miércoles, 26 de agosto de 2009

Gas Natural

El gas natural es una fuente de energia no renovable formada por una mezcla de gases que se encuentra frecuentemente en yacimientos de petroleo, disuelto o asociado con petróleo o en depósitos de carbón.

Puede obtenerse también con procesos de descomposición de restos orgánicos (basuras, vegetales - gas de pantanos) en las plantas de tratamiento de estos restos (depuradoras de aguas residuales urbanas, plantas de procesado de basuras, de alpechines, entre otros). El gas obtenido así se llama biogás.
Para uso doméstico, al igual que al butano, se le añaden trazas de compuestos de la familia de los mercaptano entre ellos el metil-mercaptano, para que sea fácil detectar una fuga de gas y evitar su ignición espontánea.

Obtencion

El gas natural es un combustible que se obtiene de rocas porosas del interior de la corteza terrestre y se encuentra mezclado con el petróleo crudo cerca de los yacimientos. Como es un gas, puede encontrarse sólo en yacimientos separados. La manera más común en que se encuentra este combustible es atrapado entre el petróleo y una capa rocosa impermeable. En condiciones de alta presión se mezcla o disuelve aceite crudo.

El gas natural arrastra desde los yacimientos componentes indeseables como son: el ácido sulfhidrico (H2S), bióxido de carbono (CO2) y agua en fase gaseosa, por lo que se dice que el gas que se recibe es un gas húmedo, amargo e hidratado; amargo por los componentes ácidos que contiene, húmedo por la presencia de hidrocarburos líquidos e hidratado por la presencia de agua que arrastra desde los yacimientos.

composicion qumica

Existen diversas denominaciones que se le al gas natural y por lo general se asocia a los compuestos que forman parte de su composición. Por ejemplo cuando en el gas natural hay H2S a nivel por encima de 4 ppm por cada pie cúbico de gas se dice que es un gas “amargo” y cuando la composición desciende a menos de 4 ppm se dice que es un gas “ dulce”.

El gas natural está constituido por hidrocarburos de bajo punto de ebullición; el componente principal, aproximadamente el 85%, es metano. En menores proporciones está presente el etano, aproximadamente un 10% y el propano que puede llegar a porcentajes de hasta un 3%. En cantidades aún menores aparecen el butano, pentano, hexano, heptano y octano. Como impurezas son frecuentes el anhidrido carbónico, nitrógeno, helio y ácido sulfhídrico.

Antes de emplear el gas natural como combustible se extraen los hidrocarburos más pesados, como el butano y el propano. El gas constituido por los hidrocarburos menos pesados (metano en su mayor parte) es el llamado gas seco y se distribuye a usuarios domésticos e industriales para su uso como combustible. La fracción de gas restante, compuesto por hidrocarburos de peso molecular más alto, es el llamado gas húmedo.



propiedades fisicas

Propiedades organolépticas. El gas natural es inoloro. Aunque antes de ser distribuido se le odoriza añadiendo un producto químico, generalmente Tetrahidrotiofeno (THT), el cual en cantidades muy pequeñas (partes por millón) da al gas un olor que se asocia al característico "olor a gas", con el fin de detectar por el olfato, con mayor facilidad, las posibles fugas.

Su procesamiento consiste principalmente en:

•La eliminación de compuestos ácidos (H2S) y CO2) mediante el uso de tecnologías que se basan en sistemas de absorción - agotamiento utilizando un solvente selectivo. El gas alimentado se denomina “amargo”, el producto “gas dulce” y el proceso se conoce como Endulzamiento.

•La recuperación de etano e hidrocarburos licuables mediante procesos criogénicos ( uso de bajas temperaturas para la generación de un líquido separable por destilación fraccionada) previo proceso de deshidratación para evitar la formación de sólidos.

•Recuperación del azufre de los gases ácidos que se generan durante el proceso de endulzamiento.

