O comportamento das variaveis pressao, temperatura e volume dos gases reais e bastante dificil de descrever e para modela-lo utiliza-se a Lei do Gas Perfeito ou Ideal. A partir de observacoes experimentais foi estabelecido que o comportamento das variaveis pressao, temperatura e volume dos gases a baixa densidade pode ser representado com bastante precisao pela seguinte equacao de estado, chamada Equacao de Estado dos Gases Ideais:Onde:P = Pressao [Pa = N/m2];V = Volume [m3];n = N.o de Moles;R (Constante Universal dos Gases Ideais) = 8,3144 N m / (mol K);T = Temperatura Absoluta [K];O peso molecular do Metano (CH4) e 16,04, o que significa dizer que cada mol de CH4 pesa 16,04 gramas. Assim, conhecida massa de gas, pode-se calcular o numero de moles.Em densidades muito baixas, todos os gases e vapores reagem de maneira bastante proxima a relacao P-V-T da equacao de estado dos gases ideais.Como a densidade e uma funcao da pressao e da temperatura, verifica-se que em pressoes muito baixas e temperaturas superiores tal comportamento se verifica.Em pressoes maiores, o comportamento dos gases pode desviar-se substancialmente da equacao de estado dos gases ideais. Para corrigir-se este desvio introduz-se, entao, um fator de correcao variavel chamado Fator de Compressibilidade (z), e equacao de estado dos gases reais:Tal fator pode ser uma funcao grafica ou matematica de temperatura, pressao e composicao do gas.Para um gas perfeito, z = 1; para o gas natural pode-se considerar o fator de compressibilidade do metano dado no seu diagrama de compressibilidade4.Expansao do GasA expansao do gas natural tem algumas aplicacoes importantes como a liquefacao do gas em pequenas proporcoes e a realizacao de trabalho recuperando energia do gas natural liquefeito quando da sua vaporizacao.Assim como ocorre na compressao, a expansao de um gas se aproxima de uma expansao adiabatica e obedece a equacao teorica abaixo:Os processos termodinamicos sao semelhantes, com a unica diferenca de que a expansao libera energia enquanto a compressao consome energia.Assim, se a expansao e feita atraves de uma turbina (turbo-expansor), pode-se realizar trabalho util vencendo uma resistencia (carga) sobre seu eixo.Neste processo de expansao adiabatica as variaveis de estado (P-V-T) comportam-se de tal forma que a temperatura final e significativamente menor que a inicial, permitindo sua aplicacao em processos de liquefacao. A composicao do gas natural liquefeito, igualmente a do gas natural comercial depende fundamentalmente do seu reservatorio de origem. Antes da liquefacao e necessario submeter o gas natural bruto a tratamentos que dependem das caracteristicas originais do gas e normalmente consistem dos seguintes processos:desidratacao total para evitar o risco de formacao de hidratos ou a formacao de gelo;dessulfurizacao, para evitar riscos de corrosao dos equipamentos;descarbonatacao e eliminacao dos C5+, para evitar a formacao de particulas abrasivas;separacao eventual do mercurio cuja condensacao pode provocar estragos nas canalizacoes de aluminio;retirada de helio;Dentre as caracteristicas relevantes do Gas Natural Liquefeito, podemos ressaltar:incolor;temperatura do liquido a pressao atmosferica e entre (-165) oC e (-155) oC, dependendo da composicao;pressao operacional da planta entre poucos mbar ate 75 bar;densidade relativa entre 0,43 a 0,48, conforme a composicao;calor de vaporizacao latente de 120 Kcal/Kg;elevada taxa de expansao.