Gas Natural Aplicaciones y Procesamiento

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

Gas Natural

Jaime Santillana Soto /Ubaldo Apaza Facultad Ingeniería Química Gas Natural Natural y Condensados Condensados UNI-FIQT UNI-FIQT

1

Syllabus 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Fuentes de Energía Gas Natural: Conceptos básicos. Suministro y demanda de de ga gas na natural. Propiedades de del ga gas na natural y con condensados dos Aplicaciones y usos del gas natural. Introducción al al Pr Procesado de de Ga Gas Na Natural. Fundamentos de de Pr Procesos de de Separac ración. Tecn Tecnol olog ogíías para para rec recuper uperac ació ión n de de con cond densa ensado dos s del del gas natural 9. Tratamiento de Gas Natural. 10. 10. Desa Desarr rrol ollo lo del del gas gas natu natura rall en en el el Per Perú. ú.

Gas Natural Natural y Condensados Condensados UNI-FIQT UNI-FIQT

2

Syllabus 11. 11. 12. 12. 13. 13. 14. 14. 15. 15. 16. 16. 17 . 18. 18.

Fund Fundam amen ento tos s proc proces esos os sep separ arac acio ion n II. II. Fluj Flujo o de de flu fluid idos os comp compre resi sibl bles es Tran Transp spor orte te de gas gas nat natur ural al y conde condens nsad ados. os. Plan Planta tas s de Frac Fracci cion onam amie ient nto o de líq líqui uido dos s del del gas natu natura rall- Cami Camise sea a Nueva Nuevas s apl aplic icac acio ione nes s del del gas gas natu natura ral: l: Gas Gas Natural Licuefactado Petr Petroq oquí uími mica ca a par parti tirr del del natu natura ral. l. Camisea II Come Comerc rcia iali liza zaci ción ón de gas gas natu natura rall y conde condens nsad ados os


3

5.-Aplicaciones del Gas Natural


4

El Gas Gas Na Natu tura rall es es el co comb mbus ustib tible le fó fósi sill más limpio CO2 emission (gas = 100) 200 20 0

187

153 150 15 0

100 100 10 0

50

0

gas Source: IEA/BP

oil Gas Natural Natural y Condensados Condensados UNI-FIQT UNI-FIQT

co a l 5

Usos Gas Natural y sus Condensados     



Comb Combus usti tibl ble es alte altern rnos os a los los der deriv ivad ados os pet petró róle leo o: GLP, condensado del gas natural reemplazó al kerosene. Metano sustituye a petróleos industriales industriales Generación energía eléctrica. Insumo industrial.- Ma Manu nufa fact ctur ura a hie hierr rro o esp espon onja ja.. Emp Emple leo o en Marcona Marcona y pot potencia encialmen lmente te en Cuzco. Cuzco. Materia Prima.- En ind indus ustr tria ia de de fert fertililiz izan ante tes s nitr nitrog ogen ena ado dos s (amoniaco y urea) y en la manufactura de metanol tanto para uso directo como para la manufactura de MTBE. Insumo Insumo para para Industria Industria Petroquím Petroquímica ica.- Po Poliliol olef efin inas as (PEB (PEBD, D,PE PEAD AD,, PVC, PP, PS).


6

4 años después de inicio de Camisea 

La demanda del GLP se ha incrementado en 45% en los últimos úl timos 4 años. En el año 2006 2006 la demanda de GLP (24 MBPD) MBPD) fue superior superior a la demanda total de todas todas las Gasolinas Gasolinas (20 MBPD) MBPD) y ha despla desplazado zado del segundo segundo lugar lugar a los combustibles industriales (20 MBPD). .


7

Qué es el el GL GLP 





¿Qué ¿Qué es el GLP? GLP? El GLP o Gas Licuado de Petróleo es una mezcla de hidrocarburos que a condi con dicio ciones nes norm n ormal ales es de de (O° (O °C y 1 atm.) se encuentran en estado gaseoso, y a temperaturas ambientales y moderadamente alta presión, son licuados y se pueden almacenar en recipientes cerrados. Esta condición de licuación favorece también su transporte y manipuleo, ya que su volumen se reduce 250 veces. El Gas Licuado de Petróleo está compuesto, mezcla de propano y butano.

