GENERALIDADES DEL GAS

Einsten – Bosne Plasma,

SOLIDÓ GASLIQUIDO

• Es un estado de la materia que a condiciones normales de Presión y temperatura se encuentran sus moléculas dispersas (En teoría cualquier material puede hacerse gas)

¿Que es un gas?

ESTADOS DE AGREGACION DE LA MATERIA

Mayor temperatura

Mayor presión

Leyes de los gasesLey de Boyle - Mariotte (temperatura constante) Cuando aumenta la presión, el volumen disminuye; si la presión disminuye el volumen

aumenta.

P1V1=P2V2

Ley de Charles (presión constante)A una presión dada, el volumen ocupado por un gas es directamente proporcional a su

temperatura

Ley de Gay-Lussac (volumen constante)La presión de un gas que se mantiene a volumen constante, es directamente proporcional a

la temperatura:

Es por esto que para poder envasar gas, como gas licuado, primero se ha de enfriar el volumen de gas deseado, hasta una temperatura característica de cada gas, a fin de poder someterlo a la presión requerida para licuarlo sin que se sobrecaliente, y, eventualmente, explote.

Ley de los gases ideales

PV = nRT

GAS CRIOGENICO ES AQUEL QUE A PRESION ATMOSFERICA , SU TEMPERATURA DE EBULLICIÓN ES DE -40 C

Temperatura crítica y presión crítica La manera obvia de cambiar a un gas en un líquido es enfriarlo a una temperatura por debajo de su punto de ebullición. Hay otra manera de condensar un gas para formar un líquido, sin embargo, implica aumentar la presión en el gas. Los líquidos hierven a la temperatura a la cual la presión del vapor es igual a la presión del líquido con sus alrededores.

CICLO DE LINDE-HAMPSONCiclos en licuefacción de gases è2-3: Compresión multi etapa con refrigeración intermedia3-4: Primer enfriamiento4-5: Segundo enfriamiento en el regenerador5-6: Expansión en la válvula hasta mezcla L-V7: Producto líquido deseado8-9: Vapor se calienta en el regeneradorEl gas 9 + gas de reposición 1 = gas 2 (inicia el ciclo)

Gases usados como combustibles

• Gas Natural

• Gas LP (licuado de petróleo)

• Estos gases son extraídos de los pozos petroleros

GAS NATURAL

• El gas natural es una mezcla de hidrocarburos simples que se encuentra en estado gaseoso, en condiciones ambientales normales de presión y temperatura.

• El gas natural comercial está compuesto aproximadamente en un 95% de metano (CH4), que es la molécula más simple de los hidrocarburos.

• Además puede contener pequeñas cantidades de etano, propano y otros hidrocarburos más pesados, también se pueden encontrar trazas de nitrógeno, bióxido de carbono, ácido sulfhídrico y agua.

• Es inodoro

Gas Natural

CaracterísticasSe compone fundamentalmente de metano (CH4) Es un gas liviano, más ligero que el aire y no es tóxicoLa utilización del gas natural, incide en el aumento de la calidad de vida puesto que es la energía de origen fósil menos contaminante, dada su composición química.

Generales

Fórmula química CH4

Peso atómico 16,04 umaDensidad 0.717 kg/m3 (gas)

Otras denominacionesGas del pantano; hidruro de metilo

CAS 74-82-8Cambios de fasePunto de fusión 90,6 K (-182,5 °C)Punto de ebullición 111,55 K (-161,6 °C)

Punto triple90,67 K (-182,48 °C)0,117 bar

Punto crítico190,6 K (-82,6 °C)46 bar

ΔfusH 1,1 kJ/molΔvapH 8,17 kJ/molPropiedades del gasΔfH0

gas -74,87 kJ/molΔfG0

gas -50,828 kJ/mol

METANO

Seguridad

Efectos agudos

Asfixia; en algunos casos inconsciencia, ataque cardíaco o lesiones cerebrales. El compuesto se transporta como líquido criogénico. Su exposición causará obviamente la congelación.

Efectos crónicos ???Punto de inflamación -188 °CTemperatura de autoignición

537 °C

Límite explosivos 5-15%Más informaciónProperties NIST WebBook

MSDSHazardous Chemical Database

Valores en el SI y en condiciones normales (0 °C y 1 atm)

Gas LP

• El gas L.P. es un combustible, si se le maneja adecuadamente resulta ser el combustible más seguro. Se quema totalmente, sin dejar residuos o cenizas; no produce humo ni hollín y su llama es muy caliente.

• Para que se tenga una combustión se requiere aire y combustible mezclados. El gas L.P., para que arda requiere que tenga una concentración en la mezcla de 2.4% al 9.5% aproximadamente.

• Si no está en este rango el gas no se quema. Esta propiedad citada, hace que el gas L.P. sea más seguro que otros combustibles que arden con mayor facilidad.

GAS BUTANO

GeneralFórmula semidesarrollada

CH3CH2CH2CH3

Fórmula molecular C4H10

IdentificadoresNúmero CAS 106-97-8

Propiedades físicasEstado de agregación GasApariencia Incoloro

Densidad2,52 kg/m3; 0,00252 g/cm3

Masa molar 58,08 g/molPunto de fusión 134.9 K (−138.3 °C)Punto de ebullición 272.7 K (-0.5 °C)

Propiedades químicasSolubilidad en agua 6,1 g/100 ml H2O

Compuestos relacionados

AlcanosPropano, Pentano, Metilpropano

Otros ClorobutanoPeligrosidad

Punto de inflamabilidad 213 K (-60 °C)Temperatura de autoignición

560 K (287 °C)

Riesgos

InhalaciónSomnolencia. Pérdida del conocimiento.

PielEn contacto con líquido: congelación.

OjosEn contacto con líquido: congelación.

Valores en el SI y en condiciones normales(0 °C y 1 atmColor: incoloro.

Olor: Olor característico, inodoro cuando es puro. Densidad relativa de vapor (aire=1): 2.1 Solubilidad en agua: 3,25 ml/100 ml a 20 °C Punto de ebullición: -1 °C Punto de fusión: -138 °C Peso molecular: 58,1 u Poder calorífico superior: 49.608 kJ/kg aprox. Entalpía de combustión= -687.4 kcal/mol (el signo indica que cede energía)

PROPIEDADES FISICAS DEL GAS LP

GAS Unidades G. Natural Butano Propano

FÓRMULA CH4 C4H10 C3H8

PRESIÓN NORMAL A TEMP. AMB Kg/cm2 8 2 9

PUNTO DE EBULLICIÓN ºC -160 -1 -42

PESO ESPECÍFICO g/L 551 584 508

PODER CALORÍFICO

Cal/Kg 11823 11,657

Kjoul/Kg 1.464 1.276

BTU/lb 1000 3175 2500

Gravedad especifica de Liquido Relación agua 0.551 .582 .504

Gravedad especifica de vapor Relación aire 0.61 1.50 2.01

gasto (vapor) m3/L .6 .23 .27

Limites de flamabilidad % 4.5-14.5 1.55-8.60 2.15-9.60

Temp de ignición ºC 650 482-583 493-604

Maxima temp de flama ºC 1700 1991 1980

Riesgos de almacenamiento y/o manejo del gas

Riesgos ligados al Gas

bleve (Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion):

Accidente en San Juan de Ixhuatepec, México DF, México, 1984

La mañana del 19 de noviembre de 1984, se produjeron en la terminal de almacenamiento de productos petrolíferos GLP de la planta de Petróleos Mexicanos PEMEX en San Juan de Ixhuatepec una serie de explosiones e incendios que produjeron aproximadamente 500 muertos y más de 7,000 heridos la destrucción casi total de la instalación de almacenamiento.

Accidente en San Juan de Ixhuatepec, México DF, México, 1984

• El inicio del accidente se debió a la ruptura de una tubería de 20 centímetros de diámetro que transportaba GLP desde las refinerías hasta la planta de almacenamiento cerca de uno de los parques de tanques, probablemente debido al sobrellenado de uno de los depósitos y sobrepresión en la línea de transporte por retorno. No está aclarado por qué no funcionaron las válvulas de alivio

del depósito sobrellenado

Sucesos

Cronología Cadena de sucesos

5:30 Ruptura de la tubería de 20 cm ∅ . Caída de presión en la sala de control

5:40 Ignición de la nube de gas. Explosión, combustión violenta e incendio grave

5:45 Primera BLEVE de una esfera pequeña registrada en el sismógrafo. Llamada al servicio de extinción de incendios

5:46 Segunda BLEVE, una de las más violentas

6:00 Alertada la policía, se procedió a cortar los accesos y el tráfico

6:30 Caos de tráfico

7:01 Última explosión registrada en el sismógrafo

7:30 Continúan las explosiones BLEVE de depósitos cilíndricos

8:00-10:00 Se inician los trabajos de rescate

11:00 Última explosión registrada de un depósito

12:00-18:00 Continúan los trabajos de los equipos de rescate

23:00 Extinción del último incendio en la última esfera grande

Otros Riesgos por el manejo del gas

uvce (Unconfined Vapor Cloud Explosion): Término aplicado ala explosión de una nube o capa de gas combustible o vapores, tras la ruptura de un ductoLos efectos son esencialmente resultado de las ondas de choque porla presión generada.Ejemplos: Garmisch-Partenkirchen, Alemania, diciembre 1986. Port-Hudson, Estados Unidos, diciembre 1970.

Pérdida total e instantánea de confinamiento de gas La inhalación del gas puede ocasionar la muerte y efectos irreversibles, en el

área hacia donde se dirige la pluma de gas movida por el viento.Ejemplos Youngstown, Estados Unidos, febrero 1978.

Instalaciones de gas

ALMACENAMIENTO DEL GAS L.P.

• DATOS IMPORTANTES:– PRESIÓN NO DEPENDE DE CAPACIDAD DEL

TANQUE (Temp. Amb., Cantidad, Utilización, Golpes etc.)

– ES IGUAL EN TODOS LOS TANQUES DE ALMACENAMIENTO

• DESDE 0.7Kg./cm2 (10 PSI) = MÍNIMO DE VAPORIZACIÓN HASTA 26.25 Kg./cm2 (375 PSI) = APERTURA VÁLVULA DE SEGURIDAD

– LLENADO MÁXIMO (POR SEGURIDAD) 85%• PREVIENE EXPANSIÓN DEL GAS

– VÁLVULA DE SEGURIDAD DESFOGA AL MEDIO AMBIENTE PARA PREVENIR EXPLOSIONES

• UTILIZACIÓN DEL GAS L.P.

PRESIÓN DEL GAS:

• EN EL ALMACENAMIENTO (ALTA PRESIÓN)– DE 0.7 A 26.25 Kg./cm2 (10 A 100 PSI)

• A LOS EQUIPOS DE CONSUMO:– DOMÉSTICOS (BAJA PRESIÓN)

• PRESIÓN NOMINAL DE DISEÑO 11” C.A. (28 gr. /cm.2)

REGULADORES DE PRESIÓN

• DISPOSITIVOS MECÁNICOS QUE REDUCEN LA PRESIÓN DE GAS PROVENIENTE DE LA LÍNEA O TANQUE DE ALMACENAMIENTO A UNA PRESIÓN PREDETERMINADA DE UN FORMA SEGURA QUE PERMITA UNA EFICIENTE UTILIZACIÓN DEL GAS

TIPOS DE REGULACIÓN

• TIPOS DE REGULACIÓN – SENCILLA = UNA ETAPA, UN REGULADOR

– POR ETAPAS = VARIOS PASOS, VARIOS REGULADORES

TIPOS DE REGULACIÓN

• REGULACIÓN SENCILLA:

– RECIPIENTE DE GAS A EQUIPO DE CONSUMO– ALTA PRESIÓN A BAJA PRESIÓN

– DE HASTA 26.25kg/cm2 A 28 gr. / cm.2

TIPOS DE REGULACIÓN

• REGULACIÓN POR ETAPAS

• TKE. DE GAS A LÍNEA (TUBERÍA) A EQUIPO DE CONSUMO• ALTA PRESIÓN A PRESIÓN INTERMEDIA A BAJA PRESIÓN• HASTA 26.25kg/cm2 A 0.7 Kg. /cm2 A 28 gr. /cm2

Accesorios de una línea de llenado

Instalación normal de gas

Con un sistema de dos etapas, un regulador de primera etapasuministra una presión de entrada casi constante de más omenos 8 a 10 psig (0,55 a 0,69 bar) a un regulador de segundaetapa. Esto quiere decir que la unidad de segunda etapa nonecesita compensar las presiones de entrada ampliamentesitio según se desee.

Mantener limpia la línea Regular la presión

Manejo seguro del gas

• Los recipientes deberán estar a salvo de golpes y maltrato. Si está en el paso de movimiento de vehículos, se deberán utilizar medios de protección adecuados, tales como topes o defensas firmes.

• Se colocarán a la intemperie, a salvo de riesgos de incendios por concentración de basura, combustibles u otros materiales flamables.

• El sitio de ubicación tendrá ventilación conveniente.• Ningún cilindro se instalará a menos de 20 cm. de

distancia de paredes o divisiones construidas con materiales combustibles (madera, cartón, etc.) y la pared o división estará cubierta en el doble de la altura y longitud que ocupe el cilindro o cilindros, con materiales no combustibles, tales como láminas metálicas o de asbesto.

• Los cilindros se colocarán a una distancia mínima de tres metros de:

• a). - Flamab). - Boca de salida de chimeneas de cualquier combustiblec). - Motores eléctricos o de combustión internad). - Anuncios luminosose). - Ventanas de sótanosf ). - Interruptores y conductores eléctricosg). - Puertas o ventilas de casetas de elevador

• En caso de que existan puertas o divisiones de por medio, la distancia se medirá a través de la abertura, ventila, ventana o puerta por la cual el gas pudiera llegar a la fuente de ignición.

Normas básicas de seguridad del gas LP y natural

De preferencia las tuberías y tanques de gas deben de estar a la vista de las personas y no enterradas, facilita la identificación de una fuga de gas con la consecuente prevención de un accidente.

Como consecuencia de que el gas . no tiene olor, se le agrega odorantes para poder detectarlo en caso de fuga.

Reemplazar el tanque cada 10 años

Es importante realizar mantenimientos constantes al tanque así como cambio de válvulas cuando menos cada cinco años.

No se debe llenar el tanque al 100%

El tanque se debe llenar al 85%, es decir, no debe quedar completamente lleno. Esto se hace para que en esa parte que queda sin llenar, haya gas en estado gaseoso. Si el tanque fuese llenado a su totalidad, y no quedase espacio suficiente para la vaporización, correría un gran riesgo por la excesiva presión que se produciría. Si empieza a escapar gas por la válvula de alivio, se debe al incremento de presión dentro del tanque.

¡NO LE PONGA JABÓN A LA VÁLVULA DE ALIVIO! y llame inmediatamente a la central de fugas.

Normatividad sobre el gas

Normas que aplican al gas

MÉTODOS PARA EVITAR ACCIDENTES EN EL MANEJO DEL GAS

Técnica, diseño y productos conforme a la norma NOM-069 SCFI. • Escoger correctamente y con conocimientos técnicos el equipo que

debe utilizarse para cualquier trabajo. • Instalación correcta de los equipos escogidos; el mejor equipo

puede fallar si esta colocado en un lugar peligroso. • Mantenimiento adecuado. Así como el camión necesita

lubricación, cambio de aceite y aire en las llantas, todo equipo de gas necesita ser revisado periódicamente.

• Limpieza. Recuerde usted que la grasa, papeles viejos, pasto seco y basura en general pueden producir incendio.

• Adiestramiento adecuado del personal, para que conozca lo que maneja y como debe operarse el equipo con más seguridad.

• Hacer del conocimiento del usuario que si ve una instalación defectuosa o peligrosa debe avisar inmediatamente a la planta, ya sea por teléfono o por medio del vendedor.

LAS SEIS REGLAS DE SEGURIDAD EN CASO DE FUGA DE GAS

1. - Retire toda la gente de la zona del peligro.2. - Detenga o disminuya la fuga.3. - Evite que el gas entre a las partes más bajas de un edificio, como sótanos o cuartos cerrados.4. - Desconecte la energía eléctrica.5. - Haga lo posible para que el vapor de gas se disperse, recuerde que las corrientes de aire se llevan fácilmente el gas.6. - Apague o pida que apaguen todo tipo de fuego.

COMENTARIOS GENERALES SOBRE PREVENCIÓN DE ACCIDENTES DE GAS L. P.

Casi absolutamente todos los accidentes de Gas L.P. pueden evitarse, si el equipo ha sido escogido adecuadamente, si se le proporciona mantenimiento adecuado y si es manejado por personas adiestradas