1) Explicar y razonar la utilidad técnica industrial del análisis

Cromatográficos del gas natural:

La cromatografía es una técnica de separación que se basa en la diferencia de

distribución que existe entre dos componentes de una mezcla en las fases

estacionaria y móvil. Así, cada soluto tendrá un tiempo de retención distinto y

podrán analizarse por separado. Los parámetros cromatográficos son claves para

el diseño de un análisis, pues son herramientas que ayudan a evaluar las

condiciones en las que se está llevando a cabo. Cada soluto tendrá asociado un

tiempo de retención distinto que se puede expresar como el factor de capacidad, y

la relación de los tiempos de retención o factores de capacidad de los solutos nos

indicará si la selectividad del sistema es buena. Al calcular la resolución se podrá

evaluar si la separación entre los tiempos de retención se los solutos es suficiente

o excesiva. El cálculo de los platos teóricos nos indicará la eficiencia del sistema.

Una vez evaluados los parámetros cromatográficos, se podrá determinar si el

cromatograma obtenido es aceptable, o si es necesario modificar alguna condición

para optimizarlo.

Esta técnica permite el análisis rápido y exacto de gases, vapores líquidos;

permite identificar los componentes individuales de las mezclas gaseosas. Iniciada

a finales de 1952, se ha desarrollado notablemente en separación, identificación y

determinación de compuestos volátiles (gases y líquidos) de puntos de ebullición

de hasta 350-400°C. El método tiene las ventajas de ser sensible, rápido y

sencillo, y si se maneja con suficiente cuidado, suministra información cuantitativa

exacta con cantidades muy pequeñas de muestra.

En cromatografía de gases (GC) la muestra se volatiliza y se inyecta en la

cabeza de una columna cromatográfica. La elución se produce por el flujo de un

fase móvil de un gas inerte a diferencia de los otros tipo de cromatografía, la fase

móvil no interaccionan con la moléculas del analito; su única función es la de

transportar el analito a través de la columna.Existen dos tipos de cromatografía de

gases:la cromatografía Gas-Sólido (GCS) y la cromatografía gas liquido (GLC).La

cromatografía gas liquido tiene gran aplicación en todos los campos de la ciencia y

su denominación se abrevia normalmente como cromatografía de gases (GC). En

la cromatografía gas sólido se produce la retención de los analitos de una fase

estacionaria como consecuencia de la absorción física. La cromatografía gas

sólido ha tenido una aplicación limitada debido a la retención semipermanente de

las moléculas activas o polares y a la obtención de picos de elusión con colas muy

significativas (como consecuencia del carácter no lineal del proceso de absorción),

de modo que esta técnica no ha encontrado una gran aplicación excepto para la

separación de ciertas especies gaseosas de bajo peso molecular. La

cromatografía gas líquido se basa en la distribución del analito entre una fase

móvil gaseosa y una fase líquido inmovilizada sobre la superficie de un sólido

inerte.

La cromatografía de gases constituye un poderoso instrumento en la

determinación de los componentes de una muestra, al permitir tanto la separación

de éstos como su detección individual. Una gran ventaja de este método es la

rapidez y su límite de detección, un requisito indispensable para el análisis es que

la muestra debe ser volátil. Dependiendo de la fase estacionaria utilizada la

cromatografía de gas se subdivide en: gas-líquido y gas sólido. En el caso de la

cromatografía de líquidos, los parámetros dependen del poder del eluyente (la

polaridad de este); para la cromatografía de gases, los parámetros dependen de la

temperatura a la cual se esté trabajando y del flujo del gas de arrastre. Las partes

esenciales de un equipo de cromatografía son: fuente de gas portador, sistema de

regulación de caudales, bloque termostatado de inyección de las muestras,

columna termostatada, detector termostatado, con amplificador de señal y registro

gráfico y caudalímetro de precisión.

2) Explicar la importancia industrial del proceso de separación

de gas natural .