Propiedades   





 

Es un producto incoloro. Es inodoro. En vapor es más pesado que el aire. Líquido es más liviano que el agua. Tiene gran poder disolvente, sobr sobre e tod todo o en: en: • Caucho natural • Grasas • Aceites y pinturas No es tóxico NO ES PELIGROSO!!!


8

Suministro centralizado de GLP


9

Suministro centralizado de GLP


10

Aplicaciones Comerciales


11

Aplicaciones Comerciales


12

Aplicaciones Domésticas Principales aplicaciones: aplicaciones:  Cocina  Calentamiento de agua  Secado de ropa


13

GLP automotriz


14

GLP automotriz CARACTERISTICAS Proviene de Reservas de Gas Natural. Octanaje Banda fija 100-101 Mezcla especialmente especialmente diseñada para automoción. Producto aditivado. Producto estandarizado. 



 

 


15

Nuevos Usos del Gas Natural



Tecnologí Tecnología a GTL.GTL.- Es la manufa manufactur ctura a de combusti combustible bles s líquidos líquidos sintéticos sintéticos tanto tanto por por métodos métodos indirectos indirectos Fisher Fisher Tropsch Tropsch como en la conversión directa de gas natural a combustibles.



Gas Gas Natura Naturall Comp Comprim rimido ido (CNG, (CNG, GNV).GNV).- Es una una for forma ma de de transportar y emplear el Gas Natural Seco.



Gas Natu Naturral Licue icueffacta actad do (LNG LNG).- El ga gas s se lucu lucuef efa acta cta, transporta en B/T como líquido, se reconvierte en gas en destino y s emplea como gas nuevamente.



Base para Industria Petroquímica.de Petroquímica .de clase MundialPoliol Poliolefi efinas nas (polie (polietil tileno enos, s, cloruro cloruro de polivi polivinil nilo, o, poliest poliestire ireno no), ), etilenglicol, ácido acético. Gas Natural Natural y Condensados Condensados UNI-FIQT UNI-FIQT

16

Usos gas natural como combustible directo Gas Natural

GNC

Combustibles motor

C1/C2

GLP C5+

Liquidos del Gas Natural

GLP C1 /C2 Metano/Etano

Como Combustible

Hornos a alta temperatura

Hornos a media temp.

Hornos a baja temperatura


Centrales Termicas Generadoras de Electricidad Productos Quimicos Cementos Ladrillos Vidrios Ceramica Metalurgia

Otras Industrias Prod. alimenticios Papeleria Secado de vegetale vegetales s Industria Textil Desalinizacion Calefaccion/Coccion

17

Uso Tradicional Gas Natural


18

Usos del Gas Natural •GLP (Consumo Doméstico Exportación) Líquidos Líquidos •GLP (Consumo Doméstico Exportación) •Condensado (Exportación) ) •Condensado(Exportación CONSUMOS CONSUMOS

Residencial Residencial

GAS GASNATURAL NATURAL

Procesamiento Procesamiento GAS GAS

Comercial Comercial

Generación Eléctrica Generación Eléctrica

Transporte Transporte Industrial Industrial

•LNG (Exportación) •LNG (Exportación) •GTL (Exportación) •GTL (Exportación)

GNV GNV Petroquímica Petroquímica (materia prima) (materia prima)


19

Uso Gas Natural


20

Uso Gas Natural


21

Uso Gas Natural sector eléctrico Eficiencia 37%

Energía Térmica Gasoducto Camisea

Energía Eléctrica

Líneas de Transmisión

Central Termoeléctrica


22

Mercado eléctrico para gas natural

Eepsa

Energí Energí a Pacasmayo Pacasmayo

C.T. Malacas

C.T. Pacasmayo

Potencia Efectiva Térmica en el SEIN 1747 MW Termoselva

Egasa

C.T. Aguaytia

C.T. Mollendo Mollendo

TACNA

C.T. Santa Rosa Etevensa


C.T. Ventanilla

23

Kallpa

Descripción

Planta

3 tu turbinas Siemens, ci ciclo abierto

Potenc Potencia ia 568 MW total total (194 en cons const.) t.) Inversi Inversión ón US$ 280 milli million on Combust. Combust.Gas Gas Natural Ubicación Accionista

