Proceso Del Gas Natural

PROCESO DEL GAS NATURAL NATURAL Proceso de Gas Operar y supervisar supervisar con toda solvencia solvencia una planta de gas en todo su aspecto aspecto técnico y aplicar las ariantes necesarias para una operación óptima y sin supervisión. Generalidades El conocimiento de los elementos elementos fundamentales es la base requerida para la prctica operati!a e"itosa# Operar y supervisar supervisar con toda solvencia solvencia una planta de gas en todo su aspecto aspecto técnico y aplicar las variantes necesarias para una operación óptima y sin supervisión.

 Terminolo  Terminologia gia basica: Elementos y atomos Componentes quimicos y Moleculas Masa atomica relativa Peso! Masa Molecular relativa  Peso! "alencia Me#clas $omenclatura de %idrocarburos basicos &erie para'nica: Cn()n*) &erie ole'nicas : Cn()n &erie +l,yno :

Cn()n-)

&erie +romatica : Cn()n- &erie $a/tenica : Cn()n

Componentes de %idrocarburos para'nicos: 0adicales 11. Metil 2 etil2 propil2sul/ato2 sul'to2 carbonato

+lco%oles 11.Metanol C(3O(2 etanol C)(4O( Mecaptanos1...0&(2 metyl mercaptano2 etyl mercaptano Carbono-sul/uros ..&ul'to de carbonil CO&2 disul'to C&) $itrogeno organicos-aminas 1Monoetanol amina ME+ dietanolamina 5E+  Trietanolamina TE+ Glicoles : Etilen glicol EG C)(6O(!) 5ietilen glicol 5EG 2 C)()C()O(-O-C)()C()O( TEG: C()-O-C()C()-O( - C()-O-C()C()-O(

O$%ET&'OS Principales ob(eti!os para procesar el )as en una planta son* 7.

0ecuperar la m89ima cantidad de lquidos posible.

). +condicionar tanto el gas como el lquido para que entren dentro de ciertas especi'caciones para su comerciali#ación.

TE+AS A TRATAR* ;os módulos o equipos que se utli#an para cumplir estos ob
Módulos de &eparación

).

Módulo de 5es%idratación

3.

Módulo de 0emoción de Gases =cidos

6.

Módulo de 0e/rigeración

4.

Módulo de +bsorción

.

Modulo de >raccionamiento y Estabili#ación

+,DULO DE SEPARAC&,N ;os equipos de separación se basan en los siguientes principios y?o mecanismos: 7.

Precipitación por gravedad

).

>uer#a centr/uga

3.

>uer#a de impacto

6.

Precipitación electrost8tica

4.

Precipitación sónica

.

>iltración

@.

&eparación ad%esiva

A.

+bsorción

B.

Térmica

PARTES DEL SEPARADOR 7. na sección de separación primaria para remover el lquido del gas. ). &u'ciente capacidad para lquidos2 para mane
4. n e9tractor de nieblas para capturar las gotas arrastradas o las muy pequeDas para que se asienten por gravedad. . Controles de presión y nivel de lquidos. T&POS DE SEPARADORES 

"ertical



(ori#ontal



Es/erico

&EP+0+5O0E& (O0FO$T+;E& VENTAJAS •

•

•

•

>8cil de transportar e instalar. M8s barato que el vertical. Para una dada capacidad de gas2 tiene menor di8metro que el vertical. M8s 8rea disponible para separar dos /ases lquidas.

DESVENTAJAS •

•

Control de nivel de lquido m8s crtica que el vertical. 5i'cultoso para limpiar.

SEPARADORES ES-ER&COS "E$T++& 

M8s barato que los anteriores.



Compacto.

5E&"E$T++& 



Espacio de separación y capacidad de retención de oleadas de lquido muy limitados. Pocos datos de operación de los mismos.

+ODULO DE DES.&DRATAC&,N El propósito de la des%idratación es: 



Prevenir la /ormación de %idratos los cuales causan problemas en las plantas de proceso al obstruir el Hu
DES.&DRATAC&ON ;as principales técnicas para des%idratar gas natural son:



+bsorción usando desecantes lquidos.



+bsorción usando desecantes sólidos.

DESECANTES L/0U&DOS Cuando las especi'caciones de contenido de agua del gas son de alrededor de @ lbs?MMPC2 la absorción con desecantes lquidos es económicamente m8s /actible. El lquido m8s utili#ado en des%idratación es el glicol como: trietilenglicol TEG!2 dietilenglicol 5EG! y tetraetilenglicol T0EG!.

DESECANTES S,L&DOS 

;as unidades de desecantes sólidos requieren una mayor inversión y mayor costo de operación que las unidades de des%idratacion por glicol.







Permiten reba
DESECANTES S,L&DOS 123 

  Alúmina.- Proveniente de una /orma natural de ó9ido de aluminio que es

activada por calentamiento. 

  Gels.- Gels de aluminio o silicio /abricadas y acondicionadas para tener

a'nidad con el agua. 

Tamices moleculares .- >abricados o provenientes de la naturale#a como

alIminosilicatos presentando un grado de selectividad basado en estructuras cristalinas en su adsorción de los componentes de gas natural. +ODULO RE+OC&ON DE GASES AC&DOS 





;a remoción de las impure#as denominadas gases 8cidos: ()& y CO) es necesaria para evitar la corrosión en los ductos de transporte. Para ello normalmente se utili#a un modulo que consiste en una torre de absorción2 una torre de regeneración y un caldero. En el proceso generalmente se utili#a etanol amina que tiene la propiedad de absorber las moléculas de ()& y CO).

RE+OC&ON DE GASES AC&DOS 123 







El proceso consiste en circular en contracorriente con el gas2 en la torre de absorción2 una solución de 74-JK de etanol amina en agua. ;a solución agua-etanol amina rica con ()& y CO) se descarga por el /ondo de la torre2 al regenerador2 donde por incremento de temperatura se liberan el ()& y el CO).  También se utili#an Tamices Moleculares para remover el ()& y el CO)  
+,DULO DE RE-R&GERAC&,N 

El gas2 luego de la separación y des%idratación2 contiene todava componentes pesados que es necesario e9traer por: ◦

◦

 El valor económico de la gasolina natural y el Gas ;icuado de Petróleo. ;os contratos de transporte por ductos establecen una temperatura de roco ba
RE-R&GERAC&,N Mediante un 0e/rigerante ;a re/rigeración puede ser lograda mediante la utili#ación de un re/rigerante como ser propano2 propileno2 /reón o amonia. Comunmente llamada refrigeración mecánica  pues se utili#a un compresor y su respectivo motor. Mediante un Turboe9pansor Especialmente interesante cuando la presión de entrega puede ser ba
RE-R&GERAC&ON POR TUR$OE4PANSOR

+,DULO DE A$SORC&,N ;a /unción de un absorbedor es remover los componentes licuables del gas.







Esto se logra por medio del contacto del gas con un aceite en una torre donde el aceite ba
+,DULO DE -RACC&ONA+&ENTO El /raccionamiento consiste en separar los componentes lquidos y gaseosos en sus componentes puros o combinaciones de ellos2 o sea etano2 propano2 butanos2 G;P2 gasolinas2 y condensados. 









Para esto se utili#a torres o columnas de /raccionamiento y el numero de las mismas depende de los productos que se desee e9traer. Para e9traer el G;P por e
"E+MO& E; &&TEM+ 5E G+& 5E&5E OT0O +$G;O

Condiciones de contorno de un sistema de proceso 7. Cantidad 5 analisis de los 6uidos de entrada ). Demanda del mercado1cantidad 5 precio3 para los productos e6uentes 3. Condiciones le)ales 5 cuasi le)ales impuestas 7 no !enteo8 prorrateos

contratos 5 acuerdos8 temas nacionales 5 politicos 5 otros 6. -actores ambientales9 disponiblidad de traba(o 5 calidad8 clima8 tasas locales8 densidad poblacional8 disponibilidad de ser!icios8 5 otros 4 Ni!el de toleranciade ries)o 7 tecnolo)ico8 politico 5 economico#  Calidad 5 cantidad de datos disponibles# +ODULOS DE DEC&S&ON +odulo de Reser!orio +odulo de Separacion Modulo de Tratamiento (proceso) de Gas  +odulo de Tratamiento

de Petroleo +odulo de Tratamiento de a)ua

Sub9modulos ADECUAC&ON 5es%idratacion endusl#amiento

E4TRACC&ON L&0U&DOS +bsorción +dsorción Condensación "alvula T turboe9pander re/rigeración

ESTA$&L&:AC&O N 5emetani#ador deetani#ador

TRATA+&ENTO PRODUCTOS des%idratacion Endul#amiento

a3 +odulo de Acondicionamiento de )as Planta de remocion de :

+gua

  &ul/uro dio9ido de carbono   $itrogeno   O9igeno   mercurio   solidos Procesos usados +bsorcion - glicol +dsorcion - silica gel2 tami# molecular  condensacion - en/riamiento Otros Lmembranas2 CaCl2etc b3 +odulo de e"traccion de liquidos Proceso usado : +bsorcion - ;ean Oil +dsorcion L nidades de ciclo corto nidades de recuperacion de (C Condensacion :

0e/. Mec.

