Instituto Institu to Tecnológic ecnoló gico o Superio Superiorr de Centla.
Hidrocarburos gaseosos.
Los combustibles fósiles, son sustancias ricas en energía que se han formado a partir de plantas y microorganismos enterrados durante mucho tiempo. Los combustibles fósiles, que incluyen el petróle petróleo, o, el carbón carbón y el gas natural, natural, proporcio proporcionan nan la mayor mayor parte de la energía que mueve la moderna sociedad industrial. La gasolina o el gasóleo que utilizan nuestros automóviles, el carbón que se usa en muchas plantas termoeléctricas para el generación de energía eléctrica y el gas natural que se utiliza en la industria hornos cerámicos, centrales de ciclo combinado y que calienta nuestras casas son todos combustibles fósiles.
Se denominan combustibles gaseosos a los hidrocarburos naturales y a los fabricados exclusivamente para su empleo como combustibles, y a aquellos que se obtienen como subp subpro rodu duct cto o en cie ciertos rtos proc proce esos sos indu indust stri ria ales les y que que se pue pueden den aprov prove echa char como como combustibles.
La composición de éstos varía según la procedencia de los mismos, pero los componentes se pueden clasificar en gases combustibles (CO, H2, CH4) y otros gases (N2, CO2, O2).
Características: El gas natural extraído de los yacimientos, es un producto incoloro e inodoro, no tóxico tóxico y más ligero ligero que el aire. aire. Proced Procede e de la descompo descomposic sición ión de los sedime sedimento ntos s de materi materia a orgáni orgánica ca atrapa atrapada da entre entre estrat estratos os rocoso rocosos s y es una mezcla de hidrocarburos gaseosos en la que el metano (CH 4) se encuentra en grande grandes s propor proporcio ciones nes,, acompa acompañad ñado o de otros otros hidroc hidrocarb arburo uros s y gases gases cuya cuya concentración depende de la localización del yacimiento. El gas gas natu natura rall es una una ener energí gía a de orig origen en fósi fósill extr extraí aída da del del subs subsue uelo lo y considerada como la más amigable con el medio ambiente.
1.El gas natural es un energético que se extrae del subsuelo. 2.Se le agrega un odorizante llamado mercaptano, que le permite ser detectado en cualquier momento. 3.Se distribuye a través de gasoductos de acero y polietileno, materiales altamente resistentes incluso en zonas sísmicas. De esta forma se puede consumir en hogares, comercios e industrias. 4.Está considerado como el tipo de energía más amigable con el medio ambiente ya que no contamina y no es tóxico.
El Gas Licu Licua ado de Petról tróle eo o GLP, es una mezcla de hidrocarburos gaseosos (mezcla de gases licuados), sobre todo propano o butano. El GLP se obtiene a partir de gas natural o petróleo, se licúa para para el tran transp spor orte te y se vapo vapori riza za para para empl emplea earl rlo o como como combustible de calderas y motores o como materia prima en la industria química.
El GLP o gas licuado del petróleo es una mezcla de propano y butano comprimido hasta tal punto que se vuelve un líquido. Los usos principales del GLP son los siguientes: Obtención de olefinas, utilizadas utilizadas para la producción producción de numerosos productos, productos, entre ellos, la mayoría de los plásticos. plásticos. Combustible para automóviles, una de cuyas variantes variantes es el autogás. autogás. Combustible de refinería. Combustible doméstico (mediante garrafas o bombonas, depósitos depósitos estacionarios o redes redes de distribución). Procesos industriales, industriales, calentar y secar productos productos agrícolas. Combustible para generación eléctrica. Combustible de de nuevos barcos militares y de transporte. transporte. • • • • • • •
Los co mbustibles gaseosos se clasifican en: en:
Combust ibles gaseosos naturales
Combust ibles gaseosos manufacturado s
Propiedades Propiedades y ventajas ventajas de los combustib les gaseosos: gaseosos:
El poder calorífico calorífico , una de las propiedades más importantes de un combustible, se expre xpresa para para los combus combustib tible less gase gaseoso ososs por unida unidad d de volum volume en en condic condicion ione es normales. El valor del poder calorífico va a variar mucho dependiendo del tipo de gas que estemos manejando, y por lo tanto, en función de los componentes del combustible que estemos manejando.
Otra propiedad importante del combustible es el calor específico. Se define éste como la cantidad de calor r equerida para que la uni dad de masa de gas aumente su temperatura 1ºC. Las unidades son cal/g ºC; ºC; Kcal/Kg ºC; Btu/lb ºF. ºF. Se Se se definen los s igui entes calores específicos : Calor Calor específico específico a volum en constante con stante (Cv) (Cv) Calor Calor específico específico a presió n cons tante (Cp) (Cp) • •
Otra tra prop propie ieda dad d de los los comb combus usti tibl ble es gaseosos es la viscosidad. Al aumentar la temp tempe eratu ratura ra aume umenta nta la visco viscosi sida dad. d. Existe xisten n dos tipos tipos de visco viscosid sida ades, des, la cinemática y la dinámica.
