Tema: Procesos del Gas 1.- Reservas y producción producción del gas 2.-Procesos de Extracción Extracción 3.-Tratamiento del gas a) Procesos de endulzamiento. b) Deshidratación del gas c) Proceso Criogénico d) Proceso de Absorción e) Fraccionamiento Fraccionamiento del gas. 4.- Usos. Usos. a) Gas Natural seco. b) Gas Natural licuado. c) Gas LP d) Condensados Condensados del gas. 5.- Distribución y comercialización. comercialización.
Tema: Procesos del Gas 1.- Reservas y producción producción del gas 2.-Procesos de Extracción Extracción 3.-Tratamiento del gas a) Procesos de endulzamiento. b) Deshidratación del gas c) Proceso Criogénico d) Proceso de Absorción e) Fraccionamiento Fraccionamiento del gas. 4.- Usos. Usos. a) Gas Natural seco. b) Gas Natural licuado. c) Gas LP d) Condensados Condensados del gas. 5.- Distribución y comercialización. comercialización.
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Mezc Mezcla la gase gaseos osaa en cond condic icio ione ness norma normale less de pres presió ión n y temp temper erat atur ura. a. No tiene olor ni color color,, y por lo genera generall se encuentr encuentraa en forma natura naturall mezc mezcla lado do con con otro otross hidro hidroca carb rbur uros os fósi fósile les. s. El gas natural contiene contiene impurezas impurezas como agua, ácido sulfhídric sulfhídrico, o, dióxido de carbono y nitrógeno que tienen que ser removidas antes de su transp transport ortee y comerc comercial ializa izació ción. n.
El gas natural se encuentra generalmente en depósitos subterráneos profundos formados por roca porosa o en los domos de los depósitos naturales de petróleo crudo.
Componente
%
Componente
%
Metano
95,0812
i-pentano
0,0152
Etano
2,1384
Benceno
0,0050
Propano
0,2886
Ciclohexano
0,0050
n-butano
0,0842
Nitrógeno
1,9396
i-butano
0,0326
CO2
n-pentano
0,0124
Otros
0,3854 0,0124
GAS NATURAL
POR SU COMPOSICION
POR SU ORIGEN
ASOCIADO
NO ASOCIADO
HUMEDO
CASQUETE
DULCE
SOLUCION
AMARGO
ALMACENAMIENTO
SECO
COMPRIMIDO
LICUADO
CENTRO PROCESADOR DE GAS
GAS LP (25%( 5.1 MMMUSD
GAS NATURAL 12 MMMUSD (59%)
PETROQUÍMICOS BÁSICOS, AZUFRE Y OTROS (16%) 3.3 MMMUSD
86% residencial, comercial/industrial 14% automotriz
43% Pemex 31% Sector eléctrico 20% Sector industrial 6% Autogeneración
Industriales Exportación
El petróleo extraído generalmente viene acompañado de sedimentos, agua y gas natural, por lo que deben construirse previamente las facilidades de producción, separación y almacenamiento.
o
LA PRESIÓN ORIGINAL EN YACIMIENTO DE ACEITE.
Bajo saturados:
La presión inicial es mayor que la presión de saturación pi>pb. Todo el gas esta disuelto.
Saturados:
La presión inicial es igual o menor que la de saturación. Cuando pi≤pb, hay gas libre, ya sea disperso o en forma de casquete.
El gas natural se extrae por expansión, esto significa que la misma presión del gas contenido en los depósitos de las rocas, produce el impulso de los fluidos hacia las paredes del pozo para luego subir al exterior. (Expansión por gas disuelto liberado-Expansión del sistema-Expansión del casquete de gasExpansión combinada) Es natural que la presión de producción de gas del pozo, disminuya gradualmente a lo largo de la explotación del yacimiento, sin embargo su vida útil se puede extender utilizando compresores para imprimirle fuerza al gas que se encuentra bajo tierra y ayudarlo a llegar hasta el gasoducto.
Existen pozos que son exclusivamente gasíferos, es decir no estamos en presencia de gas asociado a petróleo sino de gas libre, el cual no necesariamente tiene que ser seco. En estos casos contamos con instalaciones acondicionadas para la separación primaria de líquidos, el manejo y control de la producción de gas. Una vez superada esta etapa, el proceso será el mismo para éste y para la producción de gas asociado ya separado.
El gas natural asociado se envía a plantas de tratamiento para aprovecharlo en el mismo campo y despacharlos como gas seco hacia los centros de consumo a través de gasoductos. En el caso de yacimientos que contienen únicamente gas natural, se instalan los equipos requeridos para tratarlo (proceso de secado, mantenimiento de una presión alta) y enviarlo a los centros de consumo.
SULFURO DE HIDROGENO: H2S DIOXIDO DE CARBONO: CO2 SULFURO DE CARBONILO: COS DISULFURO DE CARBONO: CS2 MERCAPTANOS: RSH NITROGENO: N2 AGUA: H2O DIOXIDO DE AZUFRE: SO2 MERCURIO
Procesos de endulzamiento Deshidratación del gas Proceso Criogénico Proceso de Absorción Fraccionamiento del gas
El proceso de endulzamiento de gas consiste en remover los contaminantes: H2S H2S (áci (ácido do sulf sulfhí hídr dric ico o) CO2 CO2 (bió (bióxi xido do de carb carbon ono o)
Del Del gas gas húme húmedo do amar amargo go reci recibi bido do de los los pozo pozoss prod produc ucto tore res. s. Este proceso consiste en la absorción selectiva de los contaminantes, mediante una solución acuosa, a base de una formulación de amina, la cual circula en un circuito cerrado dond dondee es rege regene nera rada da para para su cont contin inua ua ut utililiz izac ació ión. n.
Eliminación de compuestos ácidos La recuperación de etano e hidrocarburos licuables mediante procesos criogénicos. Recuperación del azufre de los gases ácidos.
Concentración de impurezas. Temperatura y presión disponible. Volumen de gas a procesar. Composición de hidrocarburos. Selectividad de los gases ácidos por mover. Especificaciones del gas ácido residual.
Absorción química (proceso de amina)
Absorción física (solventes físicos)
Combinación de ambas técnicas (solución mixta)
Eliminación de gases ácidos por absorción química con soluciones acuosas con Alcanolaminas. Este proceso consta de dos etapas: Absorción de gases ácidos Regeneración de la solución absorbente
Aminas utilizadas para tratar el gas: Monoetanolamina
(MEA) Dietanolamina (DEA) Metildietanolamina (MDEA) Diisopeopilamina (DIPA) Diglicolamina – econoamina (DGA)
Tabla 20.7 Varios procesos para la eliminación de gases ácidos Absorción química Absorción física (Procesos de solventes químicos) (Procesos solventes física) Alcanolaminas Selexol MEA Rectisol SNPA-DEA (DEA) Sulfinol UCAP (TEA) Selectamina (MDEA) Econamina (DIPA) Soluciones de sales alcalinas Carbonato potásico caliente Catacarb Giammarco-Vetrocoke No regenerables Caústico *unos procesos de solventes físicos y químicos combinados
En la siguiente tabla se muestran las los tipos de métodos utilizados en el proceso de endulzamiento, con sus respectivas reacciones químicas.
El proceso de endulzamiento de condensado amargo consiste en remover los contaminantes, H2S (ácido sulfhídrico) y CO2 (bióxido de carbono), de una corriente líquida de condensado amargo recibido de los pozos productores. Este proceso consiste en la absorción selectiva de los contaminantes, mediante una solución acuosa a base de una formulación de amina, la cual circula en un circuito cerrado donde es regenerada para su contínua utilización.
Se define como la remoción del agua en forma de vapor que se encuentra asociada con el gas desde el yacimiento.
HIRATOS Son
estructuras cristalinas, que se forman de la combinación de agua en presencia de algunos hidrocarburos en forma gaseosa a altas presiones y bajas temperaturas.
Principales razones para la deshidratación del gas
El agua liquida y el gas natural pueden formar hidratos parecidos al hielo que pueden obstruir válvulas, tubería, etc. El gas natural que contiene agua liquida es corrosivo, particularmente si contiene CO2 o H2S. El vapor de agua utilizado en los gasoductos de gas natural pueden condensarse causando condiciones lentas de flujo. El vapor de agua aumenta el volumen y disminuye el valor calorífico del gas natural, por lo tanto se reduce la capacidad de la línea.
Compresión seguida por enfriamiento
Depresión del punto de rocío: El Punto de Rocío es la temperatura a la cual un gas no saturado con respecto al vapor de agua puede ser enfriado sin que se produzca la condensación del agua.
Absorción por desecantes
Sólidos: ▪
▪
▪
Caracterizados por la estructura de sus poros que contienen áreas superficiales muy grandes. Tienen gran afinidad por el agua. Pueden secar el gas a menos de 0.1 ppm de agua o puntos de rocío de –150°f.
Líquidos(GLICOLES) ▪
▪
▪
▪
▪
Menores costos de instalación Menor caída de presión. El proceso de deshidratación utilizando glicoles es de tipo continuo. La reposición de glicol perdido es fácilmente recompensable. Las unidades de regeneración de glicol requieren menos cantidad de energía por lb de agua removida.
Los Glicoles más comunes son los siguientes:
ETILENGLICOL (EG) DIETILENGLICOL (DEG) TRIETILENGLICOL (TEG) TETRAETILENGLICOL (TREG)
El proceso criogénico recibe gas dulce húmedo de las plantas endulzadoras de gas y en algunos casos directamente de los campos productores, el cual entra a una sección de deshidratación, donde se remueve el agua casi en su totalidad, posteriormente es enfriado por corrientes frías del proceso y por un sistema de refrigeración mecánica externo.
La absorción de licuables se realiza en trenes absorbedores, utilizando un aceite absorbente de elevado peso molecular, el cual después de la sección de absorción donde se obtiene el gas natural, pasa a un reabsorbedor donde se produce gas combustible por la parte superior y el aceite con los líquidos absorbidos por la parte inferior, posteriormente pasan a una sección de vaporización y finalmente a la sección de destilación donde se separan los hidrocarburos ligeros obteniéndose al final una corriente líquida de etano mas pesados, similar a las de las plantas criogénicas, la cual pasa a la sección de fraccionamiento.
Su principal propósito es recuperar ó separar Etano GLP Gasolinas naturales Es uno de los últimos procesos del gas.
Gas natural seco Gas natural licuado Gas LP Condensados del gas
El gas seco (gas natural comercial) se utiliza cómo:
Combustible en:
Transporte (autobuses y taxis) Hogares (calentadores de agua, estufas, calefacción) Comercios (aire acondicionado, calentadores de agua, hornos) Industrias (sistema de calefacción, secado, generación de vapor, hornos)
Generación de energía eléctrica por medio de plantas de ciclo combinado CCC, ésta tecnología consiste en utilizar la combustión del gas natural y el vapor que producen los gases de escape para generar electricidad de manera complementaria. Materia prima en la elaboración de productos petroquímicos ya que de forma relativamente fácil y económica puede ser convertido a hidrógeno, etileno, o metanol, para fabricar diversos tipos de plásticos y fertilizantes.
Dentro de las aplicaciones domésticas, se pueden distinguir cinco variantes, por lo menos:
Preparación de alimentos Calentamiento de agua en calentadores o calderas, proporciona calor ambiental a través de sistemas de calefacción central Lavado de ropa y loza, en lavadoras pretérmicas (las que reciben agua directamente del calentador o caldera), secado de ropa.
Entre las utilidades comerciales que prestan, están:
Los hornos de convección, la cocina profesional de restaurantes y hotelería, freidoras, lavavajillas de dimensiones con un compacto generador, convección de aire caliente, farolas a gas. En decoración e iluminación de jardines y plazas, la energía del gas surte parrillas de piedra volcánica y radiante. En cuanto al transporte, además del vehicular, el precio del GNL permite mover buques, ahorrando el 45% su costo. Y se implementan formas de bajar a un 25% las emisiones de CO2
Aplicaciones industriales, siderurgia y metalurgia de metales ferrosos. Como generador de electricidad llega a suprimir casi completamente las emisiones de dioxido de azufre, y las de carbono descienden a un 40%.
Gracias a la combinación hidrógeno-carbono, el GNL alcanza el índice mínimo de daño ambiental de todos los
Los usos principales del GLP son los siguientes:
Obtención de olefinas, utilizadas para la producción de numerosos productos, entre ellos, la mayoría de los plásticos.
Combustible para automóviles, una de cuyas variantes es el autogás.
Combustible de refinería.
Combustible doméstico (mediante garrafas o bombonas, depósitos estacionarios o redes de distribución).
Procesos industriales, calentar y secar productos agrícolas.
Combustible para generación eléctrica.
Combustible de nuevos barcos militares y de transporte.
Combustibles alternos a los derivados petróleo: GLP (Condensado gas natural) reemplaza al GLP, Metanol sustituye parcialmente gasolinas. Metano sustituye al Keroseno en la Generación de energía eléctrica. Combustible menos contaminante.
Insumo industrial:
Manufactura hierro esponja.
Materia Prima: En industria de fertilizantes nitrogenados amoniaco y urea) y en la manufactura de metanol.
Insumo para Industria Petroquímica: Poliolefinas
Gasoductos Económicos, respecto al transporte terrestre Principal medio de transporte en EUA y la Unión Europea
Carro-tanque
Buques-tanque
Clave NOM-001-SEDG-1996 NOM-002-SEDG-1999
Descripción Plantas de almacenamiento para Gas L.P. Diseño y construcción. Bodegas de distribución de Gas L.P. en recipientes portátiles. Diseño, construcción y operación. (Esta norma cancela y sustituye la NOM-056-SCFI-1994, publicada en el D. O. F. del 8 de diciembre de 1994).
NOM-003-SEDG-2004 NOM-004-SEDG-2004 NOM-005-SEDG-1999
Estaciones de gas L.P. para carburación. Diseño y construcción. Instalaciones de aprovechamiento de Gas L .P. Diseño y construcción. Equipo de aprovechamiento de Gas L.P. en vehículos automotores y motores estacionarios de combustión interna. Instalación y mantenimiento.(Esta norma cancela y sustituye a la NOM-034-SCFI-1994).
NOM-010-SEDG-2000
Valoración de las condiciones de seguridad de los vehículos que transportan, suministran y distribuyen Gas L.P. y medidas mínimas de seguridad que se deben observar durante su operación.
NOM-011-SEDG-1999
Recipientes portátiles para contener Gas L.P. no expuestos a calentamiento por medios artificiales. Fabricación.(Esta norma Sustituye la NOM-EM-011-SEDG-1999, la cual canceló la NOM-018/1-SCFI-1993)
NOM-011/1-SEDG-1999
Condiciones de seguridad de los recipientes portátiles para contener Gas L.P. en uso.
NOM-012/1-SEDG-2003
Recipientes a presión para contener Gas L. P., tipo no portátil. Requisitos generales para el diseño y fabricación. (Esta norma cancela a la NOM-021/1-SCFI-1993, publicada el 14 de octubre de 1993)
La distribución es el último paso de un complejo proceso por el cual en muchos casos el gas recorre miles y miles de kilómetros. Por regla general, comprende la distancia desde las plantas de regasificación hasta el punto de suministro que todo cliente tiene en su domicilio. Por esto, para que un país cuente con una buena distribución debe contar con la llamada “red de distribución” que consiste en un sistema de canalizaciones por donde se transporta el gas natural hasta el consumidor. Mediante Distribuidoras y comercializadoras de gas.
La distribución geográfica de los centros de producción y abastecimiento, y su relación con los puntos de demanda, requieren de una robusta infraestructura para el transporte y distribución. El gas natural se transporta y distribuye a través de una red de tuberías, de las cuales se efectúan las entregas a los clientes, principalmente del sector eléctrico e industrial. El gas licuado del petróleo es transportado por tuberías hasta terminales de distribución, las cuales están distribuidas estratégicamente con el objeto de cubrir todo el territorio mexicano. En las terminales de distribución se realizan las ventas de primera mano a los distribuidores privados, quienes se encargan de llevar el producto al consumidor final. La logística de distribución es una función vital para asegurar el abasto nacional de este producto. Además del transporte de productos terminados, se mantiene una red de tuberías que interconectan centros de trabajo como parte de la infraestructura de proceso y de esquemas de flexibilidad operativa, con el objeto de trasladar productos intermedios.
Para llevar a cabo sus actividades de producción, transporte y comercialización, Pemex Gas cuenta con la siguiente infraestructura: - Complejos procesadores de gas - Terminales de distribución de gas licuado - Representaciones comerciales
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- 16 Sectores de Ductos distribuidos en la República Mexicana con un total de 12,678 km de ductos los cuales se desglosan por el producto que transportan de la siguiente forma: 9,037 km que transportan gas natural; 1,815 km que transportan gas licuado del petróleo; 1,294 km de petroquímicos básicos; 490 km de petroquímicos secundarios 40 km que transportan agua.
Dichos sistemas de transporte por ductos están integrados por 15 estaciones de compresión, 5 estaciones de bombeo y 9 interconexiones internacionales.
Las reservas probadas de gas natural totalizaron 7,361 billones de pies cúbicos(Bpc). Las reservas de Medio Oriente representaron 38.4% de las reservas globales La federación Rusa aportó 21.4%. En 2011 la producción mundial de gas natural totalizó 316,982 millones de pies cúbicos diarios(MMpcd), 3.1% mayor que la del 2010 Principales productores de gas: Estados unidos con 63,014 MMpcd y 58,730 MMpcd, respectivamente. Japón y Estados Unidos fueron los dos importadores más importantes con 10,348 MMpcd y 9,491 MMpcd.
MMpcd: millones de pies cúbicos diarios Mbd : miles de barriles diarios Mt: miles de toneladas
Aunque en todos los procesos se mantienen políticas orientadas a los clientes, es en éste donde se mantiene la relación más estrecha con ellos aquí se establecen los acuerdos comerciales y se vigila el cumplimiento de los compromisos establecidos. Pemex Gas comercializa el gas natural, el gas licuado de petróleo y los petroquímicos básicos que produce en sus instalaciones, además de los que generan otros organismos subsidiarios de Petróleos Mexicanos. Éstos productos son: Etano Naftas Pentano Hexano heptano y materia prima para producción de negro de humo.
En este proceso se administran las ; importaciones y exportaciones necesarias para equilibrar la oferta y demanda de gas natural y petroquímicos básicos.