Chilca 100% Inkia Energy

Nuevos Proyectos

Sum. Sum. gas gas 100% 100% cont contra rata tado do hast hastaa 2022 2022 Transp.gas

~82% contratado hasta 2023

- Cicl Ciclo o Comb Combin inad ado o de Kall Kallpa pa - Hidroe Hidroeléct léctric ricaa Cerro Cerro del Águila Águila


24

Nuevos Usos del Gas Natural en Perù 

Materia Materia Prima.Prima.- Para fertiliz fertilizante antes s nitrogenad nitrogenados os (amoniac (amoniaco o y urea), en la manufactura de metanol y de hierro esponja.



Materia Materia Prima en Indsutria Indsutria Refinación Refinación..- Hidrógeno Hidrógeno para hidrotrat hidrotratamie amientos ntos e hidroprocesos.



Gas Natural Natural Licuefac Licuefactado tado (LNG).(LNG).- El gas se lucue lucuefact facta, a, trans transporta porta en B/T B/T como líquido, se reconvierte en gas en destino y s emplea como gas nuevamente.



Tecnologí Tecnología a GTL.- Es la manufactura manufactura de combust combustibles ibles líquidos líquidos sintético sintéticos s tanto tanto por métodos métodos indirecto indirectos s Fisher Fisher Tropsch Tropsch como en la conversión conversión directa de gas natural a combustibles.



Gas Natural Natural Compr Comprimido imido (CNG, (CNG, GNV).GNV).- Es una forma forma de transp transporta ortarr y emplear el Gas Natural Seco.



Base Base para para Indust Industria ria Petroq Petroquím uímica ica.de .de clase clase Mundia Mundiall- Poliol Poliolefi efinas nas (polietilenos, cloruro de polivinilo, poliestireno), etilenglicol, ácido acético. Gas Natural Natural y Condensados Condensados UNI-FIQT UNI-FIQT

25

Proc Procesa esado do Gas Gas a Quí Quími mico cos s y Com Combu bust stib ible les s Diesel Gasolina Sintesis

GLP

Upgrading

Fischer Tropsch

Gas Combustible Ceras/Lubricantes Potencia

Potencia Fuel Cells

SYNGAS

Quim Quimic icos os (MTB (MTBE, E, Acid Acido o Acetic, Acetic, Formaldeh Formaldehido) ido)

Natura Naturall Gas Gas / Associated Gas

Synfuels

Metanol

Diesel/Gasolina

MTP

Propileno/Polipropileno Acido Acrilico

MTO

Acido Acrylic/Acrilatos Ethileno/Propileno

MTD

Fuel Fuel (DME (DME))

MTH

Hidrógeno

Amoniaco Gas Natural Natural y Condensados Condensados UNI-FIQT UNI-FIQT

Amoniaco/Urea/Fertilizante 26

Methanol Gasolina del gas (GTL)

Guardar Gas para generaciones futuras

Diesel del gas (GTL)

Aplicaci Aplic aciòn òn di direc recta ta en celdas combustibles Gas Natural Licuefactado (LNG)

Gas Natural

Gas Natural Vehicular (GNV) Petroquìmicos del gas

Generación y Exportacion energ ene rgìa ìa el elec ectr tric ica a

Fertilizantes

Crear un Anillo energético Sud Su d Am Amer eric ican ano o


27

6.-- Intro 6. Introdu ducc cció ión n al Proc Proces esad ado o de Gas Natural


28

Procesamiento de Gas natural

Tratamiento: Retiro componentes ácidos

Procesamiento: Retiro CO2, H2S, Hg

Separación condensados, Fraccionamiento Líquidos Gas Natural

Gas Natural

Estabilización Condensados


29

Procesado Gas natural Una vez extraído de los reservorios el Gas Natural sigue un proceso de acondicionamiento, acondicionamiento, separación y fraccionamiento: fraccionamiento: Acondi dici cion onam amie ient nto. o.-- Cons Consis iste te en la elim elimin inac ació ión n de las las  Acon impurezas: azufre, agua, CO2 y otras que no tienen valor comercial.


