2007 escuelas Wikipedia selección., Related subjects: Business; Chemical compounds
| Natural gas | ||
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| General | ||
| Other names | Marsh gas, Swamp gas | |
| Molecular formula | CH4 | |
| Appearance | Clear Gas, Blue Flame | |
| Properties | ||
| Density and phase | 0.,717 kg/m3, gas | |
| Melting point | −182.5°C (90.6 K) at 1 atm
25 °C (298 K) at 1.5 G Pa |
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| Boiling point | −161.6°C (111.55 K) | |
| Triple point | 90.7 K, 0.,emperature | 537°C |
| Maximum burning temperature: |
2148°C | |
| Explosive limits | 5–15% | |
| Related compounds | ||
| Related alkanes | Ethane Propane |
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| Related compounds | Methanol Chloromethane |
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| Except where noted otherwise, data are given for materials in their standard state (at 25 °C, 100 kPa) Infobox disclaimer and references |
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| See methane for a more complete list., | ||
el gas Natural es un combustible fósil gaseoso constituido principalmente por metano. Se encuentra en campos petrolíferos y de gas natural, y en lechos de carbón. Cuando los gases ricos en metano son producidos por la descomposición anaeróbica de material orgánico no fósil, estos se conocen como biogás. Las fuentes de biogás incluyen pantanos, pantanos y vertederos (véase gas de vertedero), así como lodos de depuradora y estiércol a través de digestores anaeróbicos, además de la fermentación entérica, particularmente en el ganado., El gas Natural a menudo se conoce informalmente como simplemente gas, especialmente cuando se compara con otras fuentes de energía como la electricidad.
composición química
el componente primario del gas natural es el metano (CH4), la molécula de hidrocarburo más corta y ligera. También contiene hidrocarburos gaseosos más pesados como etano (C2H6), propano (C3H8) y butano (C4H10), así como otros gases que contienen azufre, en cantidades variables; Véase también condensado de gas natural. El gas Natural también contiene y es la principal fuente de helio en el mercado.,
| Component | wt. % |
|---|---|
| Metano (CH4) | 80-95 |
| Etano (C2H6) | 5-15 |
| Propano (C3H8) y Butano (C4H10) | < 5 |
de Nitrógeno, helio, dióxido de carbono y trazas de sulfuro de hidrógeno, el agua y los olores pueden también estar presentes . El mercurio también está presente en pequeñas cantidades en el gas natural extraído de algunos campos. La composición exacta del gas natural varía entre los yacimientos de gas.,
Los compuestos Organosulfurados y el sulfuro de hidrógeno son contaminantes comunes que deben eliminarse antes de la mayoría de los usos. El Gas con una cantidad significativa de impurezas de azufre, como el sulfuro de hidrógeno, se denomina gas ácido y, a menudo, se denomina «gas ácido». El gas natural procesado que está disponible para los usuarios finales es insípido e inodoro, sin embargo, antes de que el gas se distribuya a los usuarios finales, se odoriza agregando pequeñas cantidades de tioles, para ayudar en la detección de fugas., El gas natural procesado es, en sí mismo, inofensivo para el cuerpo humano, sin embargo, el gas natural es un simple asfixiante y puede matar si desplaza el aire hasta el punto en que el contenido de oxígeno no sostendrá la vida.
El gas Natural también puede ser peligroso para la vida y la propiedad a través de una explosión. El gas Natural es más ligero que el aire, y por lo tanto tiende a disiparse en la atmósfera. Pero cuando el gas natural está confinado, como dentro de una casa, Las concentraciones de gas pueden alcanzar mezclas explosivas y, si se encienden, dar lugar a explosiones que podrían destruir edificios., El metano tiene un límite explosivo inferior del 5% en el aire, y un límite explosivo superior del 15%.
