PRODUCCIÓN DE GAS NATURAL PROFESOR: ING. FRANKLIN GÓMEZ

TEMARIOS 1. INTRODUCCIÓN PROPIEDADES DE LOS GASES 1.1. APARICIÓN GEOLÓGICA DEL GAS NATURAL 1.2. RESERVAS MUNDIALES DEL GAS NATURAL (ANEXO 1) 1.3. RESERVAS ECUATORIANAS DEL GAS NATURAL (ANEXO 2) 1.4. DEFINICION DE GAS NATURAL 1.5. DIFERENCIA ENTRE GAS NATURAL Y GLP 1.6. CARACTERISTICAS DEL GAS NATURAL PROPIEDADES DE LOS GASES COMPORTAMIENTO DE LOS RESERVORIOS DE GAS TEMARIOS

Gases Ideales La primera consideración de la conducta de los gases es a condiciones cercanas a las condiciones estándar de presión y temperatura.   P=14.7 [psia] =101.325 [kpa] T=60 [F] =288.7[K] =520[R]

Se dice que el gas se comporta como ideal bajo las siguientes consideraciones: El volumen ocupado por las moléculas es pequeño comparado al volumen de gas total. Todas las colisiones moleculares son elásticas es decir no existe perdida de energía. No existen fuerzas atractivas o repulsivas entre las moléculas que conforman el gas. Gases Ideales

Leyes de los Gases Ideales Ley de Boyle: El volumen de un gas ideal es inversamente proporcional a la presión cuando la temperatura es constante 𝑉∗𝑃=𝑐𝑡𝑒 ; 𝑉= 1 𝑃 ;𝑇=𝑐𝑡𝑒 Ley de Charle: Con gases a bajas presiones observo que el volumen ocupado por una masa fija de gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta del mismo Leyes de los Gases Ideales

Leyes de los Gases Ideales 𝑉 𝑇 =𝑐𝑡𝑒; 𝑇=𝑉;𝑃=𝑐𝑡𝑒 Ley de Avogadro: Establece que bajo las mismas condiciones de temperatura y presión volúmenes iguales de todos los gases ideales contienen el mismo numero de moléculas es decir a una temperatura y presión dadas un peso molecular de cualquier gas ideal ocupa el mismo volumen que el peso molecular de otro gas ideal. Leyes de los Gases Ideales

Leyes de los Gases Ideales Se demostró que hay 2.73𝑥1 0 26 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 por cada libra mol de un gas ideal y que un peso molecular en libras de cualquier gas ideal a condiciones estándar ocupa el volumen de 𝑉=379.4 𝑓 𝑡 3 Ley de Gas Ideal: Las tres leyes anteriores se pueden combinar para expresar una relación entre el volumen, la presión y la temperatura denominada la ley de gas ideal. Leyes de los Gases Ideales

Leyes de los Gases Ideales 𝑃 1 𝑉 1 𝑇 1 = 𝑃 2 𝑉 2 𝑇 2 =𝑐𝑡𝑒=𝑅=10.73 Para cualquier gas la ecuación de estado es: 𝑃 1 𝑉 1 =𝑅 𝑇 1 y para n moles del gas: 𝑃 1 𝑉 1 =𝑛𝑅 𝑇 1 si definimos: 𝑛= 𝑚 𝑀 obtenemos la ecuación de la densidad. Leyes de los Gases Ideales

𝑅= 𝑃𝑉 𝑛𝑇 =14. 7 𝑝𝑠𝑖𝑎 ∗ 379. 4 𝑓 𝑡 3 1 𝑙𝑏𝑚𝑜𝑙 ∗520 𝑅 =10 𝑅= 𝑃𝑉 𝑛𝑇 =14.7 𝑝𝑠𝑖𝑎 ∗ 379.4 𝑓 𝑡 3 1 𝑙𝑏𝑚𝑜𝑙 ∗520 𝑅 =10.73[ 𝑝𝑠𝑖𝑎∗𝑓 𝑡 3 𝑙𝑏𝑚𝑜𝑙∗𝑅 ] Unidad Valor de R [ 𝑎𝑡𝑚∗ 𝑐𝑚 3 𝑔𝑟𝑚𝑜𝑙∗𝑅 ] 82.06 [ 𝐵𝑇𝑈 𝑙𝑏𝑚𝑜𝑙∗𝑅 ] 1.987 [ 𝐾𝑝𝑎∗ 𝑚 3 𝐾𝑔𝑚𝑜𝑙∗𝐾 ] 8.314 [ 𝑝𝑠𝑖𝑎∗ 𝑓𝑡 3 𝑙𝑏𝑚𝑜𝑙∗𝑅 ] 10.73 [ 𝑙𝑏𝑓/𝑓 𝑡 2 ∗ 𝑓𝑡 3 𝑙𝑏𝑚𝑜𝑙∗𝑅 ] 1544 [ 𝑎𝑡𝑚∗ 𝑓𝑡 3 𝑙𝑏𝑚𝑜𝑙∗𝑅 ] 0.73 [ 𝑚𝑚𝐻𝑔∗𝑙𝑡𝑠 𝑔𝑟𝑚𝑜𝑙∗𝐾 ] 62.37 Unidades y Valores de R

Calcular la masa de gas metano contenido en un cilindro de 3 Calcular la masa de gas metano contenido en un cilindro de 3.2 𝑓𝑡 3 de volumen a una presión de 1000 psia y una temperatura de 68 F, asumir que el gas es ideal. Calcular la densidad del gas metano a condiciones estándar F=1,8*C+32 Ejercicios Gas Ideal

