Laley de los gases idealeses laecuacin de estadodelgas ideal, un gas hipottico formado por partculas puntuales, sin atraccin ni repulsin entre ellas y cuyos choques son perfectamente elsticos (conservacin de momentoyenerga cintica). La energa cintica es directamente proporcional a la temperatura en un gas ideal.El gas real, es aquel que posee uncomportamiento termodinmicoy que no sigue la misma ecuacin de estado de los gases ideales. Los gases se consideran como reales apresin elevadaypoca temperatura.En condiciones normales de presin y temperatura, en cambio, los gases reales suelen comportarse en forma cualitativa del mismo modo que un gas ideal.

Diferencias Para un gas ideal la variable "z" siempre vale uno, en cambio para un gas real, "z" tiene que valer diferente que uno.

La ecuacin de estado para un gas ideal,prescinde de la variable "z" ya que esta para un gas ideal, vale uno. Y para un gas real, ya que esta variable tiene que ser diferente de uno, as que la formula queda de esta forma: PV=znRT.

La ecuacin de Van Der Waals se diferencia de las de los gases ideales por la presencia de dostrminosdecorreccin;unocorrigeel volumen, el otro modifica lapresin.

Losgasesreales,apresionesytemperaturascercanasalasambientales, actan como gases ideales.

Ley deBoyleEsta ley nos permite relacionarlapresiny elvolumende un gas cuando latemperatura es constante.

La ley de Boyle (conocida tambin como de Boyle y Mariotte) establece que lapresinde un gas en un recipiente cerradoes inversamente proporcional al volumendel recipiente, cuando latemperatura es constante.Lo cual significa que:El volumen de un gas es inversamente proporcional a la presin que se le aplica:En otras palabras:Si la presin aumenta, el volumen disminuye.Si la presin disminuye, el volumen aumenta.Esto nos conduce a que, si la cantidad de gas y la temperatura permanecen constantes, elproducto de la presin por el volumen siempre tiene el mismo valor.Matemticamente esto es:

lo cual significa que el producto de la presin por el volumen es constante.Para aclarar el concepto:Tenemos un cierto volumen de gas (V1) que se encuentra a una presin P1. Si variamos la presin a P2, el volumen de gas variar hasta un nuevo valor V2, y se cumplir:

Que es otra manera de expresar la ley de Boyle.Ley de CharlesMediante esta ley relacionamos latemperaturay elvolumende un gas cuando mantenemos lapresin constante.

Textualmente, la ley afirma que:El volumen de un gas es directamente proporcional a la temperatura del gas.En otras palabras:Si aumenta la temperatura aplicada al gas, el volumen del gas aumenta.Si disminuye la temperatura aplicada al gas, el volumen del gas disminuye.Como lo descubri Charles, si la cantidad de gas y la presin permanecen constantes, el cociente entre el volumen (V) y la temperatura (T) siempre tiene el mismo valor (K) (es constante).Matemticamente esto se expresa en la frmula

lo cual significa que el cociente entre el volumen y la temperatura es constante.Intentemos ejemplificar:Supongamos que tenemos un cierto volumen de gas V1que se encuentra a una temperatura T1. Si aumentamos la temperatura a T2el volumen del gas aumentar hasta V2, y se cumplir que:

Las leyes de los gases de Avogadro, Charles, Boyle y Gay-Lussac suelen combinarse en una ecuacin llamada la ley del gas ideal, aunque existen varias otras, de acuerdo con Wolfram Research. Las leyes de los gases explican los efectos de la presin, el volumen y la temperatura absoluta en un gas tericamente perfecto sin ninguna fuerza de atraccin entre sus molculas, informa el Departamento de Fsica de la Universidad Estatal de Georgia .ConsideracionesLas aplicaciones para las leyes de los gases en la vida real usan estimaciones de estas ecuaciones para predecir cmo se comportan los gases bajo condiciones reales a temperatura y presin normales, informa el Departamento de Qumica de Purdue. Aunque no existe el gas ideal, las leyes para ste predicen el comportamiento de un gas real en un 5%. A temperaturas y presin extremos, la ley del gas ideal requiere la adicin de una constante de van der Waals que justifica la atraccin entre molculas de un gas.TiposLas aplicaciones para las leyes de los gases en la vida real son casi demasiadas para nombrarlas, y cada producto tiende a usar unas pocas. Se suelen utilizar para disear propulsores en latas, dado que la presin del gas se puede acumular y despus tener una salida controlada, reporta ScienceClarified. Otros tipos de usos pueden incluir dispositivos de seguridad e incluso el transporte.Usos comunesLa lata promedio de soda hace uso de la ley de Henry, que establece que un gas disuelto es proporcional a la presin parcial sobre la solucin, de acuerdo con ScienceClarified. Para la soda, que usa dixido de carbono, cuando se abre la botella escapa el gas y el carbono disuelto se eleva hasta arriba y escapa, de ah el sonido de "reventn". En los automviles, los gases se encienden para producir la combustin que hace girar los pistones del motor.EfectosAlgunos productos comunes son conocidos por salvar vidas, pero tambin pueden suponer un peligro para la salud. Las bolsas de aire usan la ley de Charles, que establece que el volumen es directamente proporcional a la temperatura - para encender la mezcla de gasolina y de aire que infla la bolsa de aire en menos de un segundo. La Polica del Estado de Michigan dice que las bolsas de aire pueden reducir daos serios en la cabeza hasta un 75%. Por otra parte, un incremento en la temperatura puede causar que las latas de aerosol exploten, informa ScienceClarified. sto es especialmente peligroso para las latas en vertederos en das calurosos.

Parafinaes el nombre comn de un grupo dehidrocarburosalcanosde frmula generalCnH2n+2, dondenes el nmero de tomos de carbono. La molcula ms simple de parafina es elmetano, CH4, un gas a temperatura ambiente; en cambio, los miembros ms pesados de la serie, como las formas slidas de parafina, llamadascera de parafina, provienen de lasmolculasms pesadas C20a C40. La parafina fue identificada porCarl Reichenbach, en1830,1es un derivado del petrleo.Parafina, ohidrocarbono de parafina, es el nombre tcnico de los alcanos en general, aunque en la mayora de los casos se refiere especficamente a un alcano lineal o alcanonormalsi posee ramificaciones, losisoalcanos tambin son llamadosisoparafinas.

Laisomeraes una propiedad de aquelloscompuestos qumicosque con igualfrmula molecular(frmula qumicano desarrollada) de iguales proporciones relativas de los tomosque conforman su molcula, presentanestructuras qumicasdistintas, y por ende, diferentes propiedades. Dichos compuestos reciben la denominacin deismeros. Por ejemplo, elalcohol etlicoo etanol y elter dimetlicoson ismeros cuya frmula molecular es C2H6O.

Gas Agrio (amargo): es aquel donde el contenido de H2S es mayor de 10 ppm, se consideran que son bastantes corrosivos. Tambin es dominado amargo por el alto contenido de azufre. Gas acido Es un gas que forma un cido cuando se mezcla con agua. En produccin y procesamiento de petrleo, los gases cidos mas comunes son el sulfuro de hidrgeno y dixido de carbono. Estos gases son corrosivos y daan tuberas y plantas si no se elimina durante el ciclo de procesamiento.

ElpHes una medida deacidezoalcalinidadde unadisolucin. El pH indica la concentracin de ioneshidronio[H3O]+presentes en determinadas disoluciones.

En disolucin acuosa, laescala de pHvara, tpicamente, de 0 a 14. Soncidaslas disoluciones con pH menoresque7 (el valor del exponente de la concentracin es mayor, porque hay ms iones en la disolucin) yalcalinaslas de pH superiores a 7. Si el disolvente es agua, el pH=7 indica neutralidad de la disolucin.

Impurezas del Gas Natural Las principales impurezas son:

a.- Sulfuro de Hidrgeno (H2S) b.- Monxido de Carbono (C0)c.- Dixido de Carbono (C02)d.- Sulfuro de Carbonilo (C0S)e.- Disulfuro de Carbono (CS2)f.- Mercaptanos (RSH)g.- Nitrgeno (N2)h.- Agua (H20)i.- Oxgeno (02)j.- Mercurio (Hg)

Contenido de agua del gas natural Para estimar el contenido de agua del gas natural saturado se han desarrollado varios mtodos. La figura A. 1, es un ejemplo de la correlacin de McKetta y Wehe, que ha sido ampliamente usada por muchos aos en la deshidratacin de gas natural dulce.

Contenido De Agua En El GasNaturalEl contenido de agua de una corriente de gas saturado, se puede determinar bien sea en forma manual o usando un programa de computador para simulacin de procesos. El mtodo manual que ms frecuentemente se usa en la industria del gas natural es el uso de la carta de contenido de agua de Mcketta y Wehe, que correspondea la Fig. 20-3 del GPSA. Sin embargo, esta carta publicada en 1,958 con base en los datos experimentales disponibles por ese tiempo, est limitada a gasesdulces y no debe ser usada para composiciones de gases agriosmayores de 5% mol (H2S y/o CO2).Tanto el H2S como el CO2contienen ms agua a saturacin que el metano o mezclas de gas natural dulce, particularmente a presiones por encima de 700 psia a temperatura ambiente; por lo tanto, a presiones por encuna de 700 psia, se debe hacer correccin por H2S y CO2.Estas correcciones son significativamente ms necesarias a ms altas concentraciones y presiones.

DIAGRAMA DE MCKETTA

Pornmero de Avogadrose entiende al nmero de entidades elementales (es decir, detomos, electrones, iones,molculas) que existen en unmol

Enqumicay enfsica, laconstante de Avogadro(smbolos:L,NA) es el nmero departculas elementales(usualmentetomosomolculas) en unmolde una sustancia cualquiera, donde el mol es una de las sieteunidades bsicasdelSistema Internacional de Unidades(SI). Su dimensin es el recproco del mol y su valor es igual a 6,022 141 29(27)1023mol1.234La unidad del Sistema Internacional (SI) es el mol. El nmero de Avogadro es definido como que en 1 mol hay 6.022 x 1023partculas (tomos, molculas, etc).Este valor es utilizado para obtener y/o llevar conversiones relacionando la masa en gramos y nmero de partculas (tomos, molculas, etc) que hay de un elemento en especfico. En muchas ocaciones es necesario tener la masa molar del elemento para ser utilizado en la operacin matemtica.

