NCh 2264 - 2009 Gas Natural_Especificaciones

NORM A CHILENA OFICIAL

NCh2264.Of2009

Gas Gas natural n atural - Especificaciones

Preámbulo lización, INN, es el or ganis El Instituto Nacional de Normaliza ganismo que tiene a su car go go el mas técnicas  a nivel nacional. onal. Es miembro de la estudio y pr epar ación de  las nor ma INTERNAT RNATIONAL ORG ANIZATION FOR ST ANDARDIZA NDARDIZAT TION (ISO) y de la COMISION MISION Chile ante esos (COP ANT), repr esen PANAMERICANA DE NORMAS TECNICAS (CO esentando a Chile or ganism ganismos.

gaseosos, para bustibles gase norma se estudió  a través del Comité Técnico Combustibl establecer las características que d ebe cumplir el anspor te, lir  el gas natural en el tr an  di stribución y te, distrib suministro. Esta

ma  no se ha  tomado en consider ación la Norma la elabor ación de esta nor ma Inter nacional ISO 13686:1998 Natural Gas -  Quality designation, debido a que no especifica los límites de las características de calidad del gas natural. Par a

En la elabor ación de esta nor ma ma se ha  tomado en consider ación la nor ma ma 1999 y antecedentes técnicos proporcionados por GNL Chile S. A. NCh2264.Of 199  A. y Sociedad GNL Mejillones S. A. hidrógeno  A. en relación a los límites máximos de sulfuro de hidrógeno (H2S), azufre total (S) del gas natur al sin odor iz izar  y actualiza lización de  las nor mas mas de dantes con  los valor es establecidos en  los mer cados r efer encias, par a ser  concor da internacionales. ma NCh2264 ha sido pr epar ada por la División de Normas del Instituto N acional de La nor ma formado por   GNL Chile S. A. ciedad GNL Normalización  y el Núcleo  Asociativo formado  A. y Sociedad Mejillones S. A.  A. En su estudio el Comité estuvo constituid o por las organizaciones y per sonas onas natur ales siguientes: Comisión Nacional de Energía, CNE  CNE Distrinor S. A.  A.

Marco Mancilla A.  Ale jandr a Her nández S.

I

NCh2264 Gamma Ingenier os S. A.

Gas Atacama S. A. GAZEL S. A. GNL Chile S. A. Instituto Nacional de Normalización, INN Metr ogas S. A. SIC AL Ingenier os S. A. Sindelen S. A. Sociedad GNL Mejillones S. A. Super intendencia de Electr icidad y Combustibles, SEC

Raúl Díaz-Valdés R. Fr ancisco Negroni E.

Cristián Didyk P. Víctor  Pizarr o K. Luis Aguilera Scarlett Roncero R. Mar co Irr ibarr a F. María Teresa Abarca V. Cristian Moya H.  Angelo Guzmán C. Oscar Santibáñez L. Claudio Acuña C. Jorge Marín G. José Antonio Muñoz S.

En for ma adicional a  las or ganizaciones que participar on en Comité, el Instituto r ecibió r espuesta dur ante el per íodo de consulta pública de esta norma, de las entidades siguientes:

 Asociación de Distribuidor es de Gas Natur al A.G. Electr ogas S. A. Empr esa de Gas de la V Región Los Anexos A, B y C no forman parte de la norma, se insertan sólo a títu lo inf ormativo. Esta Gas natural nor ma anula y r eemplaza a la nor ma NCh 2264.Of 1999 Especificaciones, declar ada  Oficial de la República  por Decr eto Nº 361, de fecha 15 de septiembr e de 1999, del M inister io de Economía Fomento y  Reconstr ucción, publicado en el Diario Of icial, del 08 de octubr e de 1999. Esta nor ma ha sido apr obada  por el Conse jo del Instituto N acional de Normalización, en sesión ef ectuada el 15 de ener o de 2009 . Esta nor ma ha sido declar ada Nor ma Chilena  Oficial de la República por  Resolución  Administr ativa Exenta Nº 193, de fecha 16 de febr er o de  2009, del Minister io de Economía, Fomento y Reconstr ucción, publicada e n e l Diar io Oficial del 20 de febr er o de 2009.

