Gas natural
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El gas natural es una gaseoso combustible f??sil que consiste principalmente de metano , pero incluyendo cantidades significativas de etano , propano , butano, y pentano-hidrocarburos m??s pesados retirados antes de su uso como combustible consumidor -as?? como el di??xido de carbono , nitr??geno , helio y sulfuro de hidr??geno. Se encuentra en campos de petr??leo (asociados) sea disuelto o aisladas en campos de gas natural (no asociado), y en los yacimientos de carb??n (como metano en capas de carb??n). Cuando los gases ricos en metano son producidos por el la descomposici??n anaer??bica de no f??sil org??nico materiales, ??stos se conocen como biog??s. Fuentes de biog??s incluyen pantanos, pantanos, y vertederos (ver gas de vertedero), as?? como aguas residuales lodos y esti??rcol por medio de digestores anaer??bicos, adem??s de la fermentaci??n ent??rica en particular en el ganado .
Dado que el gas natural no es un producto puro, cuando el gas no asociado se extrae de un campo bajo supercr??tico (presi??n / temperatura) condiciones, se puede condensar parcialmente de despresurizaci??n isot??rmica - un efecto llamado condensaci??n retr??grada. Los l??quidos as?? formados pueden quedar atrapadas depositando en los poros del dep??sito de gas. Un m??todo para hacer frente a este problema es reinyectar gas seco libre de condensado para mantener la presi??n subterr??neo y para permitir reevaporaci??n y extracci??n de condensados.
El gas natural es a menudo conocida informalmente como simplemente gas, especialmente en comparaci??n con otras fuentes de energ??a, como la electricidad. Antes de gas natural se puede utilizar como combustible, debe someterse a una amplia procesamiento para eliminar casi todos los materiales distintos del metano. Los subproductos de procesamiento que incluyen etano, propano, butanos, pentanos e hidrocarburos de mayor peso molecular, azufre elemental, y algunas veces de helio y nitr??geno.
Composici??n qu??mica
El componente principal del gas natural es el metano ( C H 4), la m??s corta y m??s ligera mol??cula de hidrocarburo. A menudo tambi??n contiene hidrocarburos gaseosos m??s pesados tales como etano ( C 2 H 6), propano ( C 3 H 8) y butano ( C 4 H 10), as?? como otros de azufre gases que contienen, en cantidades variables, v??ase tambi??n condensado de gas natural. El gas natural que contiene hidrocarburos distintos del metano se llama gas natural h??medo. El gas natural que consiste s??lo de metano se llama gas natural seco .
| Componente | En peso t??picas. % |
|---|---|
| El metano (CH 4) | 70-90 |
| El etano (C 2 H 6) | 5-15 |
| Propano (C 3 H 8) y butano (C 4 H 10) | <5 |
| CO 2, N 2, H 2 S, etc. | equilibrio |
Cantidades nitr??geno, helio, di??xido de carbono y trazas de sulfuro de hidr??geno, el agua y odorantes tambi??n pueden estar presentes. El gas natural tambi??n contiene y es la fuente principal mercado de helio . El mercurio tambi??n est?? presente en peque??as cantidades en el gas natural extra??do de algunos campos. La composici??n exacta del gas natural var??a entre los campos de gas.
Compuestos org??nicos de azufre y sulfuro de hidr??geno son contaminantes comunes que deben ser eliminadas antes de la mayor??a de los usos. De gas con una cantidad significativa de impurezas de azufre, tales como sulfuro de hidr??geno, que se denomina gas amargo; gas con azufre o di??xido de carbono es impurezas gas ??cido. Gas natural procesado que est?? disponible para los usuarios finales es inodoro e ins??pido, sin embargo, antes de que el gas se distribuye a los usuarios finales, es odorizado mediante la adici??n de peque??as cantidades de sustancias odor??feras (las mezclas de mercaptano de t-butilo, mercaptanthiol isopropilo, tetrahidrotiofeno, sulfuro de dimetilo y otros compuestos de azufre), para ayudar en detecci??n de fugas. Gas natural procesado es, en s?? mismo, inofensivo para el cuerpo humano, sin embargo, el gas natural es un simple asfixiante y puede matar si se desplaza el aire hasta el punto en el contenido de ox??geno no apoyar?? la vida.
El gas natural tambi??n puede ser peligroso para la vida y la propiedad a trav??s de un explosi??n. El gas natural es m??s ligero que el aire, y as?? tiende a escapar a la atm??sfera. Pero cuando el gas natural se limita, como dentro de una casa, las concentraciones de gases pueden alcanzar mezclas explosivas y, en caso de ignici??n, provocar explosiones que podr??an destruir edificios. El metano tiene un menor l??mite explosivo de 5% en el aire, y un l??mite explosivo superior del 15%. Preocupaciones explosivas con el gas natural comprimido utilizados en los veh??culos son casi inexistente, debido a la naturaleza escape del gas, y la necesidad de mantener las concentraciones entre 5% y 15% para desencadenar explosiones.
Contenido de energ??a, las estad??sticas y la fijaci??n de precios
Las cantidades de gas natural se miden en metros c??bicos normales (correspondiente a 0 ?? C en 101.325 KPaa) o en pies c??bicos est??ndar (correspondiente a 60 ?? F (16 ?? C) y 14,73 PSIA). La calor bruto de combusti??n de uno metro c??bico normal de gas natural de calidad comercial es de alrededor de 39 megajulios (≈10.8 kWh), pero esto puede variar en varios puntos porcentuales. En Unidades estadounidenses, uno pies c??bicos est??ndar de gas natural produce alrededor de 1.030 Unidades t??rmicas brit??nicas (BTU). El valor real de calentamiento cuando el agua formada no se condense es la neto de calor de la combusti??n y puede ser tanto como 10% menos.
El precio del gas natural var??a mucho dependiendo de la ubicaci??n y el tipo de consumidor. En 2007, un precio de 7 d??lares por cada 1.000 pies c??bicos (28 m3) era t??pico en los Estados Unidos. El valor cal??rico t??pica de gas natural es de aproximadamente 1000 BTU por pie c??bico, dependiendo de la composici??n del gas. Esto corresponde a alrededor de 7 d??lares por mill??n de BTU, o alrededor de $ 7 por gigajulio. En abril de 2008, el precio al por mayor era de $ 10 por cada 1.000 pies c??bicos (28 m 3) ($ 10 / MBTU). El precio residencial var??a de 50% a 300% m??s que el precio al por mayor. A finales de 2007, este fue de $ 12- $ 16 por 1.000 pies 3 (o MBTU). El gas natural en los Estados Unidos se comercializa como un contrato de futuros sobre el New York Mercantile Exchange. Cada contrato es de 10.000 MMBTU ( gigajulios), o 10 mil millones de BTU. As??, si el precio del gas es de $ 10 por mill??n de BTU en el NYMEX, el contrato tiene un valor de $ 100.000.
En los Estados Unidos, las ventas minoristas son a menudo en unidades de termias (??); 1 Term = 100,000 BTU. Los medidores de gas medir el volumen de gas utilizado, y esto se convierte en termias multiplicando el volumen por el contenido de energ??a del gas usado durante ese per??odo, que var??a ligeramente con el tiempo. Transacciones mayoristas se realizan generalmente en decatherms (DTH), o en miles de decatherms (MDTH), o en millones de decatherms (MMDth). Un mill??n de decatherms es m??s o menos un bill??n de pies c??bicos de gas natural.
El gas natural tambi??n se comercializa como un producto en Europa, principalmente en el Reino Unido NBP y hubs europeos relacionados, tales como la TTF en Holanda.
En el resto del mundo, el GNL ( gas natural licuado) y GLP ( gas licuado de petr??leo) se cotizan en toneladas o mmBTU como entregas puntuales m??tricas. Los contratos a largo plazo firmados en toneladas m??tricas. El GNL y GLP se transporta por especializada naves de transporte, ya que el gas se lic??a en temperaturas criog??nicas. La especificaci??n de cada carga de GNL / GLP normalmente contendr?? el contenido de energ??a, pero esta informaci??n es, en general, no est?? disponible para el p??blico.
