Gas Natural Licuado

1. Gas Natural Licuado

El gas natural licuado (GNL) es gas natural que ha sido procesado para ser transportado en forma líquida o para ser almacenado cómo reserva para luego ser vaporizado nuevamente. Es la mejor alternativa para monetizar reservas en sitios apartados, donde no es económico llevar el gas al mercado directamente ya sea por gasoducto o por generación de electricidad. El gas natural es transportado como líquido a presión atmosférica y a -162 °C donde la licuefacción reduce en 600 veces el volumen de gas transportado.

Hoy en día las operaciones de GNL están ampliándose rápidamente en todo el mundo, y cada vez hay más plantas en construcción o en vías de desarrollo.

2. Historia del GNL

Los orígenes de la tecnología de licuefacción del GNL aparecen alrededor de 1920 cuando se desarrollaron las primeras técnicas de licuefacción del aire. El primer uso de GNL fue para recuperar helio del gas natural. El proceso se basaba en la licuefacción de los hidrocarburos que contenían helio, dejando este último en fase gaseosa; después de la extracción del helio, el GNL se vaporizaba y se vendía como combustible.

En el pasado, el gas natural se consideraba un subproducto sin valor asociado con la extracción petróleo crudo, hasta que en 1920 se hizo evidente que era una valiosa fuente de combustibles como el propano y el butano.

• 1941 – Primera planta de licuefacción en Cleveland, Ohio.

• 1959 – Primer envío de GNL por buque.

• 1960 – Primera planta de licuefacción con carga de base en Argelia.

• 1964 – Comercio a gran escala entre Argelia y Europa.

• 1969 – Transporte de GNL de Alaska a Japón.

• 2008 - Primera planta de Reserva de GNL en Quintero, Chile

3. Cadena de procesamiento

Un proyecto de GNL es altamente complejo tanto desde el punto de vista técnico así como del comercial. El proyecto debe tener en cuenta todos los aspectos de la cadena de producción desde el yacimiento, el tratamiento preliminar en los pozos, el transporte por tubería a la planta de licuefacción, el llenado de barcos, el transporte a las unidades de revaporización y, finalmente, la venta y distribución del gas ya sea como gas natural o en la forma de electricidad.

Los proyectos de GNL son proyectos que representan varios miles de millones de dólares de inversión, por lo que requieren la participación de compañías integradas (que tengan unidades de exploración, producción y distribución de gas) de alta solvencia económica y entidades financieras que contribuyan el capital de inversión. Todos estos factores han creado una industria en la cual el riesgo de inversión sea bajo y requiere que tanto los contratos de compra y venta de gas sean a largo plazo, en este caso 20 años con reservas mínimas en el orden de 12 billones de pies cúbicos por proyecto (12 TCF en el argot internacional.)

4. Licuefacción

La licuefacción es el método por el cual el gas natural a temperatura y presión normales se enfría a muy baja temperatura con el objetivo de cambiar su estado físico de gas a líquido, facilitando así el transporte a largas distancias de forma segura. El proceso de licuefacción tiene principalmente dos fases, la primera es enfriamiento y condensación y la segunda es lo que se denomina "flashing", en este último proceso se baja la presión a casi atmosférica. El proceso "flash" es un proceso adiabático por el cual no se añade ni se quita calor al proceso pero se baja el punto de ebullición al líquido. Se puede realizar esto por medio de un Expander o simplemente por medio de una válvula que toma el nombre del proceso mismo: J-T valve (por el efecto Joule Thompson). Al realizar esta última etapa en la elaboración del GNL se producen vapores llamados "flash". La cantidad de vapores creados depende de la presión de tu GNL y del tanque al cual estas enviando el GNL

El gas alimentado a la planta de licuefacción viene de los campos de producción. Los contaminantes que se encuentran en el gas natural se extraen para evitar que se congelen y dañen el equipo cuando el gas es enfriado a la temperatura del LNG (-161ºC) y para cumplir con las especificaciones técnicas del gasoducto en el punto de entrega.

El proceso de licuefacción puede ser diseñado para purificar el GNL a casi 100 por 100 metanos.

El proceso de licuefacción consiste en el enfriamiento del gas purificado mediante el uso de refrigerantes. La planta de licuefacción puede consistir en varias unidades paralelas (trenes). El gas natural es licuado a una temperatura aproximada de –161ºC. Al licuar el gas, su volumen es reducido por un factor de 600, lo que quiere decir que el GNL a la temperatura de -161ºC, utiliza 1/600 del espacio requerido por una cantidad comparable de gas a temperatura ambiente y presión atmosférica.