II

NORM A CHILENA OFICIAL

NCh2264.Of2009

Gas natural - Especificaciones

1 Alcance y c ampo de aplicación norma establece las  características que debe cumplir el gas natural en el tr anspor te, distr ibución y suministr o. 1.1 Esta

1.2 Esta

nor ma se aplica en cu alquiera de los puntos e n qu e se ejecuten las operaciones definidas en 1.1, de acuerdo con la r eglamentación vigente. 1.3

Esta nor ma no se aplica al denominado gas natur al sustituto .

2 Referencias normativas Los documentos referenciados siguientes son indispensables para la aplicación de esta nor ma. Par a r efer encias con fecha, sólo se aplica la edición citada. Par a r efer encias sin fecha se aplica la última edición del documento referenciado (incluyendo cualquier enmienda). NCh2380 NCh2394 ISO 19739  ASTM D 1142  ASTM D 1945  ASTM D 4468

Gas natur al - Cálculo del poder  calor ífico, densidad, densidad r elativa y númer o de Wobbe a par tir  de la composición. Gases licuados de petr óleo y gas natur al - Ensayo de olor . Natur al gas - Determination of sulf ur  compounds using gas chr omatogr aphy. Standar d test method for water vapor  content of  gaseous fuels by measur ement of  Dew-point temperatur e. Standar d test method for  analysis of  natur al gas by gas chr omatogr aphy. Standar d test method for  total sulfur  in gaseous fuels by hydr ogenolysis and rateometric colorimetry.

1

NCh2264  ASTM D 4810  ASTM D 5504

Standar d test method f or   hydr ogen sulfide in natur al gas using lengthof-stain detector  tubes. Standar d test method for  determination of sulfur  compounds in natur al gas and gaseous fuels by gas chr omatogr aphy and chemiluminescence.

NOTA - Ver  Anexo B con descr ipción infor mativa de alcances de las normas ISO y ASTM.

3 Términos y definic i ones 3.1 densi dad: masa  de una muestr a  de gas dividida  por su volumen, en condiciones especificadas de presión y temperatur a

[NCh2380.Of1997, 2.3] densi dad r elativa:  densidad del gas  dividida por la densidad del air e seco de composición nor mal en las mismas condiciones especificadas de presión y temperatur a 3.2

El término densidad  relativa ideal se aplica cuando ambos, gas y air e se consider an como fluidos que obedecen  a la ley de gases ideales. El  término densidad r elativa r eal  se aplica cuando ambos, gas y aire, se consideran como gases reales

[NCh2380.Of1997, 2.4] 3.3 gas natural: mezcla  de gases hidrocar bur os  y no hidr ocar bur os, de or igen natur al y que se encuentr an en for maciones geológicas por osas ba jo la  super fi cie de la tier ra, a menudo asociada con petr óleo. Su constituyente pr incipal es el metano (CH4)

Para efectos de  esta nor ma, es el gas que cumple con las características que se establecen en cláusula 4 de esta nor ma 3.4 gas natural su stitut o:  gas con un grado de intercambiabilidad similar al gas natural NOTA El gas natur al sustituto s e usa, comúnmente par a s uministr o en situaciones de emergencia o de alta demanda en la distr ibución.

3.5 índic e de Wobbe: poder  calor ífico super ior , sobr e base volumétr ica, en condiciones de r efer encia especificadas, dividida por  la r aíz cuadr ada de la  densidad r elativa, en las mismas condiciones de r efer encia medidas [NCh2380.Of1997, 2.5] NOTA - Ta mbién se conoce como número de Wobbe. Pa r a efectos pr ácticos, es una medida de la ener gía qu e tiene un flujo dado de un combustible  cuando pasa a tr avés de un or ificio   determinado bajo condiciones especificadas de entr ada, de modo que dos gases difer entes con el mismo índice de  Wobbe entr egan la misma potencia en un quemador  dado.