Las preocupaciones explosivas con el gas natural comprimido utilizado en los vehículos son casi inexistentes, debido a la naturaleza de escape del gas, y la necesidad de mantener concentraciones entre el 5% y el 15% para desencadenar explosiones.
contenido energético y estadísticas
Las cantidades de gas natural se miden en metros cúbicos normales (correspondientes a 0° C a 1 atm) o en pies cúbicos estándar (correspondientes a 60° F y 30 inHg)., El calor bruto de combustión de un metro cúbico normal de gas natural de calidad comercial es de alrededor de 39 megajulios (≈10,8 kWh), pero esto puede variar en varios por ciento. En unidades estadounidenses, un pie cúbico estándar de gas natural produce alrededor de 1000 Unidades Térmicas Británicas (BTU).
el valor de calentamiento real cuando el agua formada no se condensa es el calor neto de combustión y puede ser tanto como 10% menos.
el precio del gas natural varía mucho dependiendo de la ubicación y el tipo de consumidor, pero a partir de 2006 un precio de $10 por 1000 pies cúbicos es típico en los Estados Unidos., Esto corresponde a alrededor de 1 10 por millón de BTU, o alrededor de $10 por gigajulio.
en los EE.UU., al por menor, el gas natural se vende a menudo en unidades de termias (th); 1 termia = 100.000 BTU. Las transacciones al por mayor se realizan generalmente en decatherms (Dth), o en miles de decatherms (MDth), o en millones de decatherms (MMDth). Un millón de decatherms es aproximadamente mil millones de pies cúbicos de gas natural.
Almacenamiento y transporte
Polietileno de gas principal se coloca en una zanja.,
la mayor dificultad en el uso del gas natural es el transporte y almacenamiento debido a su baja densidad. Los gasoductos de gas natural son económicos, pero no son prácticos a través de los océanos. Muchos oleoductos existentes en América del Norte están cerca de alcanzar su capacidad, lo que llevó a algunos políticos en climas más fríos a hablar públicamente de una posible escasez.
los buques de GNL se pueden utilizar para transportar gas natural licuado (GNL) a través de los océanos, mientras que los camiones cisterna pueden transportar gas natural licuado o comprimido (GNC) en distancias más cortas., Pueden transportar gas natural directamente a los usuarios finales o a puntos de distribución, como gasoductos, para su posterior transporte. Estos pueden tener un costo más alto, requiriendo instalaciones adicionales para licuefacción o compresión en el punto de producción, y luego gasificación o descompresión en las instalaciones de uso final o en una tubería.
en el pasado, el gas natural que se recuperaba en el curso de la recuperación de petróleo no podía venderse de manera rentable, y simplemente se quemaba en el campo petrolífero (conocido como quema en antorcha)., Esta práctica derrochadora es ahora ilegal en muchos países, especialmente porque agrega contaminación de gases de efecto invernadero a la atmósfera de la tierra. Además, las empresas ahora reconocen que el valor del gas se puede lograr con GNL, GNC u otros métodos de transporte para los usuarios finales en el futuro. El gas se vuelve a inyectar en la formación para su posterior recuperación. Esto también ayuda al bombeo de aceite mediante el mantenimiento de presiones subterráneas más altas. En Arabia Saudita, A finales de la década de 1970, se creó un «sistema Maestro de Gas», que puso fin a la necesidad de la quema., El gas natural se utiliza para generar electricidad y calor para la desalinización. Del mismo modo, se han creado algunos vertederos que también descargan gases de metano para capturar el metano y generar electricidad.
el gas Natural a menudo se almacena en cavernas subterráneas formadas dentro de depósitos de gas agotados de pozos de gas anteriores, cúpulas de sal o en tanques como gas natural licuado. El gas se inyecta durante los períodos de baja demanda y se extrae durante los períodos de mayor demanda. El almacenamiento cerca de los usuarios finales ayuda a satisfacer mejor las demandas volátiles, pero esto no siempre es factible.,
gas Natural de crisis
llamas Azules de un quemador natural de la estufa de gas.