30

Etapas Procesamiento Procesamiento 

    

Eliminación de compuestos ácidos (H2S y CO2) por sus propiedades corrosivas que afectan a ductos y usuarios finales. Gas alimentado alimentado denominado denominado “amargo”, “amargo”, el producto producto “gas dulce” y el proceso es “endulzamiento”. “endulzamiento”. Deshidratación o remoción del vapor de agua para prevenir la formación de sólidos hidrocarburo / agua llamados hidratos. Remoción de de mercurio mercurio cuando cuando está presente en el gas. Recuperación del azufre de los gases ácidos que se generan durante el proceso de endulzamiento. Remoción de Nitrógeno para incrementar el valor calorífico del gas lo cual disminuye el volumen a ser s er transportado. transportado. La recuper recuperación ación ó separaci separación ón de etano etano e hidrocar hidrocarburo buros s licuables licuables mediante alguna tecnología adoptada.


31

Gas Natural No-Hidrocarburos

Hidrocarburos

(Sour Gas)

Qué es un Gas Acido (Sour Gas)? Es un gas gas ácid ácido o que que cont contie iene ne dióx dióxid ido o Carb Carbo ono y Sulfu ulfuro ro de hidrógeno.


32

Tratamiento de Gas Natural Gas Contaminantes en gas natural :       

CO2 H2S Mercaptanos (RSH) Carbon Carbonyl yl sulfi sulfide de (COS) (COS) Sulfuro Carbono (CS2) H20 Hg

La remoción remoción está determinada por los requisitos aguas aguas abajo abajo En plantas de LNG se requiere: CO2 < 100 ppmv ppmv (congelam (congelamiento iento equip equipos) os) H2S < 4 ppmv (especifi (especificació cación n ventas ventas del gas) gas) H20 < 1 ppmv ppmv (congelam (congelamiento iento equip equipos) os) Hg <0.01 µgr/Nm3 (corrosion en intercambiadores de aluminio )


33

Recu Recupe pera raci ción ón de comp compon onen ente tess y sepa separa raci ción ón

PROCESADO

FRACCIIONA MIENTO


34

Cali Calida dad d Gas Gas Nat Natur ural al y Proc Proces esad ado o de Gas Gas 

En boca de pozo el gas natural tiene: H2S CO2 Nitrógeno Mercurio



Estos contaminantes deben ser retirados



Hidrocarburos, C1, C2,C3, C4, C5, C6+



La calidad del gas natural determina los procesos de purificación/separación


35

PROCESAMIENTO DE GAS NATURAL 

OBJETIVO:

EXTRAER COMPONENTES CONDENSABLES DEL GAS PARA VENTAS O ESPECIFICACION DE TRANSPORTE



CONCEPTO:

RECUPERACION DE ETANO, PROPANO, Y MAS PESADOS DE LA CORRIENTE DE GAS NATURAL.


36

PROCESAMIENTO DE GAS NATURAL P

P entrada T entrada

P salida T salida

• • • • P • • • Gas procesado • • C

B

P R

T Gas Natural Natural y Condensados Condensados UNI-FIQT UNI-FIQT

37

PROCESAMIENTO DE GAS NATURAL Producción

C1 C2

GAS NATURAL SECO

?

GNL

Transporte Planta de Separación

C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7+

GLP

C3 C4

GAS NATURAL

Acondicionamiento (Remoción de H2S, H2O, CO2)

LGN

Planta de Fraccionamiento

C3 C4 C5 C6 C7+ GASOLINA NATURAL


C5 C6 C7+

38

Espec Es pecif ific icac acio ione ness de Prod Produc ucto toss 

El GPA (Gas Proces Processor sor Assoc Association iation)) tiene tiene especificacio especif icaciones nes para para Liquidos Liquidos del Gas Gas Natural: Natural: -Etano -Propano -Butano -Gasolina Natural



Estas especifica especificacione cioness varían mucho mucho y s enegocian enegocian entr entree compradores y vendedores



Estas especificaciones impactan en el procesado proc esado del gas natural.


39

Proc Pr oces esad adoo de Gas Gas Nat Natur ural al


40

Drive Drivers rs para para conf config igur urac acio iones nes de recol recolec ecció ción n y separa separació ción n de gas gas natu natural ral 

Localizació Localización.n.- Donde Donde esta el el gas, donde donde están están los mercado mercados; s; cuales productos se pueden suministrar a dichos mercados; cuales son las especificaciones especificaciones para dichos productos. productos.



Calidad Calidad Gas Gas y caracterí característica sticas.s.- Contami Contaminant nantes es del gas (H2S y CO2); cantidad hidrocarburos condensables en el gas; condiciones de recolección del gas; presión disponible para el gas.



Economía global para la recolección y el procesado.Condiciones actuales y condiciones futuras en llos os mercados; mercados; contratos presentes y futuros.


41

ACONDICIONAMIENTO DE GAS







 

LICUEFACCION DE COMPONENTES Y GENERACION DE CORRIENTE LIQUIDA (LGN O NGL) ECONOMIA DETERMINA FRACCIONAMIENTO Y VENTA COMO COMPONENTES “PUROS”, O GLP (LPG) TRES SISTEMAS: ABSORCION EN ACEITE POBRE (LEAN OIL ABSORTION), REFRIGERACION, Y PLANTAS CRIOGENICAS. CRIOGENICAS. PARA TRANSPORTE: REFRIGERACION MECANICA MAS COMUN PARA PRODUCCION DE COMPONENTES: PLANTAS CRIOGENICAS MAS COMUNES DEBIDO A SU CAPACIDAD DE RECUPERACION Y MENOR CAPEX Y OPEX UNITARIO


42

Propiedades relevantes del Gas Natural para su procesamiento 



Densidad y/o compresibilidad del gas Densidad del líquido   Calor específico  Entalpías Entropías   Energía libre  Calor de combustión Calor de reacción  Viscosidad   Conductividad térmica Punto de rocío rocío del hidrocarbur hidrocarburo.o.- Se especifica especifica para evitar evitar condiciones de flujo de fases múltiples en la líneas de transmisión.  Punto de rocío rocío del agua.agua.- El gas natural natural de reservori reservorios os suele estar saturado de vapor de agua. Cuando la presión y temperatura cambian, se puede condensar el agua libre llevando a la posible formación de hidratos de gas. El contenido de agua se mantiene a un nivel en que el agua libre no se formará. Gas Natural Natural y Condensados Condensados UNI-FIQT UNI-FIQT

43

PROCESAMIENTO DEL GAS NATURAL 

Recuperación Recuperación ó separación separación de etano etano e hidrocarburos hidrocarburos licuable licuabless mediante mas pesados -Refrigeración Simple. -Refrigeración en Cascada. -Absorción Simple. -Absorción Refrigerada. -Absorción Mejorada. -Turbo Expansión Criogénica.



Fraccionamiento de los hidrocarburos líquidos recuperados, obteniendo corrientes ricas en etano, propano, butanos y gasolina.


44

Procesado Gas natural



Separación Separación de compon componentes entes del gas gas natura natural.l.- Mediante Mediante este proceso el gas se separa en: a. Gas natural seco (metano y etano) que se transporta por gasoductos hasta los centros de consumo. b. Líquidos de gas natural (LGN) constituido por propano, butanos, pentanos e hidrocarburos más pesados que se transportan por po poliductos hasta un una planta de fraccionamiento. Dos Procesos para obtención Líquidos Gas Natural (LGN): Método de Absorción Proceso de Expansión Criogénica.


45

Gas Natural Aplicaciones y Procesamiento

Recommend Documents