• Author / Uploaded
• Jaime Terceros Suarez

• Categories
• Gases
• Densidad
• Presión
• Química
• Química física

Citation preview

IBNORCA

ANTEPROYECTO DE NORMA BOLIVIANA

APNB/ISO 13443

Gas natural – Condiciones de referencia normalizadas 0

INTRODUCCIÓN

La multiplicidad de las denominadas "condiciones de referencia normalizadas" de temperatura, presión y humedad (en estado de saturación) utilizadas en la medida de la calidad y cantidad del gas natural, puede originar mucha confusión. Los errores al considerar condiciones de referencia desconocidas pueden ocasionar serias consecuencias, por ejemplo, en aplicaciones de comercialización y transporte. Con bastante frecuencia, incluso una ingeniería del gas experimentada, puede no reconocer las posibilidades de error, puesto que las unidades de medida habitualmente utilizan idéntica terminología, sin considerar las diferencias en las condiciones de referencia. Toda esta ambigüedad y sus indeseables consecuencias pueden ser fácilmente eliminadas, por la adopción de un único conjunto de condiciones de referencia normalizadas. El conjunto elegido en esta norma internacional se conoce como condiciones de referencia normalizadas. 1

OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN

Esta norma internacional define las condiciones de referencia normalizadas de temperatura, presión y humedad, que se utilizarán en las medidas y en los cálculos realizados en los gases naturales, sustitutos de gas natural y fluidos similares. La principal aplicación se supone que será en la comercialización y transporte internacional, donde la reducción a una base común de aquellas características físicas del gas que describen su calidad y cantidad, simplificará la práctica del comercio y mercado internacional. 2

NORMAS PARA CONSULTA

Las normas que a continuación se relacionan contienen disposiciones válidas para esta norma internacional. En el momento de la publicación estaban en vigor las ediciones indicadas. Toda norma está sujeta a revisión por lo que las partes que basen sus acuerdos en esta norma internacional deben estudiar la posibilidad de aplicar la edición más reciente de las normas indicadas a continuación. Los miembros de IEC y de ISO poseen el registro de las normas internacionales en vigor en cada momento. ISO 6976:1995 - Gas Natural. Cálculo del poder calorífico, densidad, densidad relativa e índice de Wobbe a partir de Ia composición. 3

CONDICIONES DE REFERENCIA NORMALIZADAS

Las condiciones de referencia normalizadas (o base) de temperatura, presión y humedad (en estado de saturación) utilizadas para las medidas y los cálculos realizados en los gases naturales, sustitutos de gases naturales y fluidos similares en estado gaseoso, son 288,15 K y 101,325 kPa para los gases secos reales. Las propiedades físicas a las que se aplican las condiciones de referencia normalizadas de esta norma ISO incluyen el volumen, la densidad, la densidad relativa, el factor de compresión, el poder calorífico superior, el poder calorífico inferior y el índice de Wobbe. La definición completa de estas cantidades se indica en la norma ISO 6976:1995. En el caso 1

APNB/ISO 13443 del poder calorífico y del Índice de Wobbe, tanto el volumen de gas quemado como la energía emitida por combustión, debe ser referida a las condiciones de referencia normalizadas. No obstante, se sabe, que en determinadas circunstancias puede no ser factible, o incluso ser inadmisible, utilizar las condiciones de referencia normalizadas ISO. Por ejemplo, la legislación nacional o las obligaciones contractuales, pueden requerir la utilización de condiciones de referencia alternativas. Por esta razón, el anexo A incluye factores para la conversión entre varios conjuntos de condiciones de referencia métricas, que se sabe que se pueden utilizar habitualmente, y el anexo B incluye ecuaciones que permiten convertir los valores de las propiedades (relativos a otras condiciones de referencia conocidas) a los valores obtenidos en las condiciones de referencia normalizadas. El anexo D incluye algunos ejemplos de cálculo. El anexo E incluye las condiciones de referencia métricas que, en este momento son conocidas como las más habitualmente utilizadas en los países enumerados. NOTAS 1

Entre otras consideraciones, las condiciones de referencia normalizadas ISO han sido elegidas para cumplir con las normalizadas en la norma ISO 5024[1] para su utilización en la medición de los gases y líquidos derivados del petróleo.

2

288,15 K= 15º C=59º F 101,325 kPa = 1,013 25 bar = 14,695 9 psia = 1 atmósfera normal (atm)

3

En la norma ISO 6976:1 995, un gas seco se define como aquél en el que la fracción molar del vapor de agua es inferior a 0,000 05, pero este criterio es innecesariamente restrictivo en el contexto de esta norma internacional, en la que se puede admitir una fracción molar superior a 0,001.

4

Las condiciones 273,15 K 101,325 kPa, y 288,15 K 101,325 kPa se identifican habitualmente como condiciones "normales" [4] [5] y "(métricas) de referencia", respectivamente, en la práctica de la medición del gas (véanse IGU/G-64 , IGU/G-73 , e [6] IGU/G-76 . Este uso no debería confundirse con 'NTP" (presión y temperatura normales) y 'STP" (presión y temperatura de referencia), ambos- convencionalmente referidos a las condiciones anteriores. Las definiciones de “normal" y "de [2] referencia", incluidas en la norma ISO 7504 están en conflicto con el uso indicado anteriormente, y son incorrectas.

5

La buena práctica requiere que las condiciones de referencia apropiadas se incorporen como parte de los símbolos (y no de la unidad) para la cantidad física representada, donde sea posible la ambigüedad. Por ejemplo: - se utiliza Z (273,15 K, 101,325 kPa) ó Z (t/º C= 0, p/atm = 1) en lugar de Zn, para el factor de compresión en las condiciones “normales"; - se utiliza V (273,15 K, 101,325 kPa) m³ para el volumen de gas en metros cúbicos en las condiciones "normales", en lugar 3 de m³n, m³(n), nm³, ó Nm , y desde luego no únicamente m³; - se utiliza V (tº / C = 15, p/ kPa = 101,325) m³ para el volumen de gas en metros cúbicos en las condiciones "de referencia", no m³ (st), sm³, ó m³S.

Se admiten versiones abreviadas como Z(0), V(0)/m³ y V (15)/m³, respectivamente, cuando no es posible una mala interpretación. En el último caso V(ISO)/m3 es probablemente la mejor denominación.

2

APNB/ISO 13443 Anexo A (Normativo) Factores para la conversión entre condiciones de referencia Para obtener el valor de una propiedad en las condiciones de referencia indicadas en la fila [b] de la tabla A.1 a partir de un valor conocido en las mismas unidades en las condiciones de referencia de la fila [a], se multiplica por el factor indicado. Para realizar la conversión inversa, se divide por el factor indicado. Las conversiones para las propiedades de un gas ideal se supone que tienen una exactitud dentro del -0,01% para todos los gases naturales. Para las propiedades volumétricas de un gas real (volumen molar, densidad, densidad relativa, factor de compresión), la exactitud se supone que es de -0,02 %, y para las propiedades de combustión del gas real (poderes caloríficos, índices de Wobbe) de -0,05 %. Los factores de conversión para las condiciones de referencia no métricas (por ejemplo: Imperial) no están previstos, ya que su uso continuado - especialmente en el comercio internacional - no está recomendado. La mayoría de las condiciones de referencia no métricas utilizan la temperatura base de 6º F, pero pueden utilizarse varios valores de presión base distintos. El anexo B incluye ecuaciones que permitirán convertir los valores de las propiedades, a partir de condiciones de referencia no expuestas en la tabla A.1, a los valores equivalentes en las condiciones de referencia normalizadas ISO. En la tabla A.1, la presión base, tanto para la combustión como para la medición de volumen, es siempre 101,325 kpa, y el gas se considera seco.

3

APNB/ISO 13443 Tabla A.1 - Factores para la conversión entre condiciones de referencia

Medición 2/ º C [a]

[b]

fi

fi

Combustin t1/º C

20

20

15

25

25

25

20

20

15

a

a

a

a

a

a

a

a

a

15

00

00

20

15

00

15

00

00

1

Volumen ideal……………….......0,9829

0,9318

0,9479

2

Densidad ideal……………….......1,0174

1,0732

1,0549

3

Densidad relativa ideal………….1,0000

1,0000

1,0000

4

Factor de compresión……………..0,9999

0,9995

0,9996

5

Volumen real…………………........0,9828

0,9313

0,9476

6

Densidad real………………………1,0175

1,0738

1,0553

7

Densidad relativa real……………..1,0001

1,0003

1,0002

8 9 10 11 12 13 14 15

Poder calorífico superior ideal en base molar…1,0005 Poder calorífico superior ideal en base molar…1,0001 Poder calorífico superior ideal en base molar…1,0005 Poder calorífico superior ideal en base molar…1,0001 Poder calorífico superior ideal en base molar…1,0005 Poder calorífico superior ideal en base molar…1,0001 Poder calorífico superior ideal en base molar…1,0005 Poder calorífico superior ideal en base molar…1,0001

1,0010 1,0001 1,0010 1,0001 1,0010 1,0001 1,0010 1,0001

Combustión t1/º C:

16 17 18 19 20 21

1,0026 1,0003 1,0026 1,0003 1,0026 1,0003 1,0026 1,0003

1,0005 1,0000 1,0005 1,0000 1,0005 1,0000 1,0005 1,0000

1,0021 1,0002 1,0021 1,0002 1,0021 1,0002 1,0021 1,0002

Medición t2/º C

[a]

fi

25:20

25:20

25:20

25:00

25:00

15:15

[b]

fi

a

a

a

a

a

a

25:00

15:15

00:00

15:15

00:00

00:00

1,0005 1,0001 Índice de Wobbe ideal………………………... 1,0005 Poder calorífico superior ideal en base volumétrica…… 1,0005 Poder calorífico superior ideal en base volumétrica…… 1,0001 Índice de Wobbe real………………………… 1,0001

1,0010 1,0001 1,0010 1,0010 1,0001 1,0001

Poder calorífico superior ideal en base volumétrica…… Poder calorífico superior ideal en base volumétrica……

4

1,0016 1,0002 1,0016 1,0002 1,0016 1,0002 1,0016 1,0002

1,0026 1,0003 1,0026 1,0026 1,0003 1,0003

1,0005 1,0000 1,0005 1,0005 1,0000 1,0000

1,0021 1,0002 1,0021 1,0021 1,0002 1,0002

1,0016 1,0002 1,0016 1,0016 1,0002 1,0002

APNB/ISO 13443 Anexo B (Informativo) Ecuaciones para conversión entre condiciones de referencia Las ecuaciones B.1 a B.21 permiten convertir los valores de las propiedades enumeradas a partir de las condiciones de referencia T1/K, T2/K, p1/kPa, y p2/kPa a los valores equivalentes obtenidos, en las mismas unidades de medida, en las condiciones de referencia normalizadas ISO. Las ecuaciones indicadas son válidas para los rangos: 270 < T/K < 300 y 95