Ayuda 3 Caracteristicas Del Gas Natural
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MSc. ING. JORGE LUIS ROJAS ROJAS
TECNOLOGÍA DEL GAS NATURAL
Módulo: I Unidad: II Semana
: 3
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CARACTERÍSTICASDEL GAS
NATURAL
MSc. Ing. Jorge Luis Rojas Rojas
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CONTENIDOS TEMÁTICOS
404/09/2015
• Características del gas natural.• Composición del gas natural.
• Clasificación del gas natural.• Propiedades del gas natural.• Reservas, producción y Balance de HC.
• Aplicaciones y productos de valor agregado.• Conclusiones• Bibliografía
MSc. Ing. Jorge Luis Rojas Rojas
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El gas natural es una sustancia gaseosa nocorrosiva ni toxica, su temperatura decombustión es elevada y posee un estrecho
intervalo de inflamabilidad; por su bajadensidad tiende a elevarse y es consideradoun combustible limpio, por su bajo contenido
de azufre, nitrógeno y carbono encomparación con otros combustible fósiles.
MSc. Ing. Jorge Luis Rojas Rojas
CARACTERÍSTICAS
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Se presenta en los siguientes estados:Gaseoso: el metano distribuido por redes, seconsume en domicilios, comercios e industrias.
Líquido: El propano y el butano se separan delmetano por licuefacción.Condensado: El Gas Natural Comprimido
GNC, almacenado a alta presión usado comocombustible vehicular (GNV).
MSc. Ing. Jorge Luis Rojas Rojas
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS
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El gas natural, esta formado por unaserie de alcanos (hidrocarburos
compuestos de carbono e hidrógeno),frecuentemente asociados al petróleo.Uno de los componentes principales es
el metano con mas de un 80%.
CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS
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NATURALEZA DEL HIDROCARBURO
HIDROCARBUROS
ALIFATICOS
Saturados
Alcanos
Insaturados
Alquenos Alquinos
AROMATICOS
Benceno
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Responden a la formula: Cn H2n + 2
CH4
C2H6
C3H8
C4H10
C5H12
C6
H14
1
2
3
4
5
6
átomo
átomo
átomo
átomo
átomo
átomo
de
de
de
de
de
de
C
C
C
C
C
C
:
:
:
:
:
:
metano
etano
propano
butano
pentano
hexano y así sucesivamenteLos primeros 4 mencionados como ejemplos de la serieparafínica son los que más comúnmente intervienen en lacomposición de los gases combustibles.
COMPOSICIÓN DE LOS PARAFINICOS
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COMPOSICIÓN TÍPICA DEL GAS NATURAL
Constituyente Fórmula química Composición porvolumen (%)
Metano CH4
81.86Etano C2H6 11.61Propano C3H8 1.92I-Butano C4H10 0.23N-Butano C4H10 0.22
Nitrógeno N2 0.90Dióxido de carbono CO2 3.18
COMPOSICIÓN TÍPICA
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COMPOSICIÓN
04/09/2015 MSc. Ing. Jorge Luis Rojas Rojas
En la siguiente figura se muestra loscomponentes del gas natural con suanálisis molar y el rango de variación desus componentes.Estos valores son promedios de los
yacimientos de gas natural de lamayoría de los países del mundo.
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COMPOSICIÓN DEL GN (%MOLAR)98.0
Metano (55 - 98) Etano (0,10 - 20)
Propano (0,05 - 12) N-Butano (0,05 - 3)
Iso-Butano (0,02 - 2) N-Pentano (0,01 - 0,80)
Iso-Pentano (0,01 - 0,80) Hexano (0,01 - 0,50)Heptano (0,01 - 0,40) Nitógeno (0,10 - 0,50)
Oxigeno (0,09 - 0,30) Sulfuro de Hidrógeno (Trazas - 28)
Dióxido de Carbono (0,20 - 30) Helio (Trazas - 4)
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Inicialmente se encuentra en fasegaseosa o condensada que se producecomo consecuencia de la presencia de
moléculas mas pesadas. En base a estolos tipos más comunes de gas naturalque ocurren en el mundo puedeclasificarse por: su origen, composición yalmacenamiento.
CLASIFICACIÓN DE LOS GASES
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CLASIFICACION DEL GAS NATURAL
GAS NATURAL
Por su origen
Gas asociado Gas noasociado
Por sucomposición
Gas húmedo(gas rico)
Gas seco (gaspobre)
Por sualmacenamiento
GNC GNL
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POR SU ORIGEN:Gas asociado: se encuentra enyacimientos mezclado con el crudo y
contiene cantidades considerables dehidrocarburos insaturados.
