El documento describe las propiedades y características del Gas Licuado de Petróleo (GLP). Explica que el GLP puede estar compuesto de propano, butano o una mezcla de ambos. Detalla las propiedades del GLP como su presión de vapor, punto de ebullición, gravedad específica e inflamabilidad.

1. PROPIEDADES Y CARACTERÍSTICAS DEL GAS LICUADO DE PETROLEO GERENCIA DE FISCALIZACIÓN DE HIDROCARBUROS LÍQUIDOS DIVISIÓN DE PLANEAMIENTO Y DESARROLLO UNIDAD DE NORMAS Y PROCEDIMIENTOS SETIEMBRE 2011

2. PROPIEDADES DEL GLP Como se ha señalado el Gas Licuado de Petróleo (GLP) es un hidrocarburo que, a condición normal de presión y temperatura, se encuentra en estado gaseoso, pero a temperatura normal y moderadamente alta presión es licuable. En está sesión se presentará las principales propiedades y características del GLP, las servirán de base para comprender la operación y diseño de las instalaciones de GLP. Los requisitos de calidad para el gas licuado de petróleo debe cumplir con la Norma Técnica Peruana NTP 321.007.

3. PROPIEDADES DEL GLP* Propano GLP Butano 1 * Valores referenciales (No Oficiales)

5. PROPIEDADES DEL GLP COMPOSICION DE DIFERENTES TIPOS DE GLP EN EL PERU No hay presencia de hidrocarburos insaturados en el GLP que se produce en la Planta de Fraccionamiento de Pisco.

6. PROPIEDADES DEL GLP La presión de vapor de una sustancia es la presión a la cual la fase vapor está en equilibrio con su fase líquida a una determinada temperatura. PRESIÓN DE VAPOR Las sustancias más ligeras tienen mayor presión de vapor que las sustancias pesadas. Cuando se trata de una mezcla de sustancias, la presión de vapor de la mezcla dependerá, además de la temperatura, de la composición que tenga la fase líquida. Su valor es independiente de las cantidades de líquido y vapor presentes mientras existan ambas. Presión de Vapor de mezclas de GLP 1 Psig = Pounds per square inch gauge (libra / pulg 2 manométrica) COMPOSICION (% VOL.) TEMPERATURA PROPANO BUTANO 37.8 ºC 15.0 ºC 0.0 ºC Psig Kg/cm 2 Psig Psig 100 0 208.0 14.62 107.0 70.0 90 10 206.0 14.48 99.0 64.0 80 20 191.0 13.43 91.0 59.0 75 25 183.0 12.87 87.0 56.0 70 30 176.0 12.37 83.0 53.0 65 35 168.0 11.81 79.0 50.0 60 40 160.0 11.25 75.0 48.0 55 45 153.0 10.76 70.0 45.0 50 50 145.0 10.19 66.0 42.0 45 55 138.0 9.70 62.0 39.0 40 60 130.0 9.14 58.0 37.0 35 65 123.0 8,65 54.0 34.0 30 70 113.0 7.94 50.0 31.0 25 75 107.0 7.52 46.0 28.0 20 80 100.0 7.03 42.0 26.0 10 90 85.0 5.98 34.0 20.0 0 100 70.0 4.92 25.0 15.0

7. PROPIEDADES DEL GLP PRESIÓN DE VAPOR En el gráfico se puede apreciar que la presión de vapor del butano es 0.005 bar a 0°C y 0.8 bar a 15°C., mientras que la presión de vapor del propano a estas temperaturas es de 4 bar y 6.5 bar, respectivamente. Esto crea una considerable diferencia en la presión de vapor de la mezcla en la medida que las proporciones de propano y butano varían. La presión se incrementa con la temperatura y ello conduce a grandes variaciones en el volumen de GLP en el estado líquido. Por lo tanto, si un recipiente (balón o tanque) está completamente lleno de GLP en su estado líquido y aumenta la temperatura, se producirá un rápido incremento de la presión, creando el riesgo de una explosión. Por esta razón, nunca debe llenarse completamente un recipiente de GLP. Presión de Vapor del GLP

8. PROPIEDADES DEL GLP PRESIÓN DE VAPOR En la NTP 321.007 se presenta las especificaciones que debe cumplir la Presión de Vapor del GLP y el método de ensayo (NTP 321.100 ó NTP 321.098). NTP 321.100 Este método de prueba describe la determinación de las presiones de vapor manométricas de los gases licuados de petróleo a temperaturas de 37.8ºC (100ºF), hasta e incluyendo una temperatura de prueba de 70ºC (158ºF). NTP 321.098 Este método describe, mediante análisis composicional la determinación aproximada de las siguientes características físicas del propano comercial (véase NTP 321.007) y propano especial (véase ASTM D 1835): presión de vapor, densidad relativa y número de octano motor (MON). No es aplicable a ningún producto que exceda los límites de especificación de residuos no volátiles (véase NTP 321.096). Para calcular el número de octano de motor, este método se aplica sólo a mezclas que contengan 20 como máximo de propileno. Nota: Los valores de presión de vapor para las mezclas propano-butano: no deben exceder de 1430 kPa (208 psig) que corresponde a un gas con 100% de propano comercial*. * Información extraída de la NTP321.007. Gas Licuado de Petróleo (GLP). Requisitos

9. PROPIEDADES DEL GLP PRESIÓN DE VAPOR Equipos para ensayo de presión de vapor : Estos equipos permite determinar la presión manométrica del GLP a 37.8°C (100°F), conocida también como Presión de Vapor Reid (PVR).

10. PROPIEDADES DEL GLP El punto de ebullición es aquella temperatura en la cual la materia cambia de estado líquido a gaseoso, es decir, ebulliciona o hierve. En otras palabras, en un líquido, el punto de ebullición es la temperatura a la cual la presión de vapor del líquido es igual a la presión del medio que rodea al líquido. PUNTO DE EBULLICIÓN ° F ° F 250° 212° 100° 60° -14° 250° 212° 100° 60° -14° AGUA GLP 121° 100° 38° 16° -26° 121° 100° 38° 16° -26° ° C ° C Al igual que el agua, el GLP tiene un punto de ebullición, a partir del cual cambia de líquido a vapor. Sin embargo, el punto de ebullición del GLP es tan bajo, -26° C (aprox.), que hervirá a la temperatura ambiente de casi cualquier parte del mundo; por lo que normalmente no se requiere aplicar una fuente de calor extra para hacer hervir al GLP. El calor en el aire que nos rodea, es más que suficiente. Se debe recordar que, si el GLP se mantiene a temperaturas por debajo de su punto de ebullición, seguiría siendo un líquido y se podría almacenar en un recipiente abierto.

11. PROPIEDADES DEL GLP GRAVEDAD ESPECÍFICA 1 DE LÍQUIDOS La gravedad específica de un líquido es la comparación entre el peso de un volumen dado de un líquido a cierta temperatura, con el peso del mismo volumen de agua a la misma temperatura. Gravedad Específica de GLP líquido a 15° C Gravedad Específica = 0.539 El GLP líquido tiene una gravedad específica promedio de 0.539. Esto significa que para un mismo volumen, el GLP líquido pesa un poco más de la mitad del peso del agua a 15°C. 1 Gravedad Específica = Densidad Relativa = Peso Específico

12. PROPIEDADES DEL GLP GRAVEDAD ESPECÍFICA DE LÍQUIDOS AGUA: 1 ETANO: 0.377 AGUA: 1 PROPANO: 0.504 AGUA: 1 GASOLINA: 0.71 AGUA: 1 BUTANO: 0.582

13. PROPIEDADES DEL GLP GRAVEDAD ESPECÍFICA 1 DE VAPORES La gravedad específica de un vapor es la comparación entre el peso de un volumen dado de un vapor a cierta temperatura y con el peso del mismo volumen de aire a la misma temperatura. Gravedad Específica de GLP vapor a 15° C Gravedad Específica = 1.716 El GLP vapor tiene una gravedad específica promedio de 1.716. Esto significa que para un mismo volumen, el GLP vapor pesa un poco más de la 1.5 veces del peso del aire a 15°C. 1 Gravedad Específica = Densidad Relativa = Peso Específico

14. PROPIEDADES DEL GLP GRAVEDAD ESPECÍFICA DE VAPORES AIRE: 1 METANO: 0.60 AIRE: 1 PROPANO: 1.52 AIRE: 1 BUTANO: 2.01 AIRE: 1 ETANO: 1.05

15. PROPIEDADES DEL GLP GRAVEDAD ESPECÍFICA En la NTP 321.007 se presenta las especificaciones que debe cumplir la Gravedad Especifica del GLP y el método de ensayo (NTP 321.098). Termohidrómetro Este equipo permite determinar la Densidad Relativa del GLP midiendo la temperatura para determinar los factores de corrección correspondientes.