•Fraccionamiento de los hidrocarburos líquidos recuperados, obteniendo corrientes ricas en etano, propano, butanos y gasolina; en ocasiones también resulta conveniente separar el isobutano del n- butano para usos muy específicos.

4.1 PROCESOS DE ENDULZAMIENTO

Las condiciones del gas a tratar son:
Concentración de impurezas
Temperatura y presión disponible.
Volumen de gas a procesar
Composición de Hidrocarburos.
Selectividad de los gases ácidos por mover.
Especificaciones del gas ácido residual.

Los procesos de endulzamiento los podemos clasificar de acuerdo al tipo de reacción que presente:

Absorción Química (proceso de Amina)
Absorción Física (solventes físicos)
Combinación de ambas técnicas (solución Mixtas)

La selectividad de un agente endulzamiento es una medida del grado en la que el contaminante se elimina en relación a otros.

PROCESOS DE AMINA

Uno de los procesos más importantes en el endulzamiento de gas natural es la eliminación de gases ácidos por absorción química con soluciones acuosas con alcanolaminas. De los solventes disponibles para remover H2s y CO2 de una corriente de gas natural, las alcanolaminas son generalmente las más aceptadas y mayormente usadas que los otros solventes existentes en el mercado.



Usos:
En la actualidad sebusca un combustible que pueda satisfacer las necesidades energéticas del hambre, como poder usar un sistema de calefacción o colocar estufas a gas en nuestros hogares, pero los combustibles que se utilizaban como el petróleo,la leña,el carbón o el kerosene, resultaban no ser muy económicos y a la vez eran contaminantes.

Es por eso que ahora ha llegado un combustible nuevo a nuestro país, que es el gas natural, este gas no requiere de plantas de refinación para procesarl, a comparación del petróleo, es más seguro, económico y posee menor proporción de impurezas o gases tóxicos. Con el gas natural podemos cuidar nuestra salud, la de nuestra familia y la de nuestra ciudad.
Adicionalmente, el gas natural es utilizado como materia prima en diversos procesos químicos e industriales. De manera relativamente fácil y económica puede ser convertido a hidrógeno, etileno, o metanol; los materiales básicos para diversos tipos de plásticos y fertilizantes

Sector Aplicaciones/Procesos
Industrial Generación de vapor
Industria

de alimentos Secado
Cocción de productos cerámicos
Fundición de metales
Tratamientos térmicos
Temple y recocido de metales
Generación eléctrica
Producción de petroquímicos
Sistema de calefacción
Hornos de fusión
Comercio y Servicios Calefacción central
Aire acondicionado

Cocción/
preparación de alimentos
Agua caliente

Energía

Cogeneración eléctrica
Centrales térmicas

Residencial

Cocina
Calefacción
Agua caliente
Aire acondicionado

Transporte de pasajeros
Taxis
Buses

cuidados en el uso del gas natural


¿QUÉ HACER SI HUELE A GAS? En caso de sentir el olor a gas:

NO ENCIENDA, ni accione interruptores ni aparatos eléctricos.

NO FUME, ni encienda ningún tipo de flama.

VENTILE la habitación abriendo puertas y ventanas.

CIERRE las llaves de paso de gas natural.

comtaminacion

El gas natural ha traido significativos beneficios para el medioambiente, aportando en forma sustancial a la disminución de las emisiones de contaminantes a la atmósfera.

El gas natural es el combustible con menor impacto ambiental
ES APROPIADO para la generación de electricidad, el funcionamiento de calderas y hornos industriales, climatización y otros usos comerciales

Estos combustibles causan contaminación tanto al usarlos como al producirlos y transportarlos.

Uno de los problemas más estudiados en la actualidad es el que surge de la inmensa cantidad de CO2 que estamos emitiendo a la atmósfera al quemar los combustibles fósiles. Como estudiamos con detalle, este gas tiene un importante efecto invernadero y se podría estar provocando un calentamiento global de todo el planeta con cambios en el clima que podrían ser catastróficos.