muchos políticos y figuras prominentes en América del Norte han hablado públicamente sobre una posible crisis del gas natural. Esto incluye al ex Secretario de energía Spencer Abraham, el ex presidente de la Reserva Federal Alan Greenspan y el Ministro de energía de Ontario Dwight Duncan.,
la crisis del gas natural se describe típicamente por el aumento del precio del gas natural en los Estados Unidos en los últimos años, debido a la disminución de la oferta indígena y el aumento de la demanda de generación de electricidad. La oferta nacional ha disminuido de 20.570.295 MMcf en 2001 a 19.144.768 MMcf en 2005., Debido a la caída de la producción (exacerbada por el dramático golpe a la producción que vino de los huracanes Katrina y Rita) y el continuo crecimiento de la demanda, el precio se ha vuelto tan alto que muchos usuarios industriales, principalmente en la industria petroquímica, han cerrado sus plantas causando la pérdida de puestos de trabajo. Greenspan ha sugerido que una solución a la crisis del gas natural es la importación de GNL.,
esta solución es a la vez intensiva en capital y cargada políticamente debido a la percepción pública de que las terminales de GNL son riesgos explosivos, especialmente a raíz de los ataques terroristas del 9/11 en los Estados Unidos. El Departamento de Seguridad Nacional de los Estados Unidos es responsable de mantener su seguridad.
Las terminales de GNL nuevas o ampliadas crean problemas de infraestructura difíciles y requieren un alto gasto de capital. Las terminales de GNL requieren un puerto muy espacioso, de al menos 40 pies (12.2 m) de profundidad, además de estar protegidas del viento y las olas., Por lo tanto, estos sitios «adecuados» se encuentran profundamente en puertos marítimos bien poblados, que también están sobrecargados con preocupaciones de derecho de paso para los gasoductos de GNL, o por el contrario, deben albergar también las instalaciones de la planta de expansión de GNL y las plantas de uso final (petroquímicas) en medio de las altas densidades de población de las principales ciudades, con los humos asociados, múltiples riesgos graves para la seguridad.
normalmente, para obtener aguas «bien protegidas», los sitios portuarios adecuados son ríos o estuarios, que es poco probable que sean Dragados lo suficientemente profundos., Dado que estos buques muy grandes deben moverse lenta y pesadamente en aguas restringidas, los tiempos de tránsito hacia y desde la terminal se vuelven costosos, ya que múltiples remolcadores y botes de Seguridad protegen y protegen a los grandes buques. Operacionalmente, los buques tanque de GNL (por ejemplo, en Boston) efectivamente se les da el uso exclusivo del puerto, se ven obligados a llegar y salir durante las horas no pico, y se les impide ocupar el mismo puerto hasta que el primero esté bien partido. Estos factores aumentan los costos operativos y hacen que la inversión de capital sea menos atractiva.,
para aumentar sustancialmente la cantidad de GNL utilizada para suministrar gas natural a América del Norte, no solo se deben construir plantas de «re-gasificación» en las costas de América del Norte, difícil por las razones mencionadas anteriormente, sino que también se deben poner nuevas y sustanciales estaciones de licuefacción en Indonesia, Oriente Medio y África, con el fin de concentrar el gas generalmente asociado con la producción de petróleo en esas áreas. También debe producirse una expansión sustancial de la flota de buques de GNL, para mover la enorme cantidad de combustible necesaria para compensar el déficit que se avecina en el noreste de América.,
utiliza
generación de energía
El gas Natural es una fuente importante para la generación de electricidad mediante el uso de turbinas de gas y turbinas de vapor. Se pueden lograr eficiencias particularmente altas combinando turbinas de gas con una turbina de vapor en modo de ciclo combinado. El gas natural quema más limpio que otros combustibles fósiles, como el petróleo y el carbón, y produce menos gases de efecto invernadero por unidad de energía liberada. Para una cantidad equivalente de calor, la quema de gas natural produce aproximadamente un 30% menos de dióxido de carbono que la quema de petróleo y aproximadamente un 45% menos que la quema de carbón ., Por lo tanto, la generación de energía de ciclo combinado utilizando gas natural es la fuente de energía más limpia disponible utilizando combustibles fósiles, y esta tecnología se usa ampliamente donde se puede obtener gas a un costo razonable. La tecnología de pilas de combustible puede proporcionar opciones más limpias para convertir el gas natural en electricidad, pero todavía no es competitiva en cuanto a precios. Además, se dice que el suministro de gas natural alcanza su pico alrededor del año 2030, 20 años después del pico del petróleo. También se prevé que el suministro mundial de gas natural se agote alrededor del año 2085.,
hidrógeno
el gas Natural se puede utilizar para producir hidrógeno que se puede utilizar en vehículos de hidrógeno. Un método común es el reformador de hidrógeno.