1.ALMACENAMIENTODE LQUIDOSTanques atmosfricos. Se empleas aqu el trmino de "tanque atmosfrico" para cualquier depsito diseado para su utilizacin dentro de ms o menos vanos centenares de pascales (unas cuantas libras por fi cuadrado) depresinatmosfrica. Pueden estar abiertos a laatmsfera o cerrados. Por lo comn, se obtiene elcostomnimo en una forma cilndrica vertical y un fondo relativamente plano al nivel del terreno.Tanques elevados. Estos pueden proporcionar un flujo grande cuando se requiere, pero las capacidades de bombeo no tienen que ser de mas de flujo promedio. En esa forma, es posible ahorrar eninversionesdebombasy tuberas. Tambin proporcionan flujo despus que fallan las bombas, lo que constituye una consideracin importante en lossistemascontra incendiosTanques abiertos. Estos se pueden utilizar para almacenarmaterialesque no se vean daados porel agua, elclimao lacontaminacinatmosfrica. De otro modo, se necesitar un tejado, ya sea fijo o flotante. Los tejados fijos suelen ser escalonados o de cpula. tos tanques grandes tienen tejados escalonados con soportes intermedios. Puesto que las presiones son desdeables, las principales cargas dediseoson la nieve y el viento. con frecuencia se pueden encontrarlos valoresque se requieren en los cdigos locales de laconstruccin.Los tanques atmosfricos de tejados fijos requieren ventilas para evitar los cambios de presin que se producirla de otro modo debido a los cambios detemperaturay el retiro o la adicin de lquidosTejados flotantes: Estos deben tener un sello entre el tejado y el cuerpo del tanque Si no se protege mediante un tejado fijo, deben tener drenes para la eliminacin delaguay el cuerpo del tanque debe tener una viga contra el viento" , con el fin de evitar las distorsiones. Unaindustriaha desarrollado una tcnica para ajustar los tanques existentes, con tejados flotantesTanques a presin. Se pueden construir tanques cilndricos verticales con tejados escalonados o de cpula, que funcionan a presiones por encima de varios cientos de pascales (de unas cuantas libras por pie cuadrado); pero que se acercan todava bastante a la presin atmosfrica, segn las especificaciones de la norma API 650 Lafuerzade la presin que acta sobre el tejado se trasmite al cuerpo del tanque, que puede tener un peso suficiente para resistirla. Si no es as, la fuerza ascendente actuar sobre el fondo del tanque. Sin embargo, laresistenciadel fondo es limitada y si no es suficiente, ser preciso utilizaron anio de anclaje o una cimentacin fuerte En los tamaos mayores, las fuerzas ascendentes limitan este tipo de tanques a las presiones muy bajas.A medida que aumenta el tamao o la presin se hace necesaria la curvatura en todas las superficies.Estanques y almacenamiento subterrneo. Los materiales lquidos de bajo costo, si no se daan debido a las lluvias o a lacontaminacin atmosfrica, se puede almacenar en estanques.Se puede formar uno de estos ltimos mediante la excavacin o la construccin de presas en una barranca. Para evitar las prdidas por filtracin, elsueloque estar sumergido puede requerir un tratamiento para hacerlo suficientemente impermeable. Esto se puede lograr tambin recubriendo el estanque conconcreto, pelculas deplsticoo alguna otra barrera. La prevencin de las filtraciones resulta especialmente necesaria cuando el estanque contiene materiales que puedan contaminar existencias de aguas actuales o futuras.Almacenamiento subterrneo. Lainversintanto en instalaciones de almacenamiento como en terrenos se puede reducir con frecuencia mediante el almacenamiento subterrneo. Tambin se utilizanmediosporosos entrerocasimpermeables. Se pueden formar cavidades en lechos y cpulas de sal mediante la disolucin de esta ltima y su bombeo hacia el exterior. En muchos lugares se puede encontrar formaciones geolgicas apropiadas para uno de estosmtodosLa aplicacin ms extensa ha sido del almacenamiento deproductospetroleros, tanto lquidos corno gaseosos, en la parte del sudoeste deEstados Unidos. Tambin se han manejado en esta forma productos qumicosTambin se almacenan agua en depsitossubterrneoscuando se dispone en formaciones apropiadas. Cuando existe un exceso, en caso necesario, y se bombea a] interior del terreno para su recuperacin cuando se requiera. Aveces, el bombeo innecesario y el liquido se filtran en el terreno.

2. ALMACENAMIENTO DE GASESRecipientes paragases. Elgasse almacena a veces en recipientes dilatables ya sea de tipo de sello seco o sello liquido. Los recipientes de sello liquido son muy conocidos. Tienen un recipiente cilndrico cerrado en la parte superior y unvolumenque varia mediante su ascenso y descenso en un depsito anular, con sello lleno de agua. El tanque sellado se puede escalonar en diversas alturas (hasta cinco). Se han construido tanques sellados en tamaos de hasta 280,000m3(10 x 106 ft3 ). Los recipientes de sello seco tienen una parte superior rgida a las paredes laterales mediante un diafragma de tela flexible que le permite ascender y descender. No incluye el peso ni loscostosde cimentacin de los recipientes de sello lquido.Solucin de gases en lquidos.Algunos gases se disuelven con facilidad en lquidos. En algunos casos en los que las cantidades no son grandes, ste puede construir unprocedimientoprctico de almacenamiento Algunos de los ejemplos gases que se pueden manejar en esta forma son el amoniaco en agua, el acetileno en acetona y el cloruro dehidrgenoen agua. Elempleoo no de estemtododepende primordialmente de si la utilizacin final requiere clestadoliquido el anhidro. La presin puede ser atmosfrica o elevada. La solucin de acetileno en acetona es tambin un rasgo deseguridad, debido a la inestabilidad del acetilenoAlmacenamiento en recipientes a presin, botellas y lneas de tuberas La distincin entre recipientes a presin, botellas y tuberas es arbitraria. Todos ellos se pueden utilizar para el almacenamiento de gases a presin de almacenamiento suele ser casi siempre una instalacin permanente. El almacenamiento de gas a presin no slo reduce su volumen, sino que en muchos casos, lo lica a la temperaturaambiente. Algunos de los gases que se encuentran en esta categora son cl dixido decarbono, varios gases delpetrleo, el cloro, el amoniaco, el dixido de azufre y algunos tipos de fren. Los tanques a presin se instalan con frecuencia en forma subterrnea.El termino botella se aplica por lo comn a un recipiente a presin suficientemente pequeo para ser convenientemente porttil. Las botellas van de aproximadamente 57 litros (2ft3) a las cpsulas de C02 de aproximadamente 16.4 ml (1 in3 ). Las cuales son convenientes para cantidades pequeas de muchos gases, incluyendoaire, hidrgeno,oxigeno, argn, acetileno, fren y gas depetrleo. Algunos son recipientes utilizables una sola vez.Lnea de tuberas.- Una lnea de tuberas no es por lo comn un deposito de almacenamiento, sin embargo, se ha enterrado tubera en una serie de lneas paralelas y conectadas y utilizando para el almacenamiento. Esto evita la necesidad de proporcionar cimentaciones yla tierraprotege a la tubera contra las temperaturas extremas. Laeconomade este tipo de instalaciones sera dudosa si se diseara para los mismos esfuerzos que un recipiente a presin. Tambin se logra el almacenamiento mediante el incremento de la presin en lneas de tuberas operacionales y, en esa forma, se utiliza el volumen de tuberas como tanqueAlmacenamiento Criognico y a bajas temperaturasste tipo se emplea para gases que se lican a presin a la temperatura atmosfrica. En el almacenamiento criognico, el gas est a la presin atmosfrica o cerca de ella y permanece liquido debido a la baja temperatura. Tambin puede funcionar unsistemacon una combinacin de presin y temperatura reducida. El termino "criognia" se refiere por lo comn a temperaturas por debajo de -101C0(-1500F). No obstante, algunos gases se lican entre -1010C(-1500F) y la temperatura ambiente. El principio es el mismo; pero las temperaturas criognicas crean diferentesproblemascon los materiales de construccin y aislamientoEl gas licuado se debe mantener en su punto de ebullicin o por debajo de l. Es posible utilizar larefrigeracin, pero la practica habitual consiste en enfriamiento por evaporacin. La cantidad de lquido evaporado se minimiza mediante el aislamiento. El vapor se puede descargar a la atmsfera (desecho), comprimirse y volverse a licuar o utilizar.Para temperaturas muy bajas con aire liquido y sustancias similares, el tanque puede tener paredes dobles con el espacio intermedio evacuado. Como ejemplo se tiene el matraz Dewar, muy conocido, En la actualidad se construyen tanques grandes e incluso lneas de tuberas en esta forma, Una buena alternativa es utilizar paredes dobles sin vaco; pero con un material de aislamiento en el espacio intermedio. La perlita y las espumas de plstico son de los materiales de aislamiento que se emplea de este modo. A veces, se utilizan tanto en aislamiento como el vaco,Materiales los materiales para recipientes de gas licuado deben ser apropiado para las temperaturas y no quebradizos, Se pueden utilizar algunos aceros al carbono hasta temperaturas de 590C (-750F ) y aceros de bajasaleacioneshasta -101 0C (-1500F )y, a veces, -1290C (-2000F). Por debajo de esas temperaturas, los principales materiales que se emplean son los aceros inoxidables austenticos (AISI serie 300) y elaluminio.

Control de procesos Un sistema de control es un ordenador de componentes fsicos conectados de tal manera que el mismo pueda controlar, dirigir o regularse a s mismo o a otro sistema. En el sentido ms abstracto es posible considerar cada objeto fsico como un sistema de control. Cada cosa altera su medio ambiente de alguna manera, activa o positivamente. La entrada es el estmulo o la excitacin que se aplica a un sistema de control desde una fuente de energa externa, generalmente con el fin de producir de parte del sistema de control, una respuesta especificada. La salida es la respuesta obtenida del sistema de control. Puede no ser igual a la respuesta especificada que la entrada implica. El objetivo del sistema de control generalmente es establecer medidas para corregir las actividades, de tal forma que se alcancen los planes exitosamente. Los sistemas de control pueden tener ms de una entrada o salida. Existen tres tipos bsicos de sistemas de control: Sistemas de control hechos por el hombre. Sistemas de control naturales, incluyendo sistemas biolgicos. Sistemas de control cuyos componentes estn unos hechos por el hombre y los otros son naturales. 2.11.1 Control del Proceso Automtico El control de proceso automtico solo considera procesos con una sola variable controlada y manipulada. El campo del control automtico desde el punto de vista prctico se puede dividir en tres secciones: Control de procesos que involucran cambios qumicos y de estado. Control de manufactura que involucra cambio de forma. Control de posicin fundamentalmente, con niveles de potencia por encima de unos pocos vatios. 2.11.1.1 Ventajas Ms Relevantes del Control Automtico: Aumento en la cantidad o numero de productos. Mejora de la calidad de los productos. Economa de materiales. Economa de energa o potencia. Economa de energa industrial. Reduccin de inversin de mano de obra en tareas no especializadas. Aumento de la seguridad industrial del proceso. El control automtico de procesos es parte del progreso industrial desarrollado. El uso intensivo de la ciencia de control automtico es producto de una evolucin que es consecuencia del uso difundido de las tcnicas de medicin y control. Su estudio intensivo ha contribuido al reconocimiento universal de sus ventajas. El control automtico de procesos seusa fundamentalmente porque reduce el costo de los procesos industriales, lo que compensa la inversin en equipo de control. Adems hay muchas ganancias intangibles, como por ejemplo la eliminacin demano de obra pasiva, la cual provoca una demanda equivalente de trabajo especializado. La eliminacin de errores esotra contribucin positiva del uso del control automtico. El principio del control automtico o sea el empleo de una realimentacin o medicin para accionar un mecanismo de control, es muy simple. El mismo principio del control automtico se usa en diversos campos, comocontrol de procesos qumicos y del petrleo, control de hornos en la fabricacin del acero, control de maquinas herramientas, y en el control y trayectoria de un proyectil. El control automtico es elmantenimiento de un valor deseado dentro de una cantidad o condicin, midiendo el valor existente, comparndolo con el valor deseado, y utilizando la diferencia paraproceder a reducirla. En consecuencia, el control automtico exige un lazo cerrado de accin y reaccin que funcione sin intervencin humana. 2.11.2 Control del Proceso Multivariable El control deproceso multivariable o procesosdemltiples entraday mltiples salidas son aquellos donde se deben controlar ms de una variable. Estos procesos se utilizan donde es necesario controlar el flujo de salida y la friccin de masa que sale de un componente, cuando se necesita controlar la temperatura de salida y la composicin, las cuales necesitan manipular y controlar varias variables. El control de estos procesos puede ser completamente complejo. 2.11.3 Elementos de unSistema deControl Variable:Es cualquier elemento que posee caractersticas dinmicas, estticas,qumicas y fsicas bajo condiciones, queconstantemente se pueden medir. Variable Controlada:Es la variable directa a regular, sobre la que constantemente estamos pendientes ya que afecta directamente al sistema del proceso, es decir, es la que adentro del lazo del control es captada por el transmisor para originar una seal de retroalimentacin. Variable Manipulada:Es la que se modifica para afectar directamente a la variable controlada, es la herramienta para modificar la variable directa del proceso. Es la cantidad que se encarga de variar los instrumentos finales de control. Es el mensaje del controlador que transmite modificaciones para lograr lo esperado de la variable controlada. El Proceso:Los tipos de procesos encontrados en las plantas industriales, son tan variados como los materiales que producen. Estos se extienden desde lo simple y comn, tales como lazos que controlan caudal, hasta los grandes y complejos como los que controlan columnas de destilacin en la industria petroqumica. Perturbaciones: Seal que afecta la respuesta real del sistema produciendo un error en la medida. Instrumento: Es un dispositivo que se encarga de interpretar seales proporcionales a la magnitud de la variable. El ActuadorFinal: Es el que regula el suministro de energa o material al proceso y cambie la seal de medicin. Ms a menudo este es algn tipo de vlvula, pero puede ser adems una correa o reguladorde velocidad de motor, posicionador, etc. El Controlador Automtico: El ltimo elemento del lazo es el controlador automtico, su trabajo es controlar la medicin. Controlar significa mantener la medicin dentro de lmites aceptables. Un concepto bsico es que para que el control realimentado automtico exista, es que el lazo de realimentacin est cerrado. Esto significa que la informacin debe ser continuamente transmitida dentro del lazo. El controlador debe tener la capacidad para mover la vlvula, la vlvula puede afectar a la medicin, y la seal de medicin debe ser reportada al controlador. Si la conexin se rompe en cualquier punto, se dice que el lazo est abierto. Tan pronto como el lazo se abre, como por ejemplo, cuando el controlador queda imposibilitado de mover la vlvula. As las seales desde elcontrolador en respuestaa las condiciones cambiantes de la medicin no afecta a la vlvula y el control automtico no existe. 2.11.4 Clasificacin de los Sistemas de Control Los sistemas de control se clasifican en sistemas de lazo abiertoy sistemas de lazo cerrado. La distincin la determina la accin de control, que es la que activa al sistema para producir la salida. 2.11.4.1 Un Sistema de Control de Lazo Abierto Es aquel en el cual la accin de control es independiente de la salida (Ver Figura 2.4). Estos sistemas de control tienen dos rasgos sobresalientes: La habilidad para ejecutar una accin con exactitud est determinada por su calibracin No tienen el problema de la inestabilidad, que presentan los de lazo cerrado. Calibrar significa establecer o restablecer una relacin entre la entrada y la salida con el fin de obtener del sistema la exactitud deseada. Figura 2.4 Diagrama del sistema deControl LazoAbierto 212.11.4.2 Un Sistema de Control de Lazo Cerrado Es aquel en el que la accin de control es en cierto modo dependiente de la salida. Son llamados comnmente sistemas de control por retroalimentacin(retroaccin). (Ver figura 2.5) Figura 2.5 Diagrama del Sistema deControl de LazoCerrado El lazo decontrol realimentado simple sirve para ilustrar los cuatroelementos principales de cualquier lazo de control. La medicin debe ser hecha para indicar el valor actual de la variable controlada por el lazo. Mediciones corrientes usadas en la industria incluyen caudal, presin, temperatura, mediciones analticas tales comoPH, ORP, conductividad y muchas otras particularidades especficas de cada industria. La realimentacin, es la propiedad de un sistema de lazo cerrado que permite la salida (o cualquier otra variable del sistema) sea comparada con la entrada al sistema (o con una variable a cualquier componente interno del mismo con un subsistema) de manera tal que se pueda establecer una accin de control apropiada comofuncin de la diferencia entre la entrada y la salida. Ms generalmente se dice que existe realimentacin en un sistema cuando existeuna secuencia cerrada de relaciones de causa y efecto entre las variables del sistema. Los rasgos ms importantes que la presencia de realimentacin imparte a un sistema son: Aumento de la exactitud, es decir, la habilidad para producir la entrada fielmente. Reduccin de la sensibilidad dela salida,correspondiente a una determinada entrada, ante variaciones en las caractersticas del sistema. Efectos reducidos de la no linealidad y de la distorsin. Aumento del intervalo defrecuencias (de la entrada) en elcual el sistema responde satisfactoriamente (aumento del ancho de banda). Tendencia a la oscilacino a la inestabilidad. 2.11.5 Aplicacin de los Sistemas de Control Al llevar a cabo la funcin de control, el controlador automtico usa la diferencia entre el valor de consigna y las seales de medicin para obtener la seal de salida hacia la vlvula. Laprecisin y capacidad de respuesta de estas seales es la limitacin bsica en la habilidad del controlador para controlar correctamente la medicin. Si el transmisor no enva una seal precisa, o si existe un retraso en la medicin de la seal, lahabilidad del controlador para manipular el proceso ser degradada. Al mismo tiempo, el controlador debe recibir una seal de valor de consigna precisa (set-point). En controladores que usan seales de valor de consigna neumtica o electrnica generadas dentro del controlador, una falla de calibracin del transmisor de valor de consigna resultara necesariamente en que la unidad de control automtico llevara a la medicin a un valorerrneo. La habilidaddel controlador paraposicionar correctamente la vlvula es tambin otra limitacin. Si existe friccin en la vlvula, el controlador puede no estar en condiciones de mover la misma a una posicin de vstago especfica para producir un caudal determinado y esto aparecer comouna diferencia entre la medicin y el valor de consigna. Para controlar el proceso, el cambio de salida del controlador debe estar en una direccin que se oponga cualquiercambio en el valor de medicin. 2.11.6 Seleccin de la Accin del Controlador Dependiendo de la accin de la vlvula,un incremento en la medida puede requerir incrementos o disminuciones del valor de salida para el control. Todos los controladores pueden ser conmutados entre accindirecta o reversa. La accindirecta significa que cuando el controlador ve unincremento de seal desde el transmisor, su salida se incrementa. La accin reversa significa que un incremento en las seales de medicin hace que la seal de salida disminuya. 2.11.7 Caractersticas del Proceso y Controlabilidad El controlador automtico, usa cambios en la posicin del actuador final para controlar la seal de medicin, moviendo el actuador para oponerse a cualquier cambio, queobserve en la seal de medicin. La controlabilidad de cualquier proceso en funcin de lo bien que una seal de medicin responde a estos cambios en la salida del controlador; para un buen control de medicin debera comenzar a responder en forma rpida, pero luego no cambiar rpidamente, de esta manera todos los procesos pueden ser descritos por una relacin entre las entradasy lassalidas. El proceso puede ser caracterizado por dos elementos de su respuesta, el primero es el tiempo muerto (dead time, en ingles), o sea el tiempo antes que la medicin comience a responder, este es funcin de las dimensiones fsicas de un proceso ycosas tales comolas velocidades correas y regmenes de mezcla. El segundo es la capacidad de un proceso, representado por el material o energa que debe ingresar o abandonar el proceso paracambiar las mediciones, por ejemplo, los litros necesarios para cambiar el nivel, las caloras necesarias para cambiar la temperatura, o los metros cbicos de gas necesarios para cambiar la presin. La medicin de una capacidad es su respuesta para un paso de entrada. Especficamente, el tamao de una capacidad es medido por una constante de tiempo, que es definidacomoel tiempo necesario para completar el 63 % de surespuesta total. La constante de tiempo es funcin del tamao del proceso y del rgimen de transferencia de material o energa. Estos nmeros pueden ser de tan solo segundos, y tan largos comovarias horas. Combinados con el tiempo muerto, los mismos definen cuanto tiempo lleva para que la seal responda a cambios en la posicin de la vlvula. Un proceso puede comenzar a responder rpidamente, pero no cambiar muy rpido si su tiempo muerto es pequeo y su capacidad muy grande. En resumen, cuanto mayor ser la constante detiempo de la capacidadcomparada con el tiempo muerto, mejor ser la controlabilidad del proceso.COMPRESIN DEL GAS NATURALAntes de utilizar el gas natural u otros gases es necesario someterlos a un proceso de compresin a fin de elevarles su nivel energtico. Para realizar este proceso se utilizan compresores, los cuales son mquinas construidas que tienen como finalidad comprimir fluidos en estado gaseoso a determinadas presiones.El aumento de energa del gas se logra mediante el trabajo que se ejerce sobre el fluido en un compresor. Este incremento se manifiesta por aumento de presin y en la mayora de los casos por aumentos de temperatura.La compresin del gas natural se puede representar por un proceso termodinmico. Inicialmente, el gas se encuentra en un nivel inferior de presin en cantidades prefijadas. Luego se comprime y posteriormente se descarga a los niveles de presin superiores requeridos. Este proceso se repite de manera continua o permanente.38101877060Las presiones creadas por los compresores que funcionan en los esquemas tecnolgicos industriales son bastantes altas. Sin embargo, es muy difcil obtener una alta presin en una sola etapa de compresin para lograrlo, necesariamente hay que enfriar el gas lo ms intenso posible en el proceso de compresin, y luego, efectuar la compresin en las etapas sucesivamente unidas, realizando el descenso de la temperatura del gas en los interenfriadores conectados en el flujo entre las etapas. El esquema de principio del proceso de compresin por etapas se muestra en la figura 1.

1. El Gas NaturalEs una mezcla de hidrocarburos livianos en donde el principal componente es el metano (CH4). Se denomina con el trmino Natural porque en su composicin qumica no interviene ningn proceso, es limpio, sin color y sin olor. Se le agrega un odorizante para la distribucin solo como medida de seguridad, tpicamente son mezclas de mercaptanos y sulfatos de bajo peso molecular.Composicin tpica HidrocarburoComposicin QumicaRango(en %)

MetanoCH491-95

EtanoC2H62-6

Dixido de CarbonoCO20-2

PropanoC3H80-2

NitrgenoN0-1

Lacromatografaes un mtodo fsico de separacin para la caracterizacin de mezclas complejas, la cual tiene aplicacin en todas las ramas de la ciencia. Es un conjunto de tcnicas basadas en el principio de retencin selectiva, cuyo objetivo es separar los distintos componentes de una mezcla, permitiendo identificar y determinar las cantidades de dichos componentes. Diferencias sutiles en el coeficiente de particinde los compuestos da como resultado una retencin diferencial sobre la fase estacionaria y por tanto una separacin efectiva en funcin de lostiempos de retencinde cada componente de la mezcla.La cromatografa puede cumplir dos funciones bsicas que no se excluyen mutuamente: Separar los componentes de la mezcla, para obtenerlos ms puros y que puedan ser usados posteriormente (etapa final de muchas sntesis). Medir la proporcin de los componentes de la mezcla (finalidad analtica). En este caso, las cantidades de material empleadas son pequeas.

2.DIAGRAMA DE FRASES El comportamiento de fases en un yacimiento de hidrocarburos es una representacion grfica en un sistema de ejes cartesianos donde en las abcisas esta la temperatura y en las ordenadas se encuentra la presin. En cada punto de la grfica a determinada presin y temperatura representa el porcentaje de lquido o gas de la mezcla. La envolvente a la izquierda del punto crtico contiene los puntos para 100 % lquidos y 0% gas. La envolvente a la derecha del punto crtico corresponde a puntos de 100% gas y 0% lquidos. 3.DIAGRAMA DE FASES 4.Curva envolvente de fases La envolvente de fases divide el diagrama en tres regiones: 1. La region de lquidos situada fuera de la envolvente y a la izquierda de la isoterma crtica. 2. La region de gases situada fuera de la envolvente y a la derecha de la isoterma crtica. 3. La region de dos fases situada dentro de la envolvente que encierra todas las combinaciones posibles de P y T en las cuales las mezclas de hidrocarburos puede existir en dos fases en equilibrio. 5.a) Curvas de Calidad.- Representan los porcentajes de lquidos en la region de dos fases. b) Punto Crtico.- Es aquel en el cual la linea de puntos de burbuja y la de los puntos de rocio se juntan, o ms propiamente, es el punto en el cual las propiedades del lquido y gas son iguales. c) Cricondentrmico.- Es el punto de temperatura mxima a la que pueden coexistir dos fases en equilibrio. d) Cricondebrico.- Es el punto de presin mxima a la que pueden coexistir dos fases en equilibrio. 6.Clasificacin de acuerdo al estado de los fluidos PETROLEO NEGRO PETROLEO VOLATIL GAS CONDENSADO (RETROGRADOS) GAS HUMEDOS GAS SECOS 7.PETROLEO NEGRO Tambin llamados petroleos de bajo encogimiento y son de color oscuro. Caracterizados por contener moleculas largas y pesadas y no volatiles, presentan diagramas de fases grandes que cubren rangos amplios de presin y temperatura. El punto crtico esta frecuentemente situado a la derecha del cricondenbar. Presentan las curvas de calidad replegadas hacia la curva de puntos de rocio, lo cual demuestra predominio de la fase lquida. La temperatura de este yacimiento siempre es menor que la del punto crtico. 8.PETROLEO VOLATIL Tambin llamados petroleo de bajo encogimiento, por cuando son llevados a superficie desprenden cantidades apreciables de vapores, eso ocasiona que el volumen se reduzca apreciablemente respecto al que tenia en el subsuelo. Las lineas de calidad tienden a replegarse hacia la curva de puntos de burbuja, lo cual indica predominio en el contenido de componentes intermedios y bajo contenido de pesados. La temperatura de este yacimiento es siempre menor que la temperatura crtica. 9.YACIMIENTO DE GAS DE CONDENSACION RETROGRADA Caracteriza a este tipo de yacimiento el hecho que la temperatura est situado entre la temperatura crtica y el cricondentermico. El punto crtico por lo general se sita a la izquierda del cricondenbarico, las lineas de calidad se repliegan hacia la curva de puntos de burbuja. Si la presin es mayor que la del punto de rocio, el yacimiento se encuentra en estado gaseoso; Cuando el fluido ingresa al pozo y comienza a ascender a superficie la presin y temperatura van disminuyendo entonces se tendra dos fases. 10.Si la presin del reservorio se reduce isotermicamente en algn momento el sistema se encontrar sobre la curva de rocio, teoricamente en ese instante aparecer la primera gota de lquido, s se continua reduciendo la presin y se cruza la curva de puntos de rocio se ingresar a la regin de dos fases, eso significa que dentro el yacimiento se formar una fase lquida por condensacin, fenomeno que se llama como Condensacin Retrograda; Entonces el lquido retrogrado se adhiere a las paredes de la roca y constituye una fraccin inmovil, por tanto irrecuperable por lo menos mientras la saturacin de este lquido sea menor en valor a la saturacin residual. 11.Yacimiento de gas humedo La temperatura del yacimiento es mayor que el cricondentermico por lo que el yacimiento siempre tendra gas monofasico. S las condiciones de presin y temperatura se desplaza verticalmente durante la vida productiva a medida que se van extrayendo hidrocarburos, y la presin va declinando isotermicamente hasta un punto que podra representar la presin de abandono. En superficie entra a la regin de dos fases. S en las condiciones del Separador se separaran el gas y lquido condensado. 12.YACIMIENTO DE GAS SECO Contienen metano en forma predominante con pequeas cantidades de etano, propano y pesados. Ni en yacimiento, ni en superficie se ingresa a la regin de dos fases. Sin embargo a temperaturas criognicas menores a 50 F se puede tener lquidos de estos gases.La definicin formal de punto de ebullicin es aquella temperatura en la cual la presin de vapor del lquido iguala a la presin de vapor del medio en el que se encuentra. Coloquialmente, se dice que es la temperatura a la cual la materia cambia del estado lquido al estado gaseoso. ..El punto de presin de una burbuja est definido como la presin en la cual la primer burbuja de gas aparece mientras disminuye la presin en una muestra de fluidos.El punto de roco o temperatura del punto de roco de un gas, se entiende que significa la temperatura a la que la humedad contenida en el gas cambia del estado gaseoso al estado lquido;Entermodinmicay enfisicoqumica, unpunto crticoes aquel lmite para el cual elvolumende unlquidoes igual al de unamasaigual devaporo, dicho de otro modo, en el cual lasdensidadesdel lquido y del vapor son iguale

Temperatura cricondertermicaEs la maxima temperatura donde existe un equilibrio entre el vapor y el liquido, temperatura superior a esta el sistema se encuentra en fase gaseosa

Contenido de lquido en el gas (GPM)Tambin conocido como riqueza del gas medida por el N de galones de lquido que se pueden extraer por cada mil pie3 del fluido en las condiciones estndar (60 F y 14.5 psig). Termino que expresa la cantidad de componentes condensables del gas natural (gas rico GPM > 3).Este representa el volumen de lquido que pueden obtenerse por cada mil pies cbicos normales de gas natural, expresando generalmente la riqueza del gas y la cantidad de compuestos tales como: propano, butano y dems componentes pesados, que en la prctica son los que pueden obtenerse como lquidos. Este factor es determinado con la densidad del lquido y peso molecular de cada componente puro. Adems, en el clculo del GPM debe conocerse el nmero de pies cbicos normales de un componente dado en estado gaseoso.GPM = Yi*1000/(Pcn/Galn Liquido).

2.1 Descripcin de las etapas del negocio del gas naturalLa industria del gas natural comprende una fase de explotacin y una de Procesamiento. La primera consta de una etapa de Produccin, otra de Separacin y una de Compresin. La segunda requiere una etapa de Tratamiento previa a los procesos de Extraccin de Lquidos y Fraccionamiento. Adicionalmente la industria incluye actividades de Transporte, Distribucin y Utilizacin tal como se aprecia en la figura 2.1 En la industria del gas natural se extrae el recurso energtico gaseoso almacenado en los depsitos subterrneos naturales y posteriormente es procesado para obtener productos puros con fines comerciales adecuados a las necesidades energticas requeridas por cada consumidor final.

Figura 2.1 Esquema general del negocio del gas natural

2.1.1 Produccin. La primera etapa de la industria del gas natural es la actividad de produccin, que consiste en llevar el gas desde los yacimientos hasta la superficie a travs de los pozos productores. En el subsuelo el gas natural se encuentra disuelto o en la capa de gas en los yacimientos de petrleo; en estado gaseoso en los yacimientos de condensado (``Gas Asociado) y en yacimiento de gas libre (``Gas no Asociado). En esta etapa normalmente son usadas vlvulas conocidas como, vlvulas de levantamiento artificial debido a que el gas natural generalmente se encuentra asociado al petrleo, estas vlvulas extraen el petrleo mediante la inyeccin de gas a alta presin por el espacio anular (espacio comprendido entre las tuberas de produccin y revestimiento) de la tubera para desplazar una masa de lquido hasta la superficie. Dichas vlvulas contienen un dispositivo que se calibra en el taller a una presin determinada, tal que a cierta profundidad debe abrir y dejar pasar el gas del espacio anular para que as se produzca el levantamiento de petrleo.

2.1.2 Separacin. Una vez en la superficie, el gas natural es sometido a un proceso de separacin de los lquidos (petrleo, condensado y agua) en recipientes metlicos a presin llamados separadores. El gas que sale de este proceso es un gas natural rico. El gas libre no requiere separacin, va directamente a tratamiento.

2.1.3 Tratamiento. Es un proceso previo a la fase de procesamiento, para eliminar las impurezas que trae el gas natural, como agua, dixido de carbono (CO2), helio y sulfuro de hidrogeno (H2S). El agua se elimina con productos qumicos que absorben la humedad (trietilenglicolTEG) (Tamices Moleculares). El H2S se trata y elimina en una planta de endulzamiento en contacto directo con AMINAS. Estas impurezas se recuperan y pueden ser comercializadas para otros fines.

2.1.4 Extraccin de lquidos Es el proceso al que se somete el gas natural rico libre de impurezas, con la finalidad de separa el gas metano seco (CH4) de los llamados ``Lquidos del gas Natural LGN, integrados por etano, propano, butano, pentano, (gasolina natural) y nafta residual a travs de procesos de refrigeracin mecnica y expansin sbita por medio de vlvulas Joule Thompson controlando a su vez las temperaturas de ebullicin de cada componente.

2.1.5 Compresin La compresin es un proceso al que se somete el gas metano seco, con la finalidad de aumentarle la presin por medio de una serie de compresores o trenes de compresores que conforman una estacin de compresin y enviarlo a los sistemas de transporte y distribucin para su utilizacin en el sector industrial y domestico y en las operaciones de produccin de la industria petrolera (inyeccin a los yacimientos y a los pozos que producen por gas lift).

2.1.6 Fraccionamiento Los lquidos del gas natural, LGN, se envan a las plantas de fraccionamiento, donde se obtiene por separado etano, propano, butano normal e isobutano, gasolina natural y nafta residual, que se almacenan en forma refrigerada y presurizada en recipientes esfricos.

2.1.7 Transporte y distribucin El gas metano es transportado en estado gaseoso a travs de una red de gasoductos (tuberas). El GLP se transporta en camiones hasta los centros nacionales de consumo y llega en cilindros presurizados (bombonas) al sector domestico.

2.1.8 Utilizacin El gas metano y los lquidos del gas natural, LGN, son productos limpios y verstiles, que encuentran aplicaciones como agente energtico (combustible) y como insumo (materia prima) en diversos sectores industriales del pas. Asimismo, el Gas Metano constituye un factor importante que eleva la calidad de vida. Adicionalmente, los volmenes excedentes de LGN son comercializados en el mercado internacional.

2.2 Etapas del negocio del gas natural donde son aplicadas las propiedades crticas, coligativas, termodinmicas y de transporte.Para poder llevar a cabo todas las operaciones o procesos a los cuales es sometido el gas natural es indispensable conocer sus propiedades y caractersticas. Las propiedades del gas normalmente determinaran cuanta energa hay que aplicarle para que sufra una transformacin, bien sea de separacin, tratamiento o simplemente el transporte