Universidad Autónoma del Carmen Facultad de Química

Ingeniería Petrolera

Geología de Explotación del Petróleo, Agua y Vapor.

Tema: el aire

Enrique Fuentes Carreón

¿Qué es el aire?

Definición:

Se denomina aire a la mezcla de gases que constituye la atmósfera terrestre, que permanecen alrededor del planeta Tierra por acción de la fuerza de gravedad.

Según la altitud, la temperatura y la composición del aire, la atmósfera terrestre se divide en cuatro capas: troposfera, estratosfera, mesosfera y termosfera. A mayor altitud disminuyen la presión y el peso del aire.

Troposfera. Alcanza una altura media de 12 km. (es de 7km. En los polos y de 16km. En los trópicos) y en ella encontramos, junto con el aire, polvo, humo y vapor de agua, entre otros componentes.

Estratosfera. Zona bastante mente fría que se extiende de los 12 a los 50km de altura; en su capa contiene gran cantidad de ozono (O3)

Mesosfera. Zona que se sitúa entre los 50 y los 100km de altitud; su temperatura media es de 10 °C; en ella los meteoritos adquieren altas temperaturas

Ionosfera. Empieza después de los 100km. Y va desapareciendo gradualmente hasta los 500km de altura. En esta región, constituida por oxígeno (02), la temperatura aumenta hasta los 1000°C

Exosfera. Comienza a 500km. de altura y extiende más allá de los 1000km; está formada por una capa de helio y otra de hidrogeno.

El aire de la troposfera interviene en la respiración. Por volumen está compuesto, aproximadamente, por 78,08% de nitrógeno (N2), 20,94% de oxígeno (O2), 0,035% de dióxido de carbono (CO2) y 0,93% de gases inertes, como argón y neón.

Propiedades físicas y químicas del Aire

Propiedades físicasEs de menor peso que el agua.Es de menor densidad que el agua.Tiene Volumen indefinido.No existe en el vacío.Es incoloro, inodoro e insípido.

Propiedades químicasReacciona con la temperatura condensándose en hielo a bajas temperaturas y produce corrientes de aire.

El aire en las industrias

Técnicas de Remediación

BIORREMEDACION

Biopilas.

Es una técnica de biorremediación que se utiliza para la descontaminación de suelos con compuestos orgánicos. Las biopilas se airean y se adicionan nutrientes en caso de requerirlo (nitrógeno, fósforo, potasio, etc.), todo lo cual servirá para incrementar la degradación de los contaminantes.

BIOVENTEO.

Proceso basado en la aireación del suelo para estimular la actividad biológica y mejorar el proceso de degradación de los hidrocarburos presentes en la zona vadosa. Incrementa la velocidad de biodegradación.

Extracción de vapores.

Los vapores se extraen del suelo por medio de inyección de aire para

eliminar los vapores dañinos del suelo contaminado y de las aguas

subterráneas por debajo del nivel freático, eliminando las sustancias

químicas dañinas, que aparecen en forma de vapores.

Este procedimiento se utiliza en la eliminación de derrames de combustibles

(hidrocarburos).

• Los factores a tener en cuenta en la aplicación del bioventeo o inyección de aire natural:

En general, son favorables los compuestos de alta volatilidad (presión de vapor mayor de 10 mm de Hg. a 20ºC) ya que se evaporan fácilmente.

Los suelos deben contener bajos contenidos en arcilla y ser lo más homogéneamente posible, con un valor de permeabilidad al aire adecuado (> 10-10 cm2).

Los aportes de oxígeno deben ser suficientes, así como la existencia de fuentes de carbono, aceptores de electrones y energía suficientes.

Deben existir unas condiciones óptimas de pH (6 y 8), de humedad (12-30% en peso), temperatura entre 0 y 40 ºC.

El aire en la industria Petrolera

Usos del nitrógeno en la industria petrolera

Perforación bajo balance: cuando se requiere perforar en zonas que tienen altas perdidas de circulación, es necesario utilizar un fluido de perforación con densidades menores de 0.50 gr/cm³ una forma de obtener bajas densidades es inyectar nitrógeno conjuntamente con el fluido de perforación y evitar perdidas de circulación.

Cementación primaria con nitrógeno

En cada etapa de la perforación, es necesario introducir una tubería de revestimiento a la cual se le aplica una lechada de cemento de muy baja densidad para fijar la tubería de perforación.

Cuando se tienen zonas de perdida de fluidos y se va a cementar alguna tubería de revestimiento, es necesario utilizar una lechada de cemento mezclada con nitrógeno para que la operación tenga éxito y se eviten cementaciones forzadas que incrementan los costos.

Estimulación con nitrógeno

Su función principal es dar mantenimiento a tuberías removiendo todo tipo de materiales que están obstruyendo el paso de los hidrocarburos por las tuberías, como son:

Asfalto, parafinas, arenas o suciedad.

para desplazarlo se utilizan productos químicos y nitrógeno.

Densidad relativa gaseosa: 0.0695.

Gas incoloro, inodoro, insípido, inflamable.

Su concentración en el aire: 0.0001%.

Uso: procesos de refinación de petróleo

(hidrotratamiento)

Densidad relativa gaseosa: 1.1

Punto de ebullición: -183°C

Uso: Producción de combustibles y químicos.

Gas químicamente inerte.

Compone menos del 1% del aire.

Densidad relativa gaseosa: 1.38

Punto de ebullición: -185.9°C.

Incoloro, inodoro, insípido, no corrosivo, no

inflamable y no tóxico.

Uso: principalmente en soldadura.

Dióxido de carbono

Gas incoloro, inodoro, no inflamable.

0.03% presente en el aire.

Debido a su baja concentración en la atmósfera,

el aire no es fuente viable para su producción.

Uso: gas protector en el proceso de soldadura.

Densidad relativa gaseosa: 0.138 (aire=1).

Gas inerte, incoloro, insípido e inodoro a temperatura

ambiente y presión atmosférica.

El helio está presente en el aire seco a una

concentración de 0.0005%.

Se encuentra principalmente en yacimientos de gas

natural.

Uso: como gas inerte en el proceso de soldadura.

Importancia de los principales gases del aire

-Oxígeno : Es muy importante para todos los seres vivos, ya que permite que se realicen los siguientes procesos:- Combustión, actúa como comburente. Es decir, permite que en el transcurso de una reacción, al combinarse con otras sustancias denominadas combustibles, se produzca energía manifestada en forma de luz y calor.

- Respiración. Es utilizado por plantas y animales en su proceso respiratorio. A través de la fotosíntesis se regenera para devolverlo a la atmósfera.