Mezclas de Gases Ideales En ingeniería rara vez se trabaja con gases puros, el comportamiento de una mezcla de gases hace pertinente conocer dos leyes de los gases ideales adicionales. Ley de Dalton: Cada gas en una mezcla de gases ejerce una presión igual a la que ejercería si ocupa el mismo volumen que la mezcla total Mezclas de Gases Ideales

Mezcla de Gases Ideales Esta presión a la que nos referimos se conoce como presión parcial luego la presión total del sistema es igual a la suma de las presiones parciales de cada uno de los gases componentes, esta ley es valida únicamente cuando el gas se comporta como ideal. Suponiendo que se tiene un mezcla de 3 gases, el gas A tiene 𝑛 𝐴 de numero de moles, el gas B tiene 𝑛 𝐵 y el gas C tiene 𝑛 𝐶 , la presión ejercida por cada componente de la mezcla seria. Mezcla de Gases Ideales

Mezcla de Gases Ideales 𝑃 𝑇 = 𝑃 𝐴 + 𝑃 𝐵 + 𝑃 𝐶 𝑃 𝐴 = 𝑛 𝐴 𝑅𝑇 𝑉 𝑃 𝐵 = 𝑛 𝐵 𝑅𝑇 𝑉 𝑃 𝐶 = 𝑛 𝐶 𝑅𝑇 𝑉 𝑃 𝑇 = 𝑛 𝐴 𝑅𝑇 𝑉 + 𝑛 𝐵 𝑅𝑇 𝑉 + 𝑛 𝐶 𝑅𝑇 𝑉 𝑛𝑅𝑇 𝑉 = 𝑅𝑇 𝑉 ( 𝑛 𝐴 + 𝑛 𝐵 + 𝑛 𝐶 ) Mezcla de Gases Ideales

Mezcla de Gases Ideales Se establece la relación: 𝑃 𝐴 𝑃 𝑇 = 𝑛 𝐴 𝑛 𝑡 = 𝑦 𝐴 = 𝑦 𝑗 Mezcla de Gases Ideales

Mezcla de Gases Ideales Ley de Amagat: El volumen total de una mezcla de gases es la suma de los volúmenes que el componente ocuparía a una presión y temperatura determinada los volúmenes de cada componente son conocidos como volúmenes parciales, esta ley solo es aplicable si la mezcla y cada uno de los componentes obedecen a las leyes de los gases ideales. Mezcla de Gases Ideales

Mezcla de Gases Ideales Suponiendo que tenemos una mezcla de 3 gases ideales entonces: 𝑛 𝐴 =# 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑜𝑛𝑒𝑛𝑡𝑒 𝐴 𝑛 𝐵 =# 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑜𝑛𝑒𝑛𝑡𝑒 𝐵 𝑛 𝐶 =# 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑜𝑛𝑒𝑛𝑡𝑒 𝐶 𝑃𝑉=𝑛𝑅𝑇 𝑉 𝐴 = 𝑛 𝐴 𝑅𝑇 𝑃 𝑉 𝐵 = 𝑛 𝐵 𝑅𝑇 𝑃 𝑉 𝐶 = 𝑛 𝐶 𝑅𝑇 𝑃 𝑉 𝑇 = 𝑉 𝐴 + 𝑉 𝐵 + 𝑉 𝐶 Mezcla de Gases Ideales

Mezcla de Gases Ideales 𝑉 𝑇 = 𝑛 𝐴 𝑅𝑇 𝑃 + 𝑛 𝐵 𝑅𝑇 𝑃 + 𝑛 𝐶 𝑅𝑇 𝑃 𝑉 𝑇 = 𝑅𝑇 𝑃 ( 𝑛 𝐴 + 𝑛 𝐵 + 𝑛 𝐶 ) 𝑉 𝐴 𝑉 𝑇 = 𝑛 𝐴 𝑛 𝑡 = 𝑦 𝐴 = 𝑦 𝑗 Mezcla de Gases Ideales

Mezcla de Gases Ideales Gravedad Específica: Es la relación de la densidad de un gas o mezcla de gases sobre la densidad del aire a condiciones estándar de temperatura y presión. Asumiendo que la conducta del gas y del aire pueden ser representados por la ley de gas ideal la gravedad especifica se representa como: 𝛾 𝑔 = 𝜌 𝑔 𝜌 𝑎𝑖𝑟𝑒   𝛾 𝑔 = 𝑃𝑀 𝑔 𝑅𝑇 𝑃𝑀 𝑎𝑖𝑟𝑒 𝑅𝑇 Mezcla de Gases Ideales

Mezcla de Gases Ideales Peso Molecular Aparente: Una mezcla de gas se comporta como si fuera un gas puro con un peso molecular definitivo a este peso molecular se le conoce como peso molecular aparente. 𝑀 𝐴 = 𝑦 𝑗 𝑀 𝑗   Peso Molecular Composición 𝑁 2 28 78% 𝑂 2 32 21% Argon 39.94 1% Mezcla de Gases Ideales

1. - Un tanque de 10 ft3 contiene etano a 25 psia 1.- Un tanque de 10 ft3 contiene etano a 25 psia. Dentro del cual existe un balón de 2 ft de diámetro lleno de metano a 35 psia. Despreciando el volumen del caucho del balón y asumiendo condiciones isotérmicas ¿Cuál es la presión en el tanque si se revienta el balón (considerarlo gas ideal)? 2.- Tres compuestos gaseosos A,B y C están contenidos en un recipiente, la presión parcial de A es 0.6 atm, la fracción molar del compuesto B es el doble de la de C si la presión total es de 1900 mmHg. Calcular las fracciones molares y las presiones parciales de cada componente. Ejercicios