2

NCh2264 3.6 po der  cal or ífic o

p oder  c alor ífic o super i or : cantidad máxima de  calor  que puede  ser liberada en la combustión completa, en el air e, de una cantidad especificada  de gas, de maner a tal que la pr esión  p a la cual se efectúa la reacción permanece constante, y to dos los pr oductos 1 3.6.1

de  la combustión  retornan  a la temperatur a especificada

de los  elementos que reaccionan, estando todos estos pr oductos de  la combustión en fase gaseosa, con excepción del agua f ormada en la combustión que está condensada  a la fase líquida a la temperatur a t 1 t 1

p oder  calor ífic o i nfer i or : cantidad máxima de calor que puede ser liber ada en la combustión completa, en el air e, de una cantidad especificada  de gas, de maner a tal que la pr esión  p a la cu al se efectúa la reacción permanece constante, y tod os los pr oductos 1 de  la combustión  retornan  a la temperatur a especificada t  de los  elementos que 1 reaccionan, estando todos estos pr oductos de la combustión en fase gaseosa 3.6.2

4 Especificac iones 4.1 Condici ones de ref erenc i a Para efectos de compar ación, se establece que las condiciones estándar de referencia son: temper atur a de 15 C, y pr esión absoluta de 101 ,325 kPa. °

4.2 Unidades de medi ción a) Volumen: expr esado en m etr o cúbico (m3) en condiciones estándar  de r efer encia; b) Masa: expr esado en kilogr amos (kg) en condiciones estándar  de r efer encia. NOTA - En la pr áctica se pueden usar  los múltiplo s de estas unidades.

4.3 Requisitos general es gas natural cubierto por esta nor ma debe  estar libre de: gomas, aceites (lubr icantes), par tículas  líquidas, par tículas  sólidas de tamaño mayor  que 5 μm y otr as impur ezas indeseables. Además, no debe contener más de 22,5 mg/m3  de par tículas sólidas de tamaño menor  o igual que 5 μm. 4.3.1 El

4.3.2

Tempe r at ur a

ectos Par a ef 

de esta norma, la temper atur a de entr ega debe ser menor  o igual que 50°C.

3

NCh2264 4.3.3

Od orización

De acuerdo con lo que  dispone la r eglamentación vigente el gas natur al debe contener , par a  su distribución y  suministr o, un compuesto tal que su olor sea característico, desagr adable y no per sistente, cuando se ensaya según NCh2394 . NOTA - La reglamentación vigente es el Decr eto N° 254 de 1995,  del Minister io de  Economía Fomento y Reconstrucción, publicado en  el Diar io Ofici al N°  35.304,   de 1995 .10.30  o la disposición que la r eemplace. Infor mación sobre car acter ísticas y tipos de odor antes se incluyen en Anexo A de esta norma.

4.4 Caract eríst i cas  de calid ad gas natural cubierto por esta norma debe cumplir con las características que se indican en Tabla 1. 4.4.1 El

El contr ol del cumplimiento de estas car acterísticas se debe efectuar mediante los métodos de ensayo que se indican en Tabla 1. 4.4.2

Tabla 1 - Car acter ísticas de c alidad del  gas natural Car acter ístic a

1

Poder  calorífico super ior 

Unidad de medida

Límite

kJ/m3

42 635 máx.

(kcal/m3)

(10 200 máx.)

kJ/m

2

Indice de Wobbe

3

(kcal/m3)

(8 850 mín.)

kJ/m3

52 125 máx.

3

(kcal/m )

kJ/m 3

Densidad relativa

4

Gases inertes, total

5

Punto de r ocío de hidr ocar bur os

36 995 mín.

3

(12 470 m áx. 47 235 mín.

Método de ensay o5)

NCh2380

NCh2380

(kcal/m3)

(11 300 mí n.)

-

Informar 

NCh2380

% (v/v)

4 máx.

 ASTM D 1945

ºC

-4 máx. a

 ASTM D 1142

5 500 kPa abs. 6

Dióxido de carbono, (CO2)

% (v/v)

2,0 má x.

 ASTM D 1945

7

Oxígeno (O2)

% (v/v)

0,2 má x.

 ASTM D 1945

3

5,7 máx.

mg/m

ISO 197393)8

mg/m3

35 máx.1) 

ASTM D 55044)

mg/m3

65 máx.2) 

ASTM D 55044)

mg/m3

65 máx.

 ASTM D 1142

2

9

S)

Azufr e total

10 Agua

Sulfur o de hidr ógeno (H

1)  Antes de la adición de odor ante. 2)

Después de la adición de odor ante.

3)  Alter nativamente, se  puede usar el método  ASTM D 4810 ; en caso de ar bitr aje se debe usar el método ISO 19739. 4)  Alter nativamente, se puede usar  e l método A STM D 4468 ; en caso de arb itr aje se debe usar   el método  ASTM D 5504. 5)

4

En Anexo B de esta nor ma se incluyen, en carácter  inf or mativo, lo s t ítulos y alcance de l as normas ISO y  ASTM que se incluyen en esta tabla.

NCh2264

 Anexo A (Infor mativo)

Información general sobre odoran tes

 A.1 Caracterís ticas i deales  A.1.1 Un gas odor ante ideal debería tener las características siguientes: a) ser estable químicamente, es decir que no se altere dur ante el almacenamiento o que no reaccione con otr os constituyentes del gas; b) no ser tóxico en la concentración pr obable en que se encuentre;

c) poseer un olor  penetrante y característico, desagradable y no persistente; d) tener un intervalo de temperatur a de ebullición estrecho y bajo; e) no ser absorbido por el suelo, de modo que se puedan detectar las f ugas en  tubos enterrados;

f) no condensar se ba jo las condiciones de ser vicio; g) no aumentar, en f orma apreciable, el contenido de azuf re del gas; h) ser  económico.

 A.1.2 En la práctica, ningún odorante tiene todas estas características, y es usual utilizar mezclas de dos o más par a logr ar un buen inter valo de pr opiedades.

 A.2 Tipo s de odoran tes La mayor  par te de  los mater iales  disponibles par a  odor ización del gas son compuestos de azufr e y éstos se agr upan en tr es  tipos: mer captanos, sulfur os a lifáticos y compuestos de azuf re cíclicos.

 A.2.1 Mer captanos Estos compuestos tienen una alta intensidad de  olor   y un gr an  impacto en el olfato, per o tienen tendencia a reaccionar con el óxido de hierro  y son fácilmente oxidados. El butilmercaptano terciario es un odorante común del gas natural, con buena volatilidad y olor impactante.

5

NCh2264 El etilmer captano es usado, comúnmente, como un odor ante de GLP; su uso se  limita a aquellos gases, de modo que todos los gases licuados de petr óleo tienen  un olor   distinto del gas natur al.

 A.2.2 Sulfu ros Los sulf ur os tienen menor   intensidad de olor  que los mer captanos, per o son más estables. Sin embar go,  ellos son absor bidos más fácilmente por  las  tuber ías de hierr o, pr incipales y de ser vicio, de modo que hay tendencia a no ser  uti lizados en el gas natur al que se distribuye por  sistemas más antiguos.

 A.2.3 Com pu estos de azu f re cícli cos odor ante cíclico más usual es el tetrahidrotiof eno, muy estable, pero que no tiene el impacto de olor de los mer captanos. El

Sin embargo, parece que el olor  de los mercaptanos tiende a causar fatig a, rápidamente, en el sentido del olfato , en tanto que el  tiofeno, que no tie ne el mismo impacto inicial, pr esenta una mayor  per sistencia del olor  detectado. Por estas r azones, las mezclas de butilmer captano ter ciar io (MBT) con tetr ahidr otiofeno (THT) son muy popular es.

6

NCh2264

 Anexo B (Infor mativo)

Descripción de título  y alcance de  normas ISO y ASTM c i tad as en cláusula 2 Referencias normativas

 A STM Designation: D 1142 -95 (Reapproved 2006 )

Standar d test method for  water vapor  content of  gaseous fuels by measur ement of  dew point temper atur e.

1 Scope This test method cover s the determination  of the water vapor  content of  gaseous fuels by  measur ement of the dew-point  temperatur e and the calculation there from of  the water vapor  content. 1.1

 A STM Designation: D 1945 -03 Standar d te st method f or analysis of natur al gas by gas chromatog r aphy.