Los procesos de separación gas- petróleo son de gran importancia a nivel

industrial por que representa la primera etapa del procesamiento del gas natural;

esta permite hacer una primera separación física entre las fases, tomando en

cuenta la cantidad de fluido a separar (gas - petróleo, gas-petróleo- agua). Un

factor importante en la separación de las fases es el diagrama de fases por que

con este se puede predecir la composición de la mezcla que se encuentra en

equilibrio a una presión y temperatura dada. Existe una gama de separadores,

entre los cuales se tiene verticales, horizontales, depuradores entre otros; los

cuales son utilizados en la industria petrolera, los separadores tipo depuradores

permiten hacer la primera separación entre los hidrocarburos esencialmente

liquido y gas, así como también liberar parte de la fase gaseosa que puede

permanecer en la fase liquida; los separadores verticales y/o horizontales permiten

una separación de optima eficiencia y es necesario tener en cuenta todas las

condiciones de flujo a separar, debido a que esta representa la primera instalación

del procesamiento del gas natural para tener una máxima eficiencia del separador

a diseñar se deben conocer las dimensiones del mismo. Así de esta manera se

tiene los modelos de simulación en el proceso de separación gas - petróleo son

una herramienta muy útil en la industria petrolera, estos están basado en

ecuaciones teóricas y/ o semiempiricas desarrolladas, los cuales permiten un

óptimo proceso de separación y a su vez ayuda a incrementar la eficiencia del

diseño obteniendo una representación visual en el comportamiento real del

separador.

El proceso de separación del gas y petróleo, es uno de los primeros y más

importantes procesos que se desarrollan en la industria petrolera, la eficiencia de

estos procesos es de vital importancia, para la industria de los hidrocarburos. La

producción de los fluidos petroleros, no es nada fácil al contrario es bien

complicada. Una vez que el fluido petrolero alcanza la superficie, de inmediato

continúa su recorrido por la tubería vertical de producción, a medida que el fluido

asciende, la presión disminuye y ocurre la liberación del gas originalmente disuelto

en el crudo. La recolección del crudo, se realiza después que el petróleo de cada

uno de los pozos del yacimiento ha alcanzado la superficie, y la recolección se

realiza mediante un sistema de líneas de flujo que van desde el cabezal de los

pozos hasta las estaciones de flujo, en estas estaciones tanto el gas, como el

petróleo producido por los pozos entran en los separadores, donde se completa la

separación del gas que aun quedaba mezclado con el petróleo. Al salir por los

separadores, el petróleo y el gas siguen rutas diferentes para cumplir con los

distintos usos y aplicaciones establecidas. Los diferentes tipos de petróleo que

llegan a las estaciones de flujo son bombeados a través de tuberías hasta los

patios de tanque, donde finalmente se recolecta y almacena.

La recolección del gas se realiza de los campos petrolíferos, que viene a ser

una mezcla de hidrocarburos livianos que se encuentran en estado gaseoso, en

condiciones normales de presión y temperatura ambiente de los yacimientos La

recolección del gas natural producido en un yacimiento, en atención a su origen se

diferencia entre gas no asociado y gas asociado. En cuanto al gas asociado, su

producción será más elevada, mientras más nuevo sea el yacimiento. El fluido

gaseoso de esta procedencia se capta mediante tuberías adecuadas que vinculan

el centro de recolección con las diferentes baterías de separación

La separación física del fluido, se sustenta en tres grandes principios, que son

la Cantidad de Movimiento, el Asentamiento por Gravedad y la Coalescencia. Para

la industria petrolera Un Separador es un Cilindro, que se utiliza para separar la

mezcla de hidrocarburos en sus respectivas fases. Un separador es un recipiente

o dispositivo mecánico utilizado para separar un fluido en sus diferentes fases El

separador puede ser bifásico o trifásico, vertical u horizontal Para diseñar

separadores es necesario tomar en cuenta los diferentes estados físicos en que se

pueden encontrar los fluidos y el efecto que sobre éstos tengan las diferentes

fuerzas físicas El separador representa la primera instalación del procesamiento.

Un diseño incorrecto de un recipiente puede traer como consecuencia una

reducción en la capacidad de operación de la totalidad de las instalaciones

asociadas con la unidad de separación, y otras unidades que dependen de la

eficiencia del proceso de separación. En la actualidad el diseño de separadores se

fundamenta casi en su totalidad en los modelos de simulación. El principal objetivo

de este trabajo es encausar al futuro profesional de las áreas de gas, a tener una

clara expectativa del manejo y diseño de los separadores gas – petróleo, gas-

petróleo- agua.

El gas natural se ha constituido en el combustible más económico para la

generación de electricidad, ofrece las mejores oportunidades en términos de

economía, aumento de rendimiento y reducción del impacto ambiental. Estas

ventajas pueden conseguirse tanto en las grandes centrales termoeléctricas así

como en las pequeñas. La sustitución de centrales convencionales de carbón y

diesel por centrales de ciclo combinado que utilizan gas natural es una manera

efectiva de contribuir a la reducción del efecto invernadero.