Procesamiento Y Tratamiento Del Gas Natural

PROCESAMIENTO Y TRATAMIENTO DEL GAS NATURAL

El tratamiento de gas natural son un conjunto de operaciones que se realizan para eliminar impurezas, y ajustarlo a los parámetros establecidos por las regulaciones de cada cliente.

Cada impureza contenida en el Gas puede ocasionar diversos problemas.

Por lo cual es necesario eliminarlas para:

1. Maximizar la seguridad de las instalaciones y de las personas.

2. Minimizar las fallas operacionales.

3. Adecuar el gas a las especificaciones exigidas por los clientes (calidad del gas).

4. Proteger el medio ambiente.

El grado de separación (de partículas sólidas y liquidas) del gas natural depende de la aplicación particular y está fijado como una especificación técnica.

Justificación

La limpieza del gas se justifica por las siguientes razones:

1. Economía: recuperar hidrocarburos líquidos

2. Para prevenir problemas operacionales: erosión, formación de espuma y reducción de la eficiencia de los procesos de transporte, compresión, tratamiento y criogenia

Aplicaciones

Los depuradores y los filtros protegen procesos e instalaciones y se colocan a la entrada de:

Limpieza del gas natural

Se entiende por limpieza del gas el proceso de remoción de partículas muy pequeñas (menores de 10 micras) de sólidos y gotas de líquido que se encuentran suspendidas en el gas. Para remover partículas sólidas se utilizan filtros y para separar las partículas liquidas del gas se usan los depuradores (Scrubbers).

Cuando se requiere un gas natural muy limpio (contenido de partículas menores de

0.5 micras), se utiliza un FILTRO-DEPURADOR.

Principios y mecanismos de separación

1) Separación de partículas sólidas principio: retención de partículas sólidas en un medio filtrante formando torta o incrustamiento en los poros del medio filtrante. Mecanismo: uso de un medio filtrante apropiado. Equipo: filtro.

2) Separación de partículas liquidas principio: coalescencia y asentamiento gravitacional (diferencia de densidades entre el líquido y el gas).Mecanismo: cambios de dirección y de velocidad del gas. Equipo: extractor de niebla.

Control de hidratos

Bajo ciertas condiciones de temperatura y presión, el agua y ciertos hidrocarburos, forma compuestos sólidos llamados hidratos. Estos cristales pueden taponar válvulas, conexiones y aún bloquear completamente líneas. Los tapones o terrones de hidratos cuando se transportan con el flujo de gas pueden dañar y aún romper tuberías, válvulas, conexiones y el interior de recipientes.

El metano, etano, propano, iso-butano, gas carbónico y ácido sulfhídrico fácilmente formarán hidratos, pero el n-butano sólo con dificultad lo hace; los pentanos e hidrocarburos más pesado no forman hidratos. Los hidratