grandes distancias es conveniente separar los componentes más pesados, como el hexano, pentano, butanos y propanos y en ocasiones etano, dando lugar estos últimos a las gasolinas naturales o a los líquidos de gas natural, para lo cual se utilizan los procesos de absorción o criogénicos. Las estaciones de compresión proveen la energía necesaria para hacer llegar el gas natural a través del territorio nacional. Para que un consumidor tenga acceso al gas natural es necesario que interconecte sus instalaciones al sistema de transporte existente, o a una red de distribución cercana. Plantas De Procesamiento De Gas Natural Planta con la cual se procesa gas natural para recuperar líquidos de gas natural y alguna otra sustancia como azufre. Actualmente, en el país se han establecido cuatro plantas de procesamiento de gas natural, constituido de la siguiente manera: Ing. Química UNICA

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1. Aguaytía Energy del Perú S.R.L. - Planta de Procesamiento y Fraccionamiento de Gas Natural. 2. Graña y Montero Petrolera. - Planta de Gas Natural Verdún y Pariñas. (Piura). 3. Pluspetrol Perú Corporation S.A. - Planta de Separación de Gas Natural, Las Malvinas y Planta de Fraccionamiento de Líquidos de Gas Natural, Pisco. 4. Procesadora de Gas Pariñas S.A.C. - Planta Criogénica de Gas Natural.

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2.3- PROPIEDADES TERMODINAMICAS: 2.3.1.- 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 poliatómico, 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

Δ U = Q − W.

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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.

2.3.2.- 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)

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2.3.3.- ENTROPIA: 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".

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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.

2.3.4.- ENERGIA LIBRE DE GIBSS: 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 Esta en función de:

Así mismo:

ΔSuniverso

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.

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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 = ΔH =

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

ΔH = 3.4576 + Ing. Química UNICA

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ΔH =

+

–

3.2.- CALCULO DE LA ΔS: ΔS = ΔS= ΔS= Integrando: ΔS =

ΔS =

+

–

3.3.- CALCULO DE LA ΔU: ΔU = ΔU = ΔU =

ΔU = Ing. Química UNICA

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ΔU =

3.4.- CALCULO DE LA ΔG: ΔG = AH – TAS ΔG =

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4.- CONCLUSIONES: Se espera que el proyecto, declarado por Perú como una prioridad de interés nacional, traiga al país importantes beneficios económicos, reduciendo el costo de energía, disminuyendo la contaminación atmosférica y substituyendo otros combustibles por gas natural, el más limpio de los hidrocarburos; pero guardando el debido respeto por la naturaleza y los pobladores de las zonas aledañas, verdaderos dueños de este importante recurso. El gas natural ha significado un importante aporte a la economía peruana llevándola a un nivel superior y contribuyendo a mejores relaciones del Perú con sus países vecinos.

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