Gas no asociado: se encuentra enyacimientos puramente de gas y líquidosde gas natural.
CLASIFICACIÓN DE LOS GASES
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POR SU CANTIDAD DE AZUFRE• Gas ácido: Gas que contiene más de 6
mg/m3 de H2S (ácido sulfhídrico).• Gas dulce: Gas que contiene menos del
6 mg/m3 de H2S.
CLASIFICACIÓN DE LOS GASES
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POR SU CONTENIDO DE AGUA:
• Gas húmedo: Gas con un contenido de
humedad mayor a 14 cm3 de agua por m3 de gas.• Gas seco: Gas con un contenido menor a 14 cm3 de agua por m3 de gas.
CLASIFICACIÓN DE LOS GASES
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CONTENIDO DE ALCANOS PESADOS• Gas rico: Gas que contiene una cantidad
de compuestos mas pesados que eletano, alrededor de 95 cm3 de propano ysuperiores por cada/m3 de gas.
• Gas pobre: Gas que contiene pocascantidades de propano y más pesados.
CLASIFICACIÓN DE LOS GASES
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POR SU ALMACENAMIENTO:• Gas Natural Comprimido (GNC): usadoen la combustión vehicular. A condiciones
normales en el interior del recipiente seencuentran en estado gaseosos a presión.
• Gas Natural Licuado (GNL): en el interior de los recipientes se encuentran en estadolíquido y a presión.
CLASIFICACIÓN DE LOS GASES
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Los parámetro de calidad de un gas,generalmente se determina por: poder calorífico, presión, densidad, y peso
específico.1. Poder calorífico (PC): es la cantidad decalor que libera la combustión completa de
un m3
de gas a una temperatura de 0ºC y ala presión atmosférica. El gas natural variasu PC de acuerdo a su composición.
PARAMETROS DE CALIDAD DE LOS GASES
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MSc. Ing. Jorge Luis Rojas Rojas
PARAMETROS DE CALIDAD DE LOS GASES
GAS PODER CALORÍFICO
Gas natural 9 300 kcal/m3
Gas manufacturado 4 600 kcal/m3
GLP 23 400 kcal/m3
generalmente entre 9.000 y 9.500 Kcal/m3.Menos si es un gas con importante contenidode inertes o mayor si contiene muchos
hidrocarburos pesados.
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2. Presión (P): son las fuerzas que ejercenlos choques moleculares. Al aumentar lapresión aumentan los choques
moleculares.
PARAMETROS DE CALIDAD DE LOS GASES
Densidad(kg/m3)
Poder Calorífico (Pc)
Volumenconstante
(cal/mol. Cº)
Presiónconstante (Cp)
0.753 9 300 kcal/m3 6.56 8.57 cal/mol. Cº
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PROPIEDADES DEL GAS NATURAL
MSc. Ing. Jorge Luis Rojas Rojas
La densidad relativa del gas natural oscilacomúnmente entre 0,6 y 0,7 según sea elcontenido de hidrocarburos condensables
(propano y superiores).4. Peso específico: es la relación de la
densidad del aire a igual temperatura y
presión. El aire tiene un peso de 77 lb/pie3.
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MSc. Ing. Jorge Luis Rojas Rojas
El gas natural se mide (m 3 o pie 3) a unapresión de 75 mil pascal y unatemperatura de 15ºC. La cantidad de
energía se mide en BTU.
PARAMETROS DE CALIDAD DE LOS GASES
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DETECCIÓN DE FUGAS
MSc. Ing. Jorge Luis Rojas Rojas
El gas natural es una sustancia inolora , parala detección de fugas se hace la inyección deuna sustancia odorizante denominada
mercaptano, que se realiza directamente alproducto que se carga en camiones cisternas,en base al peso. Se inyecta en ciclos
distribuidos a diferentes porcentaje de llenadopara que se homogenice, la razón es (1 libra /10,000 galones).
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DETECCIÓN DE FUGAS
MSc. Ing. Jorge Luis Rojas Rojas
Actualmente CALIDDA la empresadistribuidora de gas natural en Lima yCallao esta odorizando el gas conmercaptano y la razón es 9 mg/m3.
La normativa todavía no contempla que
la sustancia es cancerígena tal como loindican en las normas Europeas.
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DETECCIÓN DE FUGAS
MSc. Ing. Jorge Luis Rojas Rojas
Una planta de GN debe contar condetectores de LEL (exposímetros)distribuidos estratégicamente para detectar
alguna fuga, otro factor que ayuda a laidentificación oportuna esta con losmonitores portátiles, ya que es requisito
monitorear constantemente la atmosferadurante todo el trabajo.
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• Tiene un precio altamente competitivo con elque se presenta en el mercado y esta enplena carrera ascendente.
• El gas natural es una energía eficaz, rentabley limpia.
• El equipamiento necesario para trabajar con
el gas natural es de un mantenimiento fácil yeconómico.
VENTAJAS DEL GAS NATURAL
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• De los componentes líquidos: pentano,hexano y heptano se obtiene gasolina(llamada gasolina natural) que se usan en
refinerías.• Sus amplios beneficios tanto ambientalescomo energéticos y económicos son puntos
clave en el desarrollo y utilización delmismo.
MSc. Ing. Jorge Luis Rojas Rojas
VENTAJAS DEL GAS NATURAL
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• Es estratégico como materia prima en lasactividades industriales, particularmente dela petroquímica que es la base de muchas
otras de alta tecnología y de mercadosnacionales e internacionales.• Es un producto de uso masivo como fuente
energética en el uso doméstico, en lageneración de energía eléctrica, en laactividad industrial y en la automotriz.
MSc. Ing. Jorge Luis Rojas Rojas
VENTAJAS DEL GAS NATURAL
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• Cuenta con una combustión más completaque el resto de hidrocarburos, gracias a suestructura molecular simple, por lo que
cumple las normativas de seguridadambiental, siendo el combustible más limpiode origen fósil y tiene una menor
contaminación atmosférica.
VENTAJAS DEL GAS NATURAL
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• Los combustibles causan contaminacióntanto al usarlos como al producirlos ytransportarlos.
• Uno de los problemas más estudiados en laactualidad es el que surge de la inmensacantidad de CO2 que estamos emitiendo a la
atmósfera al quemar los combustibles fósiles.
DESVENTAJAS DEL GAS NATURAL
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• Este gas tiene un importante efectoinvernadero y se podría estar provocando uncalentamiento global de todo el planeta con
cambios en el clima que podrían ser catastróficos.
• Los daños derivados de la producción y el
transporte se producen sobre todo por losvertidos de petróleo accidentales o no, y por el trabajo en las refinerías.
DESVENTAJAS DEL GAS NATURAL
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• Otro impacto negativo asociado a laquema de petróleo y gas natural es lalluvia ácida, en este caso no tanto por la
producción de óxidos de azufre, como enel caso del carbón, sino sobre todo por laproducción de óxidos de nitrógeno (Nox).
DESVENTAJAS DEL GAS NATURAL
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(kg de emisión por TJ de energía consumida)Gas Natural Petróleo Carbón
Oxido deNitrógeno
43 142 359
Dióxido deSulfuro
0,3 430 731
Partículas 2 36 1333
COMBUSTIÓN DEL GAS NATURAL
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RESERVAS DEL GAS NATURAL
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Demostrada
capacidad por su
historial de
producción con
alto grado de
certidumbre.
Susceptibles de
ser probadas,
calculadas por
evidencias de
pozos de
exploración y
estudios
geológicos.
Reservas que pueden
existir pero están menos
definidas por control de
pozos. Se calculan sobre
el potencial
hidrocarburífero de la
zona. Alto grado de
incertidumbre.
CLASIFICACION DE RESERVAS
PROBADAS PROBABLES POSIBLES
90% 50%10%
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Las reservas certificadas considera la suma delas reservas Probadas (P1) y las Probables degas las (P2)
RESERVAS DEL GAS DE CAMISEA
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RESERVAS DEL GAS DE CAMISEA
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En 1990 había suficientes depósitoslocalizados de petróleo para otros 40 años
(hasta el 2030) y de gas natural para unos 60años; es decir, en estos años se hadescubierto más de lo que se ha consumido.Por todo esto se puede decir que hay reservas
para un tiempo comprendido entre variasdecenas y unos 100 años.
RESERVAS MUNDIALES DE GAS
NATURAL
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Fuente: “Bolivia en el contexto mundial de los hidrocarburos” Hugo Peredo
RESERVAS DE GAS NATURAL EN
AMERICA LATINA
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MSc. Ing. Jorge Luis Rojas Rojas
RESERVAS NACIONAL DE GAS
NATURAL
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MSc. Ing. Jorge Luis Rojas Rojas
LA HORA DEL GAS NO CONVENCIONAL
http://issuu.com/grupocomunicar/docs/periodico_gnv_edicion_33_pdf
Debido a alto crecimiento de la demanda degas natural las grandes empresastransnacionales están empezando a explorar
las reservas de gas natural no convencional.Para mayores detalles leamos un articulo de lasiguiente revista especializada:
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Cogeneración: Cualquier sistema de producciónde energía eléctrica en el que se aproveche laenergía térmica (calor) que lleva asociada bajo laforma de agua caliente o vapor, ya sea para un
proceso productivo o para la calefacción o paraaire acondicionado
(a través del equipamiento
conocido como“enfriador de absorción”).
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APLICACIONES DEL GAS NATURAL
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Calderas industriales: producción
de vapor y calentamiento de agua.
Climatización: Aire acondicionado.
Calor Radiante El calentamiento a través de
paneles radiantes o tubos radiantes a Gas Naturales una tecnología particularmente dirigida alcalentamiento de espacios de gran tamaño, tales
como naves industriales,oficinas, pabellones
polideportivos y almacenes.
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APLICACIONES DEL GAS NATURAL
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APLICACIONES DEL GAS NATURAL
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Siderúrgica y metalúrgica de metales ferrosos:todos los usos térmicos que existan pueden justificar su utilización.Metalurgia de metales no ferrosos: En ocasiones,la sensibilidad de los metales a las reaccionesquímicas desencadenadas por los productos decombustión especialmente debido a las impurezas
que estos pueden contener, exigen la utilización deun combustible limpio.
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APLICACIONES DEL GAS NATURAL
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Industria del vidrio y cemento: Hornos de fusión.Producción de cal: cal de mejor calidad, quepresente una mejor reacción y una baja proporciónde azufre.
Industria cerámica: el gas natural tiene unainfluencia significativa en la calidad y el costo deproducción.Industria Agrícola y de alimentación: producciónde vapor y secado por calentamiento directo.
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APLICACIONES DEL GAS NATURAL
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Industria textil: El uso de vapor de agua y de aguacaliente puede representar casi el 90% de lasnecesidades térmicas de esta industria, entre lascuales se incluyen las correspondientes alcalentamiento y humidificación de las navesindustriales.Industria de la madera, papel y cartón: Producción
de vapores y en los hornos para el calentamiento ysecados.
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APLICACIONES DEL GAS NATURALIndustria Química• Procesos petroquímicos derivados de la primera
transformación del gas natural, metano, etano,propano y naftas.
• Síntesis del amoniaco de la cual se deriva laindustria de los abonos nitrogenados, refrigerantesy de la urea.
• Nitrato de amonio (Fertilizantes – Explosivos).
• Síntesis de alcohol metílico o metanol que poseeun gran número de utilizaciones en la industriaquímica.
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APLICACIONES DEL GAS NATURAL
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• Polímeros: un polímero es una sustancia cuyasmoléculas son múltiplos de unidades de pesomolecular bajo. En general los polímeros tienenuna excelente resistencia mecánica debido a que
las grandes cadenas poliméricas se atraen.• En los polímeros se producen atraccioneselectrostáticas muy débiles en las moléculas detamaño normal, pero en los polímeros, formados
por miles de pequeñas moléculas, las fuerzas deatracción se multiplican y llegan a ser enormes,como el caso del polietileno.
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APLICACIONES DEL GAS NATURAL
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• Polietileno: se denomina a cada uno de lospolímeros del etileno. La fabricación de lospolímeros consume el 60% del etileno que seproduce.
• El polietileno es probablemente el polímero quemás se ve en la vida diaria, es el plástico máspopular del mundo.
• Existen, básicamente dos tipos de polietileno, el debaja densidad (Low Density PolyEthylene LDPE) yel alta densidad (High Density PolyEthyleneHDPE).
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APLICACIONES DEL GAS NATURAL
Etileno• Polietileno de alta densidad: se emplea en lafabricación de prótesis, envases para gases ycontenedores de agua y combustible. Peso
molecular entre 200.000 y 500.000.• Polietileno de baja densidad: Se trata de un
material plástico que por sus características y bajocoste se utiliza mucho en envasado, revestimiento
de cables y en la fabricación de tuberías.
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APLICACIONES DEL GAS NATURAL
Etileno• Polietileno lineal de baja densidad: Se utiliza en elrecubrimiento de cables y en la fabricación deobjetos moldeados por extrusión o soplado.
• Polietileno de ultra alto peso molecular: con pesomolecular entre 3.000.000 y 6.000.000 sedenomina UHMWPE (Ultra High Molecular WeightPolyethylene). Con este material se producen
fibras, tan fuertes que pueden utilizarse parafabricar chalecos a prueba de balas.
MSc. Ing. Jorge Luis Rojas Rojas
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la provisión abundante y barata de los productos, sería el incremento delem leo ermanente.
INDUSTRIALIZACIÓN DEL GAS
NATURAL• El gas natural resulta ser una fuente ideal para
modificar la estructura productiva nacional y
establecer una base industrial.• La producción industrial también podría favorecer al país, mediante la provisión suficiente y segurade combustibles líquidos como el diesel y la
gasolina, obtenidos mediante procesos como elGas to Liquid (GTL), el Metanol to Gasoline (MTG)y el de Síntesis Destilación Media (SMDS).
MSc. Ing. Jorge Luis Rojas Rojas
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la provisión abundante y barata de los productos, sería el incremento delem leo ermanente.
• Tiene beneficios sobre la producción agrícola y laindustria manufacturera debido a la disponibilidad
de fertilizantes y otros insumos para la producciónque son productos con mayor valor agregado quela exportación del gas natural como materia prima.
INDUSTRIALIZACIÓN DEL GAS
NATURAL
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Metano reformado: es la reducción de un óxido defierro en estado sólido que se logra elevando sutemperatura sin llegar a la fusión, utilizando para ello
un elemento reductor como el gas natural.Existe la viabilidad técnica y económica de producir fierro y acero utilizando el Proceso MIDREX(reducción directa del mineral de fierro con metano
reformado) tomando en cuenta las reservas demineral de fierro y gas natural que existen en elpaís.
Fuente: “Gas Natural, Fierro y Acero” Saúl Escalera - 2005
METANO REFORMADO
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Esto beneficiará principalmente a las industrias dela construcción, de la minería y otras que utilizanfierro y aceros especiales en grandes cantidades.
Fuente: “Gas Natural, Fierro y Acero” Saúl Escalera - 2005
METANO REFORMADO
Mineral de Hierro(Óxido de hierro)
Gas Natural(Gas de síntesis)
Hierro esponja(Libre de
óxido)
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GNV
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El gas natural vehicular (GNV) es un conjuntode programas de conversión cuyo objetico es
contribuir a cambio de la matriz energéticanacional hacia el gas natural, sustituyendo
gradualmente el uso de los combustibles
tradicionales por el GNV.
GNV
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GNV
Cilindros de Almacenaje->250 bar 250 bar
PRM 20->Pcompresora
PROYECTOS INVOLUCRADOSMecánico
Regulación final de distribución 200 barEléctricoCivil
Arquitectura
Acometida
Instalación
Interna
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Debe definirse, como política EnergéticaNacional que sirva de base para:1.El aprovechamiento racional y efectivo de
este recurso en toda la cadena productiva.2.Para la definición de la estrategia nacional
de desarrollo.3.Para fomentar la ejecución de proyectos de
inversión que generen valor agregado,empleo y divisas a partir del gas natural.
CONCLUSIONES
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Termoeléctricas
Petroquímica.
Planta para fertilizantes.Conversión de as a lí uidos.
La exportación del gas en general debecircunscribirse en la política nacionalenergética donde se establezca entre otrosaspectos, lo siguiente:
CONCLUSIONES
1.Los requerimientos de gas natural para lospróximos 50 años como mínimo para elconsumo domestico e industrial nacional.
2.Los requerimientos de la demandalatinoamericana en los próximos 50 años.3.Desarrollar proyectos con valor agregado.
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Termoeléctricas
Petroquímica.
Planta para fertilizantes.Conversión de as a lí uidos.
4. Se debe dar la mayor importancia a laindustria del acero, creando allí un polo dedesarrollo industrial.
5. Se debe continuar con la actividad dedesarrollo de campos descubiertos eintensificar la búsqueda de mayoresreservas de hidrocarburos.
6. Se debe intensificar el desarrollo del gaspara el mercado interno.
CONCLUSIONES
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04/09/2015
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mundial. (Autor-editor). Lima 2008.
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3.V. Daniel Hunt. Diccionario de energía. Ed.
Mc. Laughin research corporation. Ed.Marcombo. S.A. Barcelona 1984.
BIBLIOGRAFÍA
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5. Douglas M. Considine. Tecnología del gas
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6. Tecsup. Instaladores Internos de Gas. Lima
Agosto 2009.7. Procobre Perú. Instalaciones de Gas Natural ygas en baja presión. Chile 2000.
8. Marks. Manual de Ingeniero Mecánico Tomo I.
Editorial McGraw Hill. México 1999.9. Luis Cáceres Graziani. El gas natural. EditorialGrupo S. R. L. Lima.
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GRACIAS
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LA SIGUIENTE SESIÓN DESARROLLAREMOS
TECNOLOGIAS DE PROSPECCION