En la combustión de un combustible gaseoso es fácil deducir que la mezcla con el comburente se realiza de una manera fácil. El modo en que básicamente se realiza la combustión es igual que para un combus tible sólido o líquido. Se sigue utilizando, en general, el aire como combure comburente nte,, aunque a vece vecess se usa el oxíge oxígeno. no. Es necesario en este caso el uso de quemadores, que es d o nd nd e s e v a a p ro ro du du c irir l a m ezc la la c om om bu bu st st i b le le comb combur ure ente nte. La comb combus usti tión ón es rápi rápida da,, pero pero no insta instantáne ntánea a. Es nece necesa sario rio un tiempo tiempo de mezc mezcla la para para facilitar la reacción.
Temperatura de ignic ión: ión: La La temperatura de igni ción es la míni mínima ma temp tempe eratu ratura ra a la que que pue puede inic inicia iars rse e y propagarse la combustión en un punto de una mezcla aire gas. Límites de inflamabilidad: Se entienden estos como los porcenta porcentaje jess de aire y gas gas que prese presentan ntan una mez mezcla cla de ambos mbos para para que que pue pueda inic inicia iars rse e y p ro ro p ag ag ar ar se se l a c om om b us us titi ó n d e d ic ic ha ha m ezc la la. Norma ormalmente lmente se expre xpresa en porce porcenta ntaje je de gas gas comb usti ble en la mezcla. Velocid locida ad de de defla flagra gración: ción: Es Es prop agación de una llama estable. estable.
la
v el o c i d ad
de
Facili Facilidad dad de manejo y transporte por tuberías. No presentan cenizas cenizas ni materias materias extrañas. extrañas. El control de la combustió n es mucho más fácil, fácil, lo que nos permite mantener mantener la temperatura temperatura de combustión aún con demandas variables. Posibilidad osibilidad de regular regular la atmósfera atmósfera de los hornos para para conseguir atmósferas atmósferas reductoras reductoras según nos convenga. Posibil idad de calentar calentar el gas en en regenadores y recuperadores, elevando elevando de esta manera la temperatura de comb usti ón, y por lo tanto, aumentando aumentando el rendimiento térmi co. Proceden Proceden o suelen suelen proceder de combustibles sólidos de baja calidad, por lo qu e nos permite permite darle un uso mejor a dichos c ombustibles. Es posi ble determinar determinar su compos ició n exacta, exacta, por lo que es posible pos ible determinar determinar bastante bien su pod er calorífico. calorífico. A igualdad igualdad de calor calor cedido, la llama que origina un combustible gaseoso gaseoso es más corta que la que origina un combustible sólido o uno líquido.
De este modo obtenemos gas de agua o gas azul (este nombre es debido al color de la llama, azul, característico de la combustión del CO). La principal reacción que tiene lugar es:
C(S) + H2O + 30 Kcal
Esta es una reacción endotérmica. El gas azul ti tiene un poder calorífico de 2580/2670 2580/2670 Kcal/m Kcal/m3 a PTS (presión y temperatura estándar)
CO + H2
El gas de agua como combustible es much muchas as vece veces s más más venta ventajo joso so que que la comb combus usti tión ón dire direct cta a del carbón.
Usando gas de agua se consigue: Mejorar la mezcla combustible/comburente; se mejora por lo tanto el control de la combustión, y además se logra que para que la combustión sea completa sea necesaria menos cantidad de aire adicional. Se obtiene obtienen n temper temperatu aturas ras más elevad elevadas, as, porque porque el calor generado se aprovecha mucho mejor. Podemos precalentar el combustible y el comburente a la vez. No hay SO2 en la combustión. No hay cenizas ni quemados sólidos.
La gasificación es la transformación de toda materia carbonosa en gas mediante la reacción del carbón incandescente con O2, vapor de agua, CO, SO2. Esto nos origina un conjunto de productos en estado gas cuya composición y propiedades dependen de la naturaleza del agente gasificante que estemos utilizando en el proceso.
combustible ble o El agen agente te gasif gasific ican ante te nos nos va a cond condic icio iona narr el uso uso del del prod produc ucto to obte obteni nido do como como gas combusti como materia prima en otro proceso químico superior.