17. PROPIEDADES DEL GLP INFLAMABILIDAD En una mezcla GLP-aire sólo se presentará combustión cuando el porcentaje de gas en esta mezcla se encuentre entre un 2.1% y 9.5% (y entre el 97.9% y el 90.5% de aire). Por encima de estos límites de inflamabilidad la mezcla es rica en gas y por debajo, la mezcla es pobre en gas, de forma que fuera del límite de inflamabilidad no habrá fuego al contacto con una fuente de ignición. 0% % 100% Mezcla Rica Mezcla Pobre Límites de inflamabilidad Límite Inferior de inflamabilidad (Lower Flammable Limit – LFL): Es la concentración mínima de vapor o gas en mezcla con el aire, por debajo de la cual, no existe propagación de la llama, al entrar en contacto con una fuente de ignición. Límite Superior de inflamabilidad (Upper Flammable Limit – UFL): Es la concentración máxima de vapor o gas en mezcla con el aire, por encima de la cual, no tiene lugar la propagación de la llama, al entrar en contacto con una fuente de ignición. 2.1 % 9.5 %

18. PROPIEDADES DEL GLP INFLAMABILIDAD Límites de inflamabilidad para diferentes gases presentes en el GLP* * Valores Oficiales extraídos de la NTP 321.007: GAS LICUADO DE PETRÓLEO (GLP). Requisitos Hidrocarburo Límites de Inflamabilidad (Concentración en el aire, % en volumen) PROPANO 2.1 a 9.5 PROPILENO 2.4 a 11.1 n-BUTANO 1.6 a 8.5 ISO-BUTANO 1.8 a 9.0 BUTILENOS 1.7 a 8.5 N-PENTANO 1.4 a 7.8

21. PROPIEDADES DEL GLP PODER CALORÍFICO O CALOR DE COMBUSTIÓN Poder Calorífico Superior (PCS) El PCS se define suponiendo que todos los elementos de la combustión (combustible y aire) son tomados a 0º C y los productos (gases de combustión) son llevados también a 0º C después de la combustión, por lo que el vapor de agua se encontrará totalmente condensado. Vapor de agua que proviene de: a) la humedad propia del combustible y b) el agua formada por la combustión del hidrógeno del combustible. 1 Combustión Completa: Cuando el carbono pase a anhídrido carbónico: C + O 2  CO 2 Para obtener el Poder Calorífico de un combustible, es necesario que todo el carbono (C) se oxide en forma completa, pasando a anhidrido carbónico (CO 2 ) COMBUSTIBLE AIRE GASES DE COMBUSTIÓN CALOR DE OXIDACIÓN DEL COMBUSTIBLE CALOR DE CONDENSACIÓN DEL VAPOR DE AGUA PODER CALORÍFICO INFERIOR PODER CALORÍFICO SUPERIOR EL VAPOR DE AGUA CONTENIDO EN LOS GASES DE COMBUSTIÓN CONDENSA C 3 H 8 + 23.8(0,21O 2 +0.79N 2 )  3CO 2 + 4H 2 O + 18.8N 2 + CALOR + calor

22. PROPIEDADES DEL GLP PODER CALORÍFICO O CALOR DE COMBUSTIÓN Poder Calorífico Inferior (PCI) El PCI inferior considera que el vapor de agua contenido en los gases de la combustión no condensa. Por lo tanto no hay aporte adicional de calor por condensación del vapor de agua. Solo se dispondrá del calor de oxidación del combustible, al cual por definición se denomina: Poder Calorífico Inferior del Combustible 1 Combustión Completa: Cuando el carbono pase a anhídrido carbónico: C + O 2  CO 2 Para obtener el Poder Calorífico de un combustible, es necesario que todo el carbono (C) se oxide en forma completa, pasando a anhidrido carbónico (CO 2 ) C 3 H 8 + 23.8(0,21O 2 +0.79N 2 )  3CO 2 + 4H 2 O + 18.8N 2 + CALOR COMBUSTIBLE AIRE GASES DE COMBUSTIÓN CALOR DE OXIDACIÓN DEL COMBUSTIBLE PODER CALORÍFICO INFERIOR EL VAPOR DE AGUA CONTENIDO EN LOS GASES DE COMBUSTIÓN NO CONDENSA

26. MUCHAS GRACIAS