Otro impacto negativo asociado a la quema de petróleo y gas natural es la lluvia ácida, en este caso no tanto por la producción de óxidos de azufre, como en el caso del carbón, sino sobre todo por la producción de óxidos de nitrógeno.

Los daños derivados de la producción y el transporte se producen sobre todo por los vertidos de petróleo, accidentales o no, y por el trabajo en las refinerías.

martes, 25 de agosto de 2009

La Gran Respuesta

Metodos de obtencion de los hidrocarburos y sus reacciones

Los alcanos pueden obtenerse de fuentes naturales o de fuentes sintéticas. Como fuentes naturales de hidrocarburos se tiene el petróleo, el gas natural y el gas de hulla. El gas natural está constituido principalmente por metano y etano. El petróleo es una mezcla muy compleja de hidrocarburos sólidos , líquidos y gaseosos.
Aunque los alcanos pocas veces se sintetizan, pueden obtenerse en el laboratorio por métodos químicos. Algunos métodos utilizados para obtener alcanos son:

redduccion de alquenos:

Reducción de alquenos
En este proceso se trata un alqueno con hidrógeno y un catalizador. El catalizador, por lo general, es un metal, Ni, Pd o Pt. La reacción se llama hidrogenación catalítica. La reacción general es:


Obtencion de los alcanos:

Los cicloalcanos también pueden obtenerse por este método. En lugar de la hidrogenación catalítica, la reducción de los alquenos puede hacerse con litio y amoniaco, a baja temperatura.



Reducción de alquinos

La hidrogenación catalítica de los alquinos conduce a la formación de alcanos. La reacción general es:






ALCANOS

Los hidrocarburos saturados de cadena abierta forman un grupo homólogo denominado alcanos o parafinas. La composición de todos los miembros del grupo responde a la fórmula CnH2n +2, donde n es el número de átomos de carbono de la molécula. Los cuatro primeros miembros del grupo son el metano, CH4, el etano, C2H6, el propano, C3H8 y el butano, C4H10. Todos los miembros alcanos son inertes, es decir, no reaccionan fácilmente a temperaturas ordinarias con reactivos como los ácidos, los álcalis o los oxidantes. Los primeros cuatro miembros del grupo son gases a presión y temperatura ambiente; los miembros intermedios son líquidos, y los miembros más pesados son semisólidos o sólidos. El petróleo contiene una gran variedad de hidrocarburos saturados, y los productos del petróleo como la gasolina, el aceite combustible, los aceites lubricantes y la parafina consisten principalmente en mezclas de estos hidrocarburos que varían de los líquidos más ligeros a los sólidos.

ALQUENOS

El grupo de los alquenos u olefinas está formado por hidrocarburos de cadena abierta en los que existe un doble enlace entre dos átomos de carbono. La fórmula general del grupo es CnH2n, donde n es el número de átomos de carbono. Al igual que los alcanos, los miembros más bajos son gases, los compuestos intermedios son líquidos y los más altos son sólidos. Los compuestos del grupo de los alquenos son más reactivos químicamente que los compuestos saturados. Reaccionan fácilmente con sustancias como los halógenos, adicionando átomos de halógeno a los dobles enlaces. No se encuentran en los productos naturales, pero se obtienen en la destilación destructiva de sustancias naturales complejas, como el carbón, y en grandes cantidades en las refinerías de petróleo, especialmente en el proceso de craqueo. El primer miembro de la serie es el eteno, C2H4. Los dienos contienen dos dobles enlaces entre las parejas de átomos de carbono de la molécula. Están relacionados con los hidrocarburos complejos del caucho o hule natural y son importantes en la fabricación de caucho y plásticos sintéticos. Son miembros importantes de esta serie el butadieno, C4H6, y el isopreno, C5H8.

ALQUINOS

Los miembros del grupo de los alquinos contienen un triple enlace entre dos átomos de carbono de la molécula. Son muy activos químicamente y no se presentan libres en la naturaleza. Forman un grupo análogo al de los alquenos. El primero y más importante de los miembros del grupo es el etino, C2H2. La fórmula general del grupo es CnHn donde n es el número de átomos de carbono.

Principales Racciones De Los alcanos:

Combustión: Todo alcano que se combina con O2 produce CO2, H2O y Energía.
CnH2n+2 + O2 è nCO2 + (n+1) H2O + Energía

Pirolisis o Cracking: Los alcanos de masa molecular elevada se pasan por tubos calentados entre 500 y 700 °C usando catalizadores, produciendo alcanos menores, alquenos e hidrógeno. Este tratamiento se usa para obtener gasolinas de alto octanaje.

Halogenación: Se usan catalizadores en forma de peróxidos y temperaturas entre 250 y 400 °C. Produciendo halogenuros de alquilo y el ácido halogenado correspondiente, las mezclas son difíciles de separar.

Nitración: Se lleva acabo con un oxidante como el ácido nítrico HNO3 a 420 °C.


Reaccion de los Alquinos:

uchas de las reacciones de los alquinos son reacciones de adición que siguen el siguiente esquema:




Por deshidrohalogenación de dihalogenuros de alquilo vecinales. ( X = Cl , Br )

Esta reacción se lleva a efecto en un medio fuertemente básico. (NH2-), usando amoníaco líquido como solvente


Por deshidrohalogenación de dihalogenuros de alquilo geminales. ( X = cl , Br )

Esta reacción también hace uso de una base fuerte como el anión NH2-, en amoníaco líquido.

Por reacción entre un alquiluro y un halogenuro de alquilo.

A través de una reacción de desplazamiento nucleofílico del bromo por un alquiluro.

Por tratamiento en etapas del acetileno con diferentes halogenuros de alquilo.

Aquí se utiliza la base fuerte NH2- para formar primero el anión acetiluro el que actuará en una segunda etapa como nucleófilo para desplazar al halogenuro.


Reacciones de alquinos

Un alquino tiene reacciones semejantes a las de los alquenos y la mayoría de ellas son reacciones de adición. Estas reacciones son facilitadas por la mayor concentración de electrones en el triple enlace.



Adición de HX con X = cl , Br

La adición de HX al triple enlace, comienza con el ataque entre el protón del ácido y el carbono menos sustituido del alquino (Markovnikov), formando el carbocatión más estable posible.

El catión vinílico secundario que es un intermediario de esta reacción, posee una estabilidad semejante a un carbocatión primario.

Su estructura puede verse en el esquema adjunto:

Una segunda molécula de HX se adiciona al alqueno halogenado resultante. Aquí nuevamente se cumple el hecho de que el protón de esta nueva molécula de HX, se adiciona al carbono menos sustituido, para formar finalmente un dihalogenuro geminal. A semejanza con los alquenos la reacción muestra regioquímica, es decir, sigue la regla de Markovnikov.


Adición de X2 con X = Cl , Br.

Tiene un mecanismo semejante al observado en los alquenos. Es una adición anti, la que se realiza en dos etapas.

por ejemplo en la bromación de un alquino:

se producen sucesivamente dos intermediarios cíclicos que hacen imposible la entrada de un segundo bromuro por el mismo lado.



Adición de agua (Hidratación.)


3a - En presencia de sales de mercurio (Hg+2) y ácido sulfúrico como catalizador. Esta reacción se diferencia con la de los alquenos, en que el producto no es un alcohol sino que cetonas o mezcla de cetonas dependiendo esto de la estructura del alquino del que se parta.

El mecanismo general de la reacción es:

Siendo siempre, la forma enólica, la más favorecida en el equilibrio con una constante : K = 105 aproximadamente.

Según la estructura del alquino, se obtendrán como productos de reacción, las siguientes especies químicas (cetonas)

propiedades fisicas de los alquenos, alquinos y alcanos

LOS ALQUENOS

Los alquenos con dos, tres y cuatro átomos de carbono son gases, los alquenos lineales con mas de 16 carbonos son sólidos.

· Son insolubles en agua.

· Su densidad aumenta con el peso molecular

Los alquenos también se llaman olefinas

Los alquenos presentan las siguientes propiedades:
Son solubles en disolventes orgánicos e insolubles en el agua.
Sus estados físicos varían con el número de carbonos que componen el compuesto.
A mayor peso molecular mayor son los puntos de ebullición y fusión, así como la densidad.


Nomenclatura Química
Soluciones preparación y valoración
Propiedades Coligativas

Equilibrio Químico
Equilibrio Ionico
Estructura y propiedades de los compuestos químicos orgánicos

Propiedades físicas y químicas de los hidrocarburos
Propiedades Alcoholes
Propiedades Feroles

Propiedades Aminas Propiedades Aldehidos Cetona Propiedades Acidos Carboxilicos
Derivados Halogenados Nomenclatura de los compuestos orgánicos
Electroquímica
Oxido - Reducción Cambios de Fase Energía Calorifica
Enlace Químico Isometría

Propiedades físicas y químicas de los hidrocarburos

Los hidrocarburos son compuestos orgánicos formados exclusivamente por carbono e hidrógeno.


Los hidrocarburos se clasifican en: Hidrocarburos saturados, llamados también alcanos, que presentan enlaces sencillos. Los alquenos, que tienen enlaces dobles
Alcanos:
Los átomos de carbono de un alcano pueden ser clasificados como: átomo primario cuando se unen a un carbono, secundario, si se unen a dos carbonos, terciario, si se unen a tres o cuaternario si se unen a cuatro.


LOS ALCANOS

Punto de ebullición: el punto de ebullición aumenta con el tamaño del alcano porque las fuerzas intermoleculares (fuerzas de Van der Waals y de London), son más efectivas cuando la molécula presenta mayor superficie. Es así, que los puntos de fusión y ebullición van a aumentar a medida que se incrementa el número de átomos de carbono.


Los alcanos que se presentan a la izquierda, tienen el mismo número de carbonos pero sus puntos de ebullición son distintos. Esto se debe a que la superficie efectiva de contacto entre dos moléculas disminuye cuanto más ramificadas sean éstas. Las fuerzas intermoleculares son menores en los alcanos ramificados por ello tienen puntos de ebullición más bajos.
Isomeros C5H12 Puntos de ebullición


Punto de Fusión Punto de fusión:
El punto de fusión también aumenta con el tamaño del alcano por la misma razón que aumenta el punto de ebullición.
Los alcanos con número impar de carbonos se empaquetan en una estructura cristalina y poseen puntos de ebullición un poco menores de lo esperados en los pares.
Densidad: a medida que aumenta el número de carbonos, las fuerzas intermoleculares son mayores y por lo tanto la cohesión intermolecular. Esto da como resultando un aumento de la proximidad molecular y, por tanto, de la densidad.


Densidad del estado liquido

Solubilidad: Los alcanos por ser compuestos apolares no se disuelven en agua, sino en solventes no polares como el benceno, éter y cloroformo.

A temperatura ambiente es posible encontrar alcanos en diferentes estados físicos así:

De metano a butano son gaseosos.
De pentano a hexadecano son líquidos
De heptadecano en adelante son sólidos.
Propiedades químicas de los alquinos: los alquinos terminales se comportan como ácidos porque, en presencia de bases fuertes, pueden ceder un protón.

Alcanos:
Los átomos de carbono de un alcano pueden ser clasificados como: átomo primario cuando se unen a un carbono, secundario, si se unen a dos carbonos, terciario, si se unen a tres o cuaternario si se unen a cuatro.


LOS ALQUINOS

Como podría esperarse,las propiedades físicas de los alquinos son muy similares a las de los alquenos y los alcanos.Los alquinos son ligeramente solubles en agua aunque son algo más solubles que los alquenos y los alcanos.A semejanza de los alquenos y alcanos, los alquinos son solubles en disolventes de baja polaridad,como tetracloruro de carbono,éter y alcanos.Los alquinos, al igual que los alquenos y los alcanos son menos densos que el agua.

Los tres primeros alquinos son gases a temperatura ambiente.

Los alquinos tienen unas propiedades físicas similares a los alcanos y alquenos. Son poco solubles en agua, tienen una baja densidad y presentan bajos puntos de ebullición. Sin embargo, los alquinos son más polares debido a la mayor atracción que ejerce un carbono sp sobre los electrones, comparado con un carbono sp3 o sp2.

contaminacion global



este video da a conocer las consecuencias del los usos de hidrocarburos en el ambiente, y otros agentes contaminantes

Contaminacion Por Petroleo

El petroleo es un hidrocarburo es uno de los contaminantes que afectan a la calidad del agua. Los derrames de petróleo, cada vez son mas frecuentes en los océanos,proviene de los accidentes de los buque-tanques y de las fugas en los equipos de perforación marina, y el 50 % del petróleo que llega a los mares y los océanos proviene de tierra firme del que es arrojadoa a vertientes de agua provenientes de zonas industriales , por otra partelos desechos de millones de barcos que recorren diarimente los mares. Es probable que el desecho más importante de todos ellos sea el petróleo.





En la explotación del petróleo se derrama cerca de la mitad en el área de perforación, lo que implica grandes pérdidas y contaminación del aire, agua y suelo. ademas los derrames concentrados pueden causar grandes impactos ecológicos y económicos sobre las áreas costeras.
La manera tradicional de extraer o recuperar el petróleo es mediante bombeo con agua lo cual representa una pérdida considerable de agua.


Los efectos de la contaminacion por petroleo

Los efectos del petróleo sobre los ecosistemas marinos dependen de factores como: tipo de petróleo (crudo o refinado), cantidad, distancia del sitio contaminado con la playa, época del año, condiciones atmosféricas, temperatura media del agua y corrientes oceánicas.


quedqan superficies con cotenidos de Los hidrocarburos forman con el agua una capa impermeable que obstaculiza el paso de la luz solar que utiliza el fitoplancton para realizar el proceso de la fotosíntesis, interfiere el intercambio gaseoso, cubren la piel y las branquias de los animales acuáticos provocándoles la muerte por asfixia.

El llamado alquitran cubre las plumas de las aves, y la piel de mamíferos marinos como las focas y nutrias de mar. Esta capa de petróleo destruye el aislamiento térmico natural de los animales y también afecta su capacidad para flotar, por lo cual mueren de frío o porque se hunden y ahogan.



mientras que los contenidos de petroleo que llagan al fondo del mar matan organismo y animales que habiatan en sus profundidades como los cangrejos, ostras, mejillones y almejas. Además los que quedan vivos no son adecuados para su consumo. La mayoría de los ecosistemas marinos expuestos a grandes cantidades de petróleo crudo requieren unos 3 años para su recuperación.

También se considera que algunos componentes químicos del petróleo pueden interferir con algunas sustancia químicas como las feromonas que los animales marinos secretan para llevar a cabo procesos vitales y de comunicación. Estos compuestos químicos les sirven para realizar diferentes procesos como escapar de los animales de presa, atracción sexual, como la selección de su hábitat y su alimentación.

Sin embargo, los ecosistemas marinos contaminados por petróleo refinado, en especial en los estuarios, requieren de 10 años o más para su recuperación.

El petróleo derramado en el mar se evapora o es degradado en un proceso muy lento por bacterias. .Los hidrocarburos orgánicos volátiles matan inmediatamente a varios tipos de organismos acuáticos, especialmente en etapa larvaria. En las aguas calientes se evapora a la atmósfera la mayor parte de este tipo de hidrocarburos en uno o dos días, y en aguas frías este proceso puede tardar hasta una semana.

Las playas contaminadas por petróleo requieren de al menos un año para su recuperación, cuando tienen corrientes y olas fuertes, pero las playas que no tienen estas características tardan varios años en recuperarse.

Quimica Organica