 Turboe9pander oule Tompson Etano L

producto de alimento a la petroquimica

Propano L petroquimica -combustible utano -

petroquimica Lcombustible- me#cla gasolina

Gasolina natural - re'neria

c3 +odulo de estabili;acion ;a planta que se tiene basicamente consta de una torre de destilacion llamada estabili#adora 2 la cual estabili#a la gasolina %asta una tension de vapor de 7JJ ,pa  76.6psia!. d3 +odulo de tratamiento del producto En muc%os casos es necesario cumplir con ciertas especi'caciones de venta respecto a los niveles de contaminantes CO) del C) o C)* &ul/uro componentes del G;P +odulo de E"tracion de liquidos +odulo de Tratamiento 1proceso3 de )as

E4TRACC&ON DE L&CUA$LES S&STE+AS DE EN-R&A+&ENTO

&ituación en el proceso Circuitos de propano ntercambiadores de calor Proceso oule L T%ompson  Turboe9pansión 5i/erentes procesos criogénicos Situaci
Plantas de Gas $atural ;icuado ;$G. ;a seleccion del re/rigerante se basa generalmente sobre todo en los requerimientos de temperatura2 disponibilidad2 economia y e9periencia previa. Por e
;os re/rigerantes que mas se usan : etileno2 propano2 propileno2 0-7) y 0-)). Refri)eracion +ecanica Ciclo de refrigeracion

El efecto de refri)eracion puede ser alcan;ado usando uno de estos ciclos* •

•

•

Compresion 7 E"pansion de !apor   Absorcion Compresion de a)ua 7!apor 1 Steam %et3

Por utili;acion de de los dia)ramas de Presion 7 entalpias el ciclo de refri)eracion puede ser di!idido dentro de = pasos distintos* •

  E"pansion

•

  E!aporacion

•

  Compresion

•

  Condensacion

E"pansion %oule9Tompson El uso del efecto %ouleTompson1%9T3 para recuperara liquidos es una alternati!a atracti!a en muc>as aplicaciones# El concepto )eneral es para enfriar el )as por e"pansion del )as a tra!es de una !al!ula %9T# Con un intercambio apropiado de calor 5 una diferencial de presion )rande a tra!es de la !al!ula %9T8 temperaturas crio)enicas pueden lo)rarse resultando en altas e"tracciones e?cientes# La )ran diferencia entre un diseno %9T 5 los turboe"panders8 es que8 la e"pansion es adiabatica a tra!es de la !al!ula8 en cambio en el turbo e"pander es casi isentropica#

Ademas el diseno %9T tiende a ser menos e?ciente por unidad de ener)ia e"pandida que en el turboe"pander# Los proceos %9T ofrecen al)unas !enta(as sobre los turboe"pander 5 procesos de refri)eracion en las si)uientes situaciones# @# $a(as tasas de )as 5 modestas recuperaciones de etano 2# El proceso puede ser disenado sin equipos rotati!os#  Amplio ran)o de 6u(os# =# Simplicidad del diseBo 5 operaci
Proceso turboe"pander El uso del turbo e"pander en el las plantas de proceso de )as comen;o en los aBos # La ma5oria de las nue!as plantas de proceso para a la recuperacion de etano 5 propano fueron diseBadas para incorporar caracteristicas particulares !enta(osas de un truboe"pander produciendo traba(o util# El proceso que domina el diseBo de la planta de recuperacion de etano es el Proceso turboe"pander# Este proceso usa la presion del )as de entrada requerida para producir enfriamiento por e"pansion a tra!es de la turbina 1turboe"pansor3# El turboe"pander utili;a totalmente el traba(o util de esta e"pansion del )as# Tipicamente el e"pander esta li)ado a un compresor centrifu)o para recomprimir el )as residual del proceso# Debiodo a esto la e"pansion es casi isentropica8 el turboe"pansor reduce si)ni?catimente a la temperatura mas que la e"pansion a tra!es de la !al!ula %9T#

El proceso turboe"pander a sido aplicado a un amplio ran)o de condiciones de procesos 5 ademas a la pro5ectos de recuperacion de etanos8 a menudo 8 es usado para una alta recuperacion de propano# ;a seleccion de un proceso turboe9pander se indica cuando e9isten uno o mas de las siguientes condiciones : 7. Caida de presion libre la corriente de gas. ). Gas pobre 3. 0equerimientos de alta recuperacion de etano.  por encima del 3JK!. 6. 0equerimientos compactos de distribucion de plantas. 4. >le9ibilidad de operacion  /acilemente adaptable a amplio rango de presion y productos! (ay multiples /actores ademas de los indicados arriba que a/ectan la selecion del proceso >inal. &i dos o mas de las condicones de arriba e9isten generalmente un proceso de turboe9pander sera la me