5. Proceso de Licuefacción

Cuando se extrae el gas natural de los yacimientos subterráneos, a menudo contiene otros materiales y componentes que deben ser eliminados antes de que pueda ser licuado para su uso:

• Helio por su valor económico y por los problemas que podría producir durante el licuado;

• Azufre, corrosivo a equipos, dióxido de carbono que se solidifica en las condiciones de licuefacción, y mercurio, que puede depositarse en instrumentos y falsificar las mediciones;

• Agua, que al enfriar el gas se congelaría formando hielo o bien hidratos que provocarían bloqueos en el equipo si no se eliminaran;

• Hidrocarburos pesados, llamados condensado, que pueden congelarse al igual que el agua y producir bloqueos del equipo y problemas en la combustión del gas.

El GNL producido debe ser usado en procesos de combustión y por lo tanto hay que extraer algunos hidrocarburos para controlar su poder calorífico y el índice de Wobbe. Dependiendo del mercado final, la remoción de etano, propano y otros hidrocarburos debe estar controlada mediante una unidad de remoción de líquidos que puede estar integrada en el proceso de licuefacción.

6. Etapas del Proceso de Licuefacción:

El proceso de licuefacción en una planta puede resumirse de la siguiente manera:

1. Etapa de extracción de CO2: Se realiza la purificación del gas por adsorción del dióxido de carbono (CO2) y el agua existentes en el mismo, por medio de la aplicación de una corriente inversa de solución de momo-etanol-amina (MEA).

2. Etapa de deshidratación y filtrado: Se le extrae la humedad al gas hasta lograr valores menores a 1 ppm. Luego se realiza un filtrado para extraer trazas de mercurio y partículas sólidas, y además se produce la separación de los hidrocarburos pesados por condensación parcial.

3. Etapa de licuefacción y almacenamiento: Se produce el enfriamiento necesario para su licuefacción. El GNL producido se envía al tanque de almacenamiento, el cual lo mantiene a su temperatura de licuefacción, operando a una presión de 20 a 70 mbar. El GNL es almacenado en tanques de paredes dobles a presión atmosférica, que más bien es un tanque dentro de otro. El espacio anular entre las dos paredes del tanque está cubierto con un aislante. El tanque interno en contacto con el GNL, está fabricado de materiales especializados para el servicio criogénico y la carga estructural creada por el GNL. Estos materiales incluyen 9% de acero, níquel, aluminio y concreto pretensado. El tanque exterior está fabricado generalmente de acero al carbono y concreto pretensado.

7. Regasificación del GNL:

Es el proceso que consiste en calentar el Gas Natural Licuado para convertirlo en Gas Natural y poder consumirlo en calderas o quemadores, o exportarlo fuera de la planta de regasificación para usos industriales o domésticos.

• + Métodos de Regasificación

• + Manejo de BOG (Boiloff Gases)

• + Re condensación GNL

• + Equipos en Plantas Regasificadoras

Figura Recepción y almacenamiento de gas natural licuado.

Luego, el GNL vuelve a su estado gaseoso original. Para ello, se bombea desde los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los usuarios finales, ubicados corriente abajo de la tubería. Posteriormente, el gas se distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional.

Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificación en la zona de mercado, el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de almacenamiento. Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal de licuefacción. Generalmente, la descarga de un buque requiere unas 12 horas.

Otra modalidad de distribución consiste en el transporte de GNL a bordo de cisternas especialmente diseñadas para su carga, desde las plantas regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros, hasta clientes que disponen de depósitos de GNL que están diseñados para almacenar y regasificar el gas para su uso. Esta es la única modalidad de transporte de GNL posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional.

8. PRINCIPIOS BASICOS DE LA REFRIGERACION:

La refrigeración actualmente se usa no solo en plantas de licuefacción de GNL sino también en otras aplicaciones como recuperación de GNL, control del punto de roció de hidrocarburos, condensación del reflujo en fraccionadores de hidrocarburos ligeros, etc.

Diversos factores entran en juego en cuanto a la selección del refrigerante, y estos factores vienen dados por los requerimientos de temperatura necesarios, disponibilidad del refrigerante, costo,

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