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Son los compuestos orgánicos más simples y pueden ser considerados como las sustancias principales de las que se derivan todo todoss los dem demás co comp mpu uesto estoss orgá orgán nico icos. Lo Loss hidro idroca carb rbur uros os se clasifican en dos grupos principales, de cadena abierta y cíclicos. En los compuestos de cadena abierta que contienen más de un átomo de carbono, los átomos de carbono están unidos entre sí formando una cadena lineal que puede tener una o más ramificaciones. En los compuestos cíclicos, los átomos de carbono forman uno o más anillos cerrados. Los dos grupos principales se subd subdiv ivid iden en segú según n su co comp mpor orta tami mien ento to quím químic ico o en satu satura rado doss e insaturados.
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El petróleo es una mezcla de hidrocarburos muy variados, en la que se encuentran:
Hidrocarburos líquidos, que forman la parte
principal. Hidrocarburos gaseosos, especialmente metano, acetileno,
y buta butano no,, que se suel suelen en encon encontr trar ar alma almace cena nado doss en el subsuelo a enorme presión. Hidrocarburos sólidos, como el asfalto y betunes disueltos
en los hidrocarburos líquidos, los únicos que impregnan las rocas superficiales, cuando los demás, mucho más volátiles, se disipan en la atmósfera.
LOS HIDROCARBUROS QUE INTEGRAN EL PETRÓLEO SON DE DISTINTOS TIPOS, SEGÚN SU LUGAR DE ORIGEN:
Los hidrocarbur hidrocarburos os extraídos extraídos directamente directamente de formaciones formaciones geológicas en estado líquido se conocen comúnmente con el nombre de petróleo, mientras que los que se encuentran en estado gaseoso se les conoce como gas natural. La expl explot otac ació ión n co come merc rcia iall de los hidr hidroc ocar arbu buro ross co cons nsti titu tuyye una actividad económica de primera importancia, pues forman parte de los principales combustibles fósiles (petróleo y gas natural), así como de todo tipo de plásticos, ceras y ceras y lubricantes.
EL PETRÓLEO PETRÓL EO ES UN HIDROCARB HIDROCARBURO URO LIQUIDO •
El petróleo es un líquido inflamable mezcla de hidrocarburos y otro otross co comp mpue uest stos os orgá orgáni nico coss que que sólo sólo se en encu cuen entr tra a bajo bajo la superficie terrestre, en formaciones geológicas de hace millones de años. Es el resultado de la fosilización de materiales orgánicos como el zooplancton y algas, que hace millones de años se depositaron en fondos de mares o lagos, y fueron preservados como co mo fósi fósile les. s. Con Con el paso paso de los los mill millon ones es de años años sufr sufrie iero ron n procesos físicos y químicos, debido al calor y la presión.
EXTRA EXTRA CCIÓN CCIÓN DEL PETRÓLEO •
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Se crea el pozo petrolero, que se realiza perforando un largo agujero a través de las capas geológicas hacia el yacimiento petrolífero. En el agujero taladrado por la maquinaria especial, se coloca una tubería de acero que provee integridad estructural al hueco. Arriba, en la superficie, se coloca una maquinaria con una serie de válvulas que se le suele llamar árbol de navidad, que se ocupan de regular la presión y de controlar el flujo de petróleo. Allí abajo hay presión suficiente como para que una vez realizado el agujero, el petróleo suba solo. Pero esto sucederá mientras haya presión, la que empieza a bajar a medida que la reserva se vacía. Así comenzará una segunda etapa, que es la de forzar la salida del petróleo, inyectando más presión a la reserva. Esto se logra inyectando agua, aire, dióxido de carbono., reinyectando gas natural Cuando la presión sigue siendo insuficiente, insuficiente, o por alguna razón se quiere obtener el petróleo petróleo más rápido, lo que se hace es calentar el petróleo, para volverlo menos viscoso, lo que permitirá que suba más rápido y más fácil. Esto se hace inyectando vapor en la reserva. Generalmente, para que esto no encarezca la extracción en sí, se hace por cogeneración. Esto consiste en utilizar una turbina eléctrica para generar electricidad con el gas que también sale del pozo, que sirve para hacer funcionar los mecanismos de extracción, a veces incluso bombas que aceleran la salida del petróleo, y a la vez, como un subproducto, genera calor, que es transformado en vapor y enviado hacia la reserva para aportar presión y calor.
GRADOS API
La gravedad dad API, o grados API, de sus sigl iglas en inglés American Petroleum Institute, es una medida de densidad que, en comparación con el agua a temperaturas iguales, precisa cuán pesado o liviano es el petróleo. Índices superiores a 10 implican que son más livianos que el agua y, por lo tanto, flotarían en ésta. La gravedad API se usa también para comparar densidades de fracciones extraídas del petróleo.
SEGÚN LOS GRADOS API, SE CLASIFICAN EN:
