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- Antonio J. Fernández
El Gas Natural se licua para reducir su volumen y, por tanto, poder trabajar mejor con él. Se produce una disminución de volumen de hasta 600 veces, con lo que se consigue un mejor manejo y una mayor capacidad de almacenaje y transporte.
El principal componente del Gas Natural es el metano, el cual tiene un punto de ebullición a presión atmosférica cercano a los -160 ºC. Esta licuefacción se consigue enfriando el Gas Natural a -160 ºC y a presión atmosférica. Normalmente, las plantas que realizan este proceso se encuentran situadas cerca de la costa.
Existen diversos procesos de licuefacción. Los principales son: en cascada, donde se tiene una cascada de refrigerantes en los cuales se alcanzan diferentes niveles de temperatura. El proceso de mezcla de todos los refrigerantes es otro de los procesos, en este caso el rendimiento energético es mayor debido a la mejora de equipos y en los que se pueden mezclar todos los refrigerantes en una solo etapa. Después están los procesos de refrigerantes mezclados, que son una combinación de los dos anteriores y, por último, los procesos de Peak-Shaving, que se tratan de procesos de expansión.
El almacenado de Gas Natural Licuado (GNL) se realiza en tanques diseñados especialmente para ello, cerca de los núcleos de consumo. Con esto se intenta evitar que en un determinado momento de gran consumo, se produzca una bajada de presión en la red de distribución produciendo un bloqueo en las válvulas.
Se trata de un depósito de doble integridad, un tanque metálico interior y un tanque de hormigón exterior. El tanque exterior suele estar recubierto en su interior por un revestimiento de chapa de acero al carbono. El espacio comprendido entre las paredes cilíndricas de los tanques exterior e interior está relleno de aislante y forma parte del espacio anular. La tapa del depósito interior la constituye un techo suspendido mediante tirantes. Esto permite la comunicación entre los vapores en equilibrio termodinámico con el GNL, presentes sobre la superficie del líquido y el gas contenido en el espacio anular bajo la cúpula. Todas las conexiones de entrada y de salida del líquido y gas en el tanque, así como las conexiones auxiliares para nitrógeno y tomas de instrumentación, se hacen a través de la cúpula, ya que es una medida primordial de seguridad evitar conexiones con el fondo del depósito que pudiesen dar lugar a fugas de GNL.
En la siguiente figura, se muestra un corte transversal de dicho tanque:
Figura 1. Tanque de almacenamiento de GNL [Diplomado Avanzado de Gas Natural. Profesor Jorge Barrientos. Ecopetrol-UIS. 2010]
La manera más común de transportar el Gas Natural es mediante bombeo en redes de gaseoductos. De esta forma el gas puede ser transportado fácilmente hasta el domicilio propio del usuario por dichas canalizaciones. Existen numerosas y extensas redes de distribución por todo el mundo.
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La urea es un compuesto químico cristalino e incoloro. Como principales características se pueden destacar que es fácil de granular y se suele transportar fácilmente a granel o en bolsas, sin ningún tipo de explosión. Otra característica importante es que se disuelve fácilmente en agua y no deja residuos de sales después de su uso. Tiene el máximo contenido disponible en un fertilizante sólido. También puede usarse como complemento proteínico en alimentos para rumiantes, en la producción de melanina o de resinas.
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El nitrato de amonio es un fertilizante nitrogenado con un alto contenido de nitrógeno, alrededor del 33%. Su sencillez y bajo coste de producción le hacen ser uno de los compuestos nitrogenados más importantes. Uno de sus inconvenientes es que tiene tendencia a formar tortas al estar almacenado. Este problema se ha ido minimizando con el paso del tiempo con una granulación adecuada, la adición de agentes anti-higroscópicos y un mejor envasado.
Aparte de su uso como fertilizante, el nitrato de amonio centra sus aplicaciones como parte de explosivos comerciales y militares. Es difícil de detonar, pero si se utiliza con aceite o con otros materiales explosivos puede llevarse a cabo su detonación. Se suele usar en minas y canteras. El nitrato de amonio mezclado con TNT forma el amatol, principal explosivo militar convencional.
Reacción de Síntesis
Su producción se realiza a partir de ácido nítrico acuoso y amoniaco gaseoso. Se debe tener en cuenta que la reacción es muy peligrosa debido al carácter explosivo comentado anteriormente. Este aspecto se ve reflejado en su reacción exotérmica de descomposición, con una entalpía aproximada de -25,5 Kcal/g·mol.
El nitrato de amonio es muy soluble en agua, por lo que si se usa como fertilizante hay que tener muy controlado la presencia de humedad durante su almacenamiento para evitar los problemas de formación de tortas citados anteriormente.
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- Antonio J. Fernández
Algunos de los elementos que componen el aire, tienen un interés muy importante para el desarrollo de los procesos industriales. El aire está compuesto mayoritariamente por Nitrógeno y Oxígeno. Su composición media se muestra en la siguiente tabla:
Tabla 1. Composición aproximada del aire [Elaboración Propia]
|
Composición |
% |
|
Nitrógeno |
78,03 |
|
Oxígeno |
20,99 |
|
Argón |
0,93 |
|
CO2 |
0,03 |
|
Neón |
0,0015 |
|
Hidrógeno |
0,0010 |
|
Helio |
0,00005 |
|
Criptón |
1·10-4 |
|
Xenón |
8·10-6 |
Destacar que esta composición varía ligeramente según ciudades y entornos. Aparte de los anteriores compuestos, normalmente en el aire existen otras sustancias como vapor de agua y, en zonas industriales, hidrocarburos, alquitranes, cenizas, polvo y SO2.
Los principales usos de la separación de sus compuestos son respecto al oxígeno y nitrógeno. El resto de componentes no suele tener tanto interés debido a su menor cantidad.