1 Scope This test method cover s the determination of the chemical composition of natur al gases and similar  gaseous mixtur es  within th e r ange of composition  shown in table 1. This test method may be abbr eviated for the analysis of lean natur al gases containing negligible amounts of   hexanes and higher   hydr ocarbons, or  for  the de termination of  one or more components, as required. 1.1

 ASTM Designation: D 4468-85 (Reapproved 2006)

Standar d test method f or   tota l sulf ur   in gaseous fuels by hydr ogenolysis and r ateometr ic color imetr y.

1 Scope This test method cover s the determination of  sulfur gaseous f uels in the r ange fr om 0.001 to 20 par t per  million by volume (ppm/v). 1.1

1.2

This test method may be extended to higher  concentr ation by dilution.

7

NCh2264  ASTM Designation: D 4810 -06 Standar d test meth od for  hydrogen sulfide in natur al gas using length-of -stain detector  tubes.

1 Scope This test method cover s a pr ocedur e for  a r apid and simple field determination of hydr ogen sulfide in natur al gas pipelines.  Available detector   tubes pr ovide a  total measur ing r ange of 0.5  ppm by volume up to  40% by  volume, although the major ity of applications will be on the lower end of  this range (that is, under 120 ppm). 1.1

Typically, sulf ur  dioxide and mercaptans may cause positive interf erences.  In some, cases,  nitrogen dioxide can cause a negative interference. Most detector tubes will have a pr ecleanse layer designed to  remove cer tain interferences up  to some maximum inter fe   r ent level. Consult manufactur er s instr uctions f or specific interference information. 1.2

 ASTM Designation: D 5504-08

Standar d test method for  determination of   sulfur compounds in natur al gas and gaseous fuels by gas chromatogr aphy and chemiluminescence.

1 Scope This test method is pr imar ily for the determination of speciated volatile sulfur-containing compounds in high methane content gaseous fuels such as natur al gas. It has been successfully applied to other  types of gaseous samples including air, digester, landfill,  and r efiner y fuel gas. The detection r ange for   sulf ur   compounds, r epor ted as picogr ams sulfur , is ten (10) to one million (1 000 000). This is equivalent to 0.01 to 1 000 mg/m3, based upon the analysis of  a 1 cc sample. 1.1

The r ange of this te st method may be extended to higher  c oncentr ation by dilution or by selection of a smaller sample loop. 1.2

NOTE 1) Dilution will r educe method precision.

This test method does not pur por t to identify all sulfur  species in a  sample. Only compounds that ar e eluted thr ough the selected column under  the chr omatogr aphic conditions chosen ar e deter mined. The detector  r esponse  to sulfur  is equimolar  for  all sulfur  compounds within the scope (1.1) of this te st method. Thus, unidentifie d compounds are determined  with equal pr ecision  to that of  identified substances. Total sulfur  content is determined fr om the total of individually quantified components. 1.3

8

NCh2264 ISO 1973 9:2004

Natur al gas - Deter mination of sulf ur  compounds using gas chromatog r aphy.

 Abstract Specifies the determination of  hydr ogen sulf ide, carbonyl sulfid e, C1 to C4 thiols,

sulfides and te tr ahydr othiophene (THT) using gas c hr omatogr aphy (GC). Depending on the method chosen fr om those  given in its a nnexes, the application r anges for  the determination of  sulf ur  compounds can var y, but whichever  of the meth ods is used, its r equir ements apply.

9

NCh2264

 Anexo C (Infor mativo)

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 ASTM D 4150

Standar d ter minology r elating to gaseous f uels.

[10] Proposición de GNL Chile y GNL Mejillones (septiembre 2008).

10

fuel gases by

NORMA CHIL ENA OFICIA L

INSTITUTO

N A C I O N A L

DE

NCh

N O R M A L I Z A C I O N

z

2264.Of2009

INN-CHILE

Gas natural - Especifi cac iones Natur al gas - Specifi catio ns

Primer a edición

: 2009

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