El gas natural: procesamiento, usos y beneficios

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Autor. Ing, Ph.D. Yolanda Reyes, 14 noviembre 2022.

Introducción

El gas natural es una fuente de energía fósil que, como el carbón o el petróleo, está constituida por una mezcla de hidrocarburos formados gracias a la descomposición de la materia orgánica al largo de millones de años. Es un compuesto no tóxico, incoloro e inodoro, constituido por una mezcla de hidrocarburos en la cual su principal componente es el metano (CH4), una molécula sencilla formada por 1 átomo de carbono y 4 átomos de hidrógeno.

Su composición química, no obstante, varía sensiblemente según su procedencia, ya que acostumbra a ir asociada a otras moléculas o elementos como el ácido sulfhídrico (H2S), el anhídrido carbónico (CO2), el nitrógeno (N2) o el helio (He) que debe ser extraído cuando el gas natural es destinado a usos industriales y domésticos.

El origen del gas natural, como el del petróleo, se encuentra en los procesos de descomposición de la materia orgánica que tuvieron lugar entre 240 y 70 millones de años, durante La Era del Mesozoico, cuando los grandes reptiles y los dinosaurios habitaban el planeta. Esta materia orgánica provenía de organismos planctónicos que se fueron acumulando en el fondo marino de plataformas costeras o en las cuencas poco profundas de lagos, y que se fueron enterrando bajo sucesivas capas de tierra por la acción de los fenómenos naturales.

Así, sus compuestos fundamentales –grasas y proteínas– fueron descompuestos muy lentamente en ausencia de oxígeno por la acción bacteriana. Los gases generados, por diferencia de presiones, fueron ascendiendo por las rocas porosas de la corteza terrestre hasta llegar a capas de terreno impermeable bajo las cuales quedaron retenidos originando las grandes bolsas o yacimientos.

En la naturaleza el gas metano se produce como producto final de la putrefacción anaeróbica de las plantas. Este proceso natural se puede aprovechar para producir biogás.

En un yacimiento, el gas, menos pesado, ocupa la parte superior de la cavidad, el petróleo la parte intermedia, y la parte baja normalmente hay agua salada, razón por la cual se cree que se originó en los fondos marinos. A grandes presiones, el gas se mezcla con el petróleo –gas natural asociado– o se disuelve, pero también lo podemos encontrar solo, en bolsas a parte de las de petróleo.

En este artículo se realizará se explicará qué es el gas natural, su composición y su procesamiento.

¿Qué es el gas natural?

 El gas natural es una mezcla de hidrocarburos gaseosos que se encuentra frecuentemente en yacimientos fósiles, noasociado (solo), disuelto o asociado (acompañando al petróleo) o en depósitos de carbón. Es uno de los combustibles más explotados del mundo, extraído del subsuelo en yacimientos similares (y a veces incluso en el mismo lugar) a los petroleros.

Su origen es geológico, como el petróleo: diversa materia orgánica de origen vegetal y animal que quedó atrapada durante millones de años en el subsuelo, sometida a condiciones de calor y presión intensas. Así, la energía química contenida en la materia es trasladada al gas, haciéndolo altamente energético.

Su descubrimiento data de 6000 a 2000 años antes de nuestra era, en el territorio de lo que hoy en día es Irán, y en la región Baku de lo que hoy es Azerbaiyán. De hecho, las primeras fugas de gas natural, posiblemente encendidas por relámpagos accidentalmente, dieron origen a los “fuegos eternos” a los que rendían culto antiguas religiones persas.

Sin embargo, fue en la China ancestral donde se cavó el primer pozo de extracción de este recurso, de unos 150 metros de profundidad; una labor titánica llevada a cabo con herramientas de bambú y taladros primitivos alrededor del 211 a. C.

El gas natural constituye un combustible fósil y por ende es un recurso natural no renovable de nuestro planeta.

Composición del gas natural

El gas natural es una mezcla de hidrocarburos. Está compuesto mayoritariamente por metano (CH4) y etano (C2H6), aunque también puede contener cantidades de gases livianos como butano (C4H10) y propano (C3H8), especialmente cuando se encuentra diluido en petróleo (o sea, en el mismo yacimiento, el llamado “gas natural asociado”), (figura1).

Además, puede contener trazas de otros compuestos y elementos, como dióxido de carbono, nitrógeno, ácido sulfhídrico o helio.

Figura 1. Principales componentes del gas natural

El gas natural posee una composición semejante a la del biogás, generado por la digestión anaeróbica de materia orgánica, por parte de microorganismos. Sin embargo, es muchísimo más potente que éste.

Procesamiento del gas natural

Es un complejo proceso industrial diseñado para separar las impurezas y los diversos hidrocarburos no metánicos y fluidos con el objetivo de producir lo que se conoce como gas natural.

Por lo general, el gas natural está formado principalmente por metano (CH4), la molécula de hidrocarburo más pequeña y ligera. También contiene cantidades variables de hidrocarburos gaseosos más pesados, gases ácidos y otros gases como: nitrógeno y helio, agua, hidrocarburos líquidos y, en algunos casos, mercurio.

La práctica actual de procesamiento de gas natural hasta conseguir los estándares de calidad para su transporte mediante gasoductos puede ser bastante compleja, pero por lo general incluye cuatro procesos principales para eliminar las diversas impurezas:

  • Eliminación de petróleo y condensados
  • Eliminación de agua
  • Separación de líquidos de gas natural
  • Eliminación de azufre y dióxido de carbono

De forma muy general y no estandarizada se puede decir que el gas natural y sus condensados pueden ser sometidos a diversos tipos de procesamiento, los que se pueden dividir según:

Procesos de acondicionamiento: Son diversos procesos fisicoquímicos que permiten la eliminación de las diferentes impurezas contenidas en el gas, tal como sale de los pozos de producción, y que están constituidas por compuestos como azufre, agua, CO2 y otras que no tienen valor comercial.

Procesos de separación: Son procesos fisicoquímicos que permiten separar el gas natural en una fracción que está en fase gas, usualmente denominada Gas Seco que subsecuentemente es enviada por gasoductos hacia consumidores finales o hacia nuevas plantas de procesamiento en función del uso final del gas natural. También se obtiene una fracción líquida a condiciones de proceso denominada Líquidos de Gas Natural (LGN) o Condensados, los que posteriormente son enviados por medio de Poliductos o buques hacia otras Plantas para su posterior fraccionamiento.

Procesos de fraccionamiento. – Son procesos fisicoquímicos que permiten separar los diversos componentes de los Líquidos del Gas Natural como son el etano, propano, butano, gasolina natural y el Medium Distillate for Blending Stock (MDBS) para su posterior envío como combustible a consumidores finales o su envío como materia prima para plantas de mezcla de gasolinas o plantas petroquímicas. En la figura 2, se muestra un esquema en forma general del procesamiento del gas natural.

Figura 2. Esquema en forma general del procesamiento del gas natural.

Usos y beneficios

Los usos que tiene esta energía fósil son múltiples, en primer lugar, para uso doméstico, esta energía fósil llega a los hogares mediante gasoductos, que son tuberías que están conectadas entre los países productores y los consumidores.

El gas natural, también es demandado por las industrias y grandes comercios por las ventajas que tiene y por su poco impacto negativo en el medioambiente. Las grandes empresas lo emplean generalmente en las máquinas de producción que usan calor para ensamblar piezas o darles forma. Por otro lado, las centrales de energía, son capaces de generar electricidad con este combustible, además, con una eficiencia energética muy superior a las demás centrales convencionales (un 57 % más). Como combustible que es, también se emplea en vehículos por las ventajas que tiene. Se calcula que hay 20 millones de transportes que lo utilizan, pero destacan sobre todo los de uso público, como son los autobuses urbanos, los taxis o barcos.

Entre las ventajas más resaltantes de esta energía fósil, en primer lugar, cabe destacar que el gas natural tiene un alto poder calorífico, llegando a los 10.67kWh/NM3 de media. Por otro lado, es fácil de acceder a él, ya que es un suministro que llega hasta los hogares o naves industriales de manera constante.

Otro aspecto importante a destacar es su bajo costo respecto a otros combustibles fósiles, además, aunque el precio varía en función del precio del petróleo, la variación no es exagerada, dejando así, un precio medio constante. También es remarcable su versatilidad, ya que, es posible emplearse en multitud de aparatos distintos: aparatos de calefacción, de máquinas industriales, incluso para generar frío en instalaciones refrigeradoras.

Por otro lado, una de sus mayores ventajas es que es el combustible que menos contamina, por lo tanto, consigue conservar el medioambiente. Además, es más eficiente energéticamente, por lo que, se necesita menos para conseguir los mismos resultados que otro hidrocarburo. Por último, cabe destacar que es un combustible seguro, gracias a la volatilidad de sus partículas, que no se quedan impregnadas en el entorno, no hay peligro por inhalación, ni por explosión.

Referencias bibliográficas

Rondón, E. (2005). Tecnología de gas natural. Opica Consultores C.A.,
marzo, 2005.

Fuente: https://concepto.de/gas-natural/#ixzz7kdxWXKwq

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