Remocion de N2

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COMANDO COMANDO GENERA GENERAL L DEL DEL EJ EJ RCITO RCITO ESCUELA MILITAR DE INGENIERÍA

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“MCAL. ANTONIO JOSÉ DE SUCRE”

BOLIVIA

CARRERA : Ingeniería Petrolera MATERIA : Tecnología del Gas Natural I SEMESTRE : Séptimo “B” ESTUDIANTES: Rodrigo Ariel García Cotari DOCENTE : Ing. Ana Claudia Saavedra R. FECHA

: 03/04/2019

COCHABAMBA – BOLIVIA

C5644 - 8

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REMOCIÓN DEL NITRÓGENO DEL GAS NATURAL 1. INTRODUCCIÓN La industria La industria petrolera es la tercera generadora de óxidos de nitrógeno, los gases los gases del óxido de nitrógeno son un grupo un grupo de gases que combinan nitrógeno y oxígeno; y oxígeno; los los óxidos de nitrógeno reaccionan con la luz la luz solar. Estos gases son también componentes de la lluvia la lluvia ácida, la exposición la exposición a altos niveles de óxidos de nitrógeno pueden causar náuseas, irritación de los ojos y la nariz, formando edemas pulmonares. En general, la corriente de gas natural posee, impurezas o contaminantes como nitrógeno, hidrógeno, anhídrido carbónico, y sulfuro de hidrógeno. El hidrógeno y el nitrógeno son gases inertes que solo van a afectar el poder calorífico del gas y también, lógicamente, el costo de transporte. Mientras que el anhídrido carbónico (CO2) y el sulfuro de hidrógeno, forman ácidos o soluciones ácidas en presencia del agua contenida en el gas. Estas sustancias son muy indeseables y deben eliminarse del gas natural. En la actualidad, los avances en los procesos de tratamiento de gas son fundamentalmente promovidos por: 

Reducción de emisiones a la la atmósfera.



Eficiencia energética de procesos involucrados. involucrados.



Alto grado de contaminación que presentan los los gases en la actualidad

El Nitrógeno es ligeramente más liviano que el aire y ligeramente soluble solub le en agua. Se tiene el concepto de que es un gas inerte y también es utilizado como tal. Éste forma óxido nítrico y dióxido de Nitrógeno con oxígeno, amoniaco con hidrógeno y sulfuro de Nitrógeno con azufre.







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2. OBJETIVOS DEL GRUPO Describir el proceso de remoción de nitrógeno que se encuentra en el gas natural a partir de tratamientos criogénicos, adsorción., separación de membranas.

3. MARCO TEÓRICO. 3.1.

¿QUE ES EL GAS NATURAL?

Es una mezcla de hidrocarburos que se encuentran en el subsuelo en estado gaseoso o en disolución con el petróleo: 

Gas Natural Asociado. - Se produce acompañando al Petróleo



Gas Natural No Asociado. - Se produce sin presencia de Petróleo

El gas natural es una mezcla de hidrocarburos livianos en estado gaseoso, que en su mayor parte está compuesta por metano y etano, y en menor proporción por propano, butanos, pentanos e hidrocarburos más pesados. Si el contenido de hidrocarburos de orden superior al metano es alto se le denomina gas rico, de lo contrario se conoce como gas seco. Las principales impurezas que puede contener la mezcla son vapor de agua, gas carbónico, nitrógeno, sulfuro de hidrógeno y helio, entre otros.







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Características del Gas Natural 

Combustible fósil.



Inodoro e incoloro.



Comparativamente tiene una combustión más más limpia que otros combustibles (menor cantidad de CO2, CO, NO2, S y cenizas).



Motores y quemadores que usan gas son fáciles de limpiar y conservar.

Constituyentes del gas natural

Esquema de procesamiento del gas







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3.2.

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NITRÓGENO

Constituye el 78% en volumen de la atmósfera terrestre, en donde se presenta como moléculas de N2, aunque el Nitrógeno es un elemento para la vida, los compuestos de Nitrógeno no son particularmente abundantes en la corteza terrestre. Se puede encontrar en: 

La corteza terrestre en cantidad limitada limitada (nitratos).



Bajo la forma orgánica (en las plantas y en organismos vivos o muertos que conforman el humus)



Bajo la forma forma mineral (amoníaco) permitiendo contribuir a la fertilidad del suelo.

El Nitrógeno (N2) es un gas incoloro, inoloro e insípido que forma el 78.09% del aire que respiramos. El Nitrógeno es un gas no inflamable y no sostiene la combustión. El Nitrógeno es ligeramente más liviano que el aire y ligeramente soluble en agua. Se tiene el concepto de que es un gas inerte y también es utilizado como tal. Éste forma óxido nítrico y dióxido de Nitrógeno con oxígeno, amoniaco con co n hidrógeno y sulfuro de Nitrógeno con azufre. Los compuestos de Nitrógeno se forman a través de procesos biológicos. Los compuestos se forman también a altas temperaturas o a moderadas temperaturas con ayuda de un catalizador. A altas temperaturas el Nitrógeno se puede combinar con metales activos como el litio, el magnesio y el titanio para formar nitruros. El Nitrógeno es necesario para varios procesos biológicos, y se utiliza como un fertilizante, usualmente del amoniaco o compuestos basados en amoniaco.







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Destilación criogénica Adsorción Separación por membranas

Planta de Eliminación de Nitrógeno (NRU)

El proceso consiste en que una porción del gas seco proveniente de las plantas de









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Las secciones de enfriamiento de gas y pre separación toman el gas de alimentación de alta presión el cual se enfría contra las corrientes de retorno de producto y se suministra a la columna de pre separación la cual produce produ ce metano líquido que es evaporado y recalentado en una serie de niveles de presión (baja presión, media presión, alta presión y corriente de regeneración) y un vapor rico en nitrógeno que se envía a la sección de rechazo de nitrógeno para procesamiento adicional.

La sección de rechazo de nitrógeno de la NRU toma el caudal superior en nitrógeno (42 a 51







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Recuperación de los líquidos del GN Se utiliza otra destilación criogénica, para obtener: 

Etano



Propano



Isobutano



N- butano



Pentanos

3.3.1. DESTILACIÓN CRIOGÉNICA La destilación criogénica es el método más común para remover el Nitrógeno, ya sea en el gas natural (GN) o en la separación del aire, como ya se vio, los métodos criogénicos son los más económicos y brindan mayor rendimiento en la separación del Nitrógeno.

Destilación Criogénica en el Gas Natural El método más común para remover el Nitrógeno del gas es la destilación criogénica. El The Engineering Data Book (2004b) señala que para concentraciones que estén por de debajo del 20% N2 se puede utilizar un diseño de una columna simple. Para concentraciones más altas, ,

una columna dual es mejor. Con la adición de un compresor de reciclaje, se puede utilizar a bajos contenidos de N2







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La figura 3.2 muestra un diagrama de flujo de una USN de dos columnas, el fluido de alimentación contiene 15% N2 de un desmetanizador en una planta de turbo expansión. El gas







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columna de baja presión a -184°C (-300°F). ( -300°F). El flujo después de la cabeza es aproximadamente 98% N2 y el producto del fondo es e s aproximadamente 98% CH4







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

Temperatura



La presión parcial de las especies adsorbidas.

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Una vez que el adsorbente y las especies adsorbidas han sido elegidas, la temperatura y la presión parcial se convierten en las variables gobernantes . Todas las separaciones industriales de adsorción regenerativas envuelven dos pasos: adsorción para separar las especies, seguido de desorción y remoción de las especies adsorbidas para prepar ar al adsorbente para más uso En sistemas de gas natural, para el retiro a granel de un componente de otro como puede ser la remoción del CO2 o del N2 del gas natural para ponerlo dentro de especificaciones, PSA puede ser la opción por que las concentraciones de las especies adsorbidas son altas y el calor de adsorción es bajo. El adsorbente Puerta Molecular (molecular gate) es una nueva familia de tamices moleculares con un tamaño de poro ajustable. Durante el proceso de fabricación, el tamaño de poro se establece de modo que N2 y / o CO2 se eliminan de la corriente de alimentación contaminada mientras que el metano no puede entrar en el poro y fluye a través del lecho fijo de adsorbente como gas de venta en presión de alimentación cerca. Este ahorro de presión es una ventaja importante para el proceso. Ya que el CO2 es una molécula aún más pequeña que se puede retirar fácilmente.









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El adsorbente se aplica en un sistema de adsorción por oscilación o cambio depresión (PSA) en donde, este sistema, funciona modificando la presión de un paso o punto de alimentación a alta presión que absorbe el Nitrógeno a una etapa o punto de regeneración de baja presión para eliminar el nitrógeno absorbido previamente. Dado que el metano no cabe en el poro del adsorbente, el Nitrógeno pasa a través de la cama a la presión de alimentación ( Figura 3.5 y

3.6)







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mecánica; la capa delgada es responsable de las propiedades de separación. Los polímeros que exhiben una buena separación pueden no ser ideales para proveer soporte mecánico ni estabilidad química a largo plazo. Se pueden fabricar mejores membranas si se combina el rendimiento con la resistencia. Gracias a la investigación en tecnología de membranas se desarrollaron este tipo de membranas con estas capacidades y fueron especialmente diseñadas para el mercado del gas natural. En la Fig. 3.7 se muestra la sección transversal de este tipo de membranas. La membrana consiste de tres capas: una fábrica no tejida que sirve como la membrana de sustrato (la red de apoyo); una capa de micro poros resistentes a solventes, duro y durable provee apoyo mecánico sin resistencia de transferencia de masa; y una capa selectiva no porosa, libre de defectos, realiza la separación.







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REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 

https://es.slideshare.net/exarkunmx/gas-natural-2142777

http://www.perupetro.com.pe/wps/wcm/connect/984b352d-2ac3-4f97-815c-



104617f8528f/Charla+Basica+sobre+GasNatural.pdf?MOD=AJPERES http://www.iapg.org.ar/sectores/eventos/eventos/listados/presentacionesjornadas/004.



pdf http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/TextosOnline/EnciclopediaO



IT/tomo3/78.pdf http://www.monografias.com/trabajos96/analisis-contaminantes-petroleo-



crudo/analisis-contaminantes-petroleo-crudo.shtml 

https://es.slideshare.net/ErickaTambo789/texto-de-refinacin-35305229

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