Procesamiento de gas natural
La imagen de abajo es un esquema diagrama de flujo de bloques de una planta t??pica de procesamiento de gas natural. Muestra los diferentes procesos unitarios utilizados para convertir gas natural en bruto en gas ventas pipelined a los mercados de usuarios finales.
El diagrama de flujo de bloques tambi??n muestra c??mo el procesamiento de los rendimientos de gas natural en bruto subproducto de azufre, etano subproducto, y l??quidos de gas natural (LGN) propano, butanos y gasolina natural (denotado como pentanos +).
Almacenamiento y transporte
La principal dificultad en el uso de gas natural es el transporte y almacenamiento debido a su baja densidad. Gas natural tuber??as son econ??micos, pero son poco pr??cticos a trav??s de los oc??anos . Muchos tuber??as existentes en Am??rica del Norte est??n a punto de alcanzar su capacidad, lo que llev?? a algunos pol??ticos que representan las zonas m??s fr??as de hablar p??blicamente a posible escasez.
Transportadores de GNL se pueden utilizar para transportar gas natural licuado (GNL) a trav??s de los oc??anos, mientras que camiones cisterna puede transportar licuado o gas natural comprimido (GNC) en distancias m??s cortas. Pueden transportar gas natural directamente a los usuarios finales o los puntos de distribuci??n, tales como tuber??as para el transporte posterior. Estos pueden tener un costo m??s elevado, lo que requiere instalaciones adicionales para licuefacci??n o de compresi??n en el punto de producci??n, y luego gasificaci??n o la descompresi??n en las instalaciones de uso final o en una tuber??a.
En el pasado, el gas natural que se recuper?? en el curso de la recuperaci??n de petr??leo no podr??a ser rentable vender, y fue simplemente quemado en el campo petrolero (conocido como quema en antorcha). Este pr??ctica derrochadora es ahora ilegal en muchos pa??ses. Adem??s, las empresas reconocen ahora que el valor para el gas se puede lograr con el GNL, GNC, u otros m??todos de transporte para en el futuro los usuarios finales. El gas es ahora re- inyectado de nuevo en la formaci??n para la recuperaci??n posterior. Esto tambi??n ayuda a aceite de bombeo al mantener bajo tierra presiones m??s altas. En Arabia Saudita , a finales de 1970, un "Maestro del Sistema de Gas" se ha creado, poniendo fin a la necesidad de la quema. Observaci??n satelital lamentablemente muestra que algunos grandes pa??ses productores de gas todav??a utilizan la quema y venteo de forma rutinaria. El gas natural se utiliza para generar electricidad y calor para desalinizaci??n. Del mismo modo, algunos rellenos sanitarios que ejercen adem??s los gases de metano se han creado para capturar el metano y generar electricidad.
El gas natural se almacena a menudo en cavernas subterr??neas formadas en el interior de los dep??sitos de gas agotados de pozos de gas anteriores, minas de sal, o en tanques como gas natural licuado. El gas se inyecta en los periodos de baja demanda y se extrajo durante los per??odos de mayor demanda. Almacenamiento cerca de los ??ltimos usuarios finales ayuda a satisfacer mejor las demandas vol??tiles, pero esto no siempre es posible.
Con 15 naciones que representan el 84% de la producci??n mundial, el acceso a gas natural se ha convertido en un factor importante en la econom??a y la pol??tica internacional. A este respecto, el control sobre las tuber??as es un factor estrat??gico importante.
Uso
Poder de generaci??n
El gas natural es una fuente importante de la generaci??n de electricidad mediante el uso de turbinas de gas y vapor turbinas. Particularmente altas eficiencias se pueden lograr a trav??s de la combinaci??n de las turbinas de gas con una turbina de vapor en modo de ciclo combinado. El gas natural se quema m??s limpia que otros combustibles f??siles , como el petr??leo y el carb??n, y produce menos di??xido de carbono por unidad de energ??a liberada. Por una cantidad equivalente de calor, la combusti??n de gas natural produce un 30% menos de di??xido de carbono de la quema de petr??leo y alrededor del 45% menos de la quema de carb??n . La generaci??n de energ??a de ciclo combinado con gas natural es, pues, la fuente m??s limpia de energ??a disponible que utiliza combustibles f??siles, y esta tecnolog??a se utiliza ampliamente donde el gas se puede obtener a un costo razonable. La tecnolog??a de pila de combustible puede llegar a ofrecer opciones m??s limpias para la conversi??n de gas natural en electricidad, pero todav??a no es el precio competitivo.
Hidr??geno
El gas natural puede ser utilizado para producir hidr??geno , con un m??todo com??n es la reformador de hidr??geno. El hidr??geno tiene varias aplicaciones: se trata de una materia prima principal para la industria qu??mica, un agente de hidrogenaci??n, un producto importante para las refiner??as de petr??leo, y una fuente de combustible en los veh??culos de hidr??geno.
Gas Natural Vehicular
El gas natural comprimido ( metano ) es una alternativa m??s limpia a otros autom??viles combustibles como gasolina (gasolina) y diesel. En fecha 2005, los pa??ses con el mayor n??mero de veh??culos de gas natural fueron Argentina , Brasil , Pakist??n , Italia , Ir??n , y el EE.UU. . La eficiencia energ??tica es generalmente igual a la de los motores de gasolina, pero menor en comparaci??n con los motores diesel modernos. El benceno (tambi??n conocido como la gasolina, gasolina) de los veh??culos convertidos para funcionar con Gas Natural sufren debido a la baja relaci??n de compresi??n de los motores, lo que resulta en un cultivo de potencia suministrada durante el funcionamiento a gas natural (10% -15%). Motores GNC-espec??ficos, sin embargo, utilizan una mayor relaci??n de compresi??n debido a la mayor de este combustible n??mero de octano de 120-130.
Uso dom??stico residencial
El gas natural se suministra a los hogares, donde se utiliza para fines tales como cocinar en rangos naturales con motor de gas y / o hornos, gas natural, calefacci??n secadoras de ropa, calefacci??n / enfriamiento y calefacci??n central. Inicio u otro calefacci??n del edificio pueden incluir calderas, hornos, y calentadores de agua. CNG se utiliza en casas rurales sin conexiones a entubada servicios de utilidad p??blica, o con port??til parrillas. Sin embargo, debido a GNC es menos econ??mico que el GLP, el GLP (propano) es la principal fuente de gas rural.
Fertilizante
El gas natural es una materia prima importante para la producci??n de amoniaco , a trav??s de la Proceso de Haber, para su uso en fertilizantes producci??n.
Aviaci??n
Rusia fabricante de aviones Tupolev se est?? ejecutando un programa de desarrollo para producir LNG y de hidr??geno aviones potenciada. El programa ha estado funcionando desde mediados de la d??cada de 1970, y busca desarrollar variantes de GNL y de hidr??geno del Tu-204 y Avi??n de pasajeros Tu-334, y tambi??n el Avi??n de carga Tu-330. Afirma que a los precios actuales del mercado, un avi??n a GNL costar??a 5.000 rublos menos para operar por tonelada, m??s o menos equivalente al 60%, con reducciones considerables al mon??xido de carbono , hidrocarburos y las emisiones de ??xido de nitr??geno.
Las ventajas de metano l??quido como combustible de motores a reacci??n son que tiene la energ??a m??s espec??fica que la norma mezclas de queroseno y que su baja temperatura puede ayudar a enfriar el aire que el motor comprime para una mayor eficiencia volum??trica, en efecto, la sustituci??n de un intercooler. Alternativamente, se puede utilizar para bajar la temperatura de los gases de escape.
Otro
El gas natural tambi??n se utiliza en la fabricaci??n de telas , vidrio , acero , pl??stico , pintar, y otros productos.
Seguridad
En cualquier forma, una cantidad de minutos odorante como mercaptano de t-butilo, con un olor a podrido-col-como, se a??ade a la de otro modo incoloro y casi gas inodoro, por lo que fugas pueden ser detectados antes de un incendio o una explosi??n ocurre. A veces, un compuesto relacionado, tiofano se utiliza, con un olor a huevo podrido. Adici??n de odorante al gas natural comenz?? en los Estados Unidos despu??s de la 1937 Nueva explosi??n London School. La acumulaci??n de gas en la escuela pas?? desapercibido, matando a tres centenares de estudiantes y profesores cuando se encendi??. Odorantes se consideran no t??xicos en las concentraciones extremadamente bajas que se producen en el gas natural entregado al usuario final.
En las minas , donde el metano se filtra desde formaciones de roca no tiene olor, se utilizan sensores y aparatos de miner??a se han desarrollado espec??ficamente para evitar fuentes de ignici??n, por ejemplo, la L??mpara de Davy.
Las explosiones causadas por desastres naturales fugas de gas ocurren un par de veces cada a??o. Individual hogares, las peque??as empresas y los barcos se ven afectados con mayor frecuencia cuando una fuga interna se acumula gas dentro de la estructura. Con frecuencia, la explosi??n ser?? suficiente para da??ar significativamente un edificio, sino dejarlo de pie. En estos casos, las personas en el interior tienden a tener menores a moderadas lesiones. De vez en cuando, el gas se puede acumular en cantidades suficientemente altas como para causar una explosi??n mortal, desintegrar uno o m??s edificios en el proceso. El gas normalmente se disipa f??cilmente al aire libre, pero a veces se puede recoger en cantidades peligrosas si tiempo las condiciones son adecuadas. Sin embargo, teniendo en cuenta las decenas de millones de estructuras que utilizan el combustible, el individuo riesgo de utilizar gas natural es muy baja.
Algunos campos de gas producen gas ??cido que contiene sulfuro de hidr??geno (H 2 S). Este gas no tratado es t??xico. Amina gas de tratamiento, un proceso a escala industrial que elimina ??cidos gaseosos componentes, se utiliza a menudo para separar sulfuro de hidr??geno a partir de gas natural.
La extracci??n de gas natural (o aceite) conduce a la disminuci??n en presi??n en el dep??sito . Esto a su vez puede conducir a hundimiento a nivel del suelo. El hundimiento puede afectar ecosistemas, el medio acu??tico, alcantarillado y sistemas de abastecimiento de agua, fundaciones, etc.
Sistemas de calefacci??n de gas natural son la principal causa de mon??xido de carbono muertes en los Estados Unidos, seg??n la Consumer Product Safety Commission. Cuando una compa????a de gas natural de mal funcionamiento del sistema de calefacci??n, se produce mon??xido de carbono inodoro. Sin humos o humo para dar aviso, v??ctimas de envenenamiento son f??cilmente asfixiados por el mon??xido de carbono. Detectores disponibles que advierten de mon??xido de carbono y / o gas explosivo (metano, propano, etc.)
Comparaci??n de costes con el combustible para calefacci??n en los EE.UU.
Es dif??cil evaluar el coste de calentar una casa con gas natural en comparaci??n con la de el combustible de calefacci??n, debido a las diferencias de eficiencia de conversi??n de energ??a, y el precio muy fluctuante de petr??leo crudo. Sin embargo, para la ilustraci??n, se puede calcular un costo representante por BTU. Suponiendo los siguientes valores actuales:
- Para el gas natural
- Un pie c??bico de gas natural produce cerca de 1.030 BTU (38,4 MJ / m??)
- El precio del gas natural es de $ 9,00 por mil pies c??bicos ($ 0.32 / m??)
- Para el aceite de calefacci??n
- Un gal??n de combustible de calefacci??n produce alrededor de 138,500 BTU (38,6 MJ / l)
- El precio del combustible para calefacci??n es de $ 2.50 por gal??n ($ 0.66 / l)
Esto le da a un costo de $ 8,70 por mill??n de BTU ($ 8.30 / GJ) para el gas natural, en comparaci??n con $ 18 por mill??n de BTU ($ 17 / GJ) para fuel oil. Por supuesto, estas comparaciones fluct??an con el tiempo y var??an de un lugar a otro depende del coste de las materias primas y los impuestos locales.