vehículos de gas natural
El gas natural comprimido ( metano) se utiliza como una alternativa limpia a otros combustibles para automóviles como la gasolina (gasolina) y el diesel. A partir de 2005, los países con el mayor número de vehículos a gas natural fueron Argentina, Brasil, Pakistán, Italia e India., La eficiencia energética es generalmente igual a la de los motores de gasolina, pero menor en comparación con los motores diesel modernos, en parte debido al hecho de que los motores de gas natural funcionan utilizando el ciclo Otto, pero la investigación está en camino de mejorar el proceso ( ciclo Westport).
el gas licuado de petróleo (una mezcla de propano y butano) también se utiliza para alimentar vehículos. Los sistemas de combustible para vehículos de GLP y GNC no son compatibles. El GNC también requiere tanques de mayor presión que suelen ser mucho más pesados que los utilizados para el GLP.,
uso doméstico residencial
el gas Natural se suministra a los hogares, donde se utiliza para fines tales como cocinar en cocinas y/ o hornos alimentados con gas natural, secadoras de ropa calentadas con gas natural y calefacción / refrigeración. La calefacción del hogar u otro edificio puede incluir calderas, hornos y calentadores de agua. El GNC se utiliza en hogares rurales sin conexiones a servicios públicos canalizados, o con parrillas portátiles.
Fertilizante
el gas Natural es una materia prima importante para la producción de amoníaco, a través del proceso Haber, para su uso en la producción de fertilizantes.,
Otros
el gas Natural también se utiliza en la fabricación de telas, vidrio, acero, plásticos, pintura, y otros productos.
seguridad
en cualquier forma, se agrega una cantidad minúscula de odorante, como el T-butil mercaptano, con un olor a repollo podrido, al gas incoloro e inodoro, para que se puedan detectar fugas antes de que ocurra un incendio o una explosión. A veces se usa un compuesto relacionado, el tiofano, con un olor a huevo podrido. La adición de odorante al gas natural comenzó en los Estados Unidos después de la explosión de la Escuela de New London en 1937., La acumulación de gas en la escuela pasó desapercibida, matando a trescientos estudiantes y profesores cuando se encendió. Los odorantes se consideran no tóxicos en las concentraciones extremadamente bajas que ocurren en el gas natural entregado al usuario final.
en las minas, donde el metano que se filtra de las formaciones rocosas no tiene olor, se utilizan sensores y se han desarrollado aparatos mineros específicamente para evitar fuentes de ignición, por ejemplo, la lámpara Davy.
Las explosiones causadas por fugas de gas natural ocurren unas cuantas veces al año., Los hogares individuales, las pequeñas empresas y los barcos se ven afectados con mayor frecuencia cuando una fuga interna acumula gas dentro de la estructura. Con frecuencia, la explosión será suficiente para dañar significativamente un edificio, pero dejarlo en pie. En estos casos, las personas en el interior tienden a tener lesiones leves a moderadas. Ocasionalmente, el gas puede acumularse en cantidades lo suficientemente altas como para causar una explosión mortal, desintegrando uno o más edificios en el proceso. El gas generalmente se disipa fácilmente al aire libre, pero a veces puede acumularse en cantidades peligrosas si las condiciones climáticas son correctas., Además, teniendo en cuenta las decenas de millones de estructuras que utilizan el combustible, el riesgo individual de usar gas natural es muy bajo.
algunos campos de gas producen gas ácido que contiene sulfuro de hidrógeno (H2S). Este gas sin tratar es tóxico. El tratamiento de gas de Amina, un proceso a escala industrial que elimina componentes gaseosos ácidos, se usa a menudo para eliminar el sulfuro de hidrógeno del gas natural.
La extracción de gas natural (o petróleo) conduce a una disminución de la presión en el depósito. Esto a su vez puede conducir a un hundimiento a nivel del suelo., El hundimiento puede afectar los ecosistemas, las vías fluviales, los sistemas de alcantarillado y suministro de agua, las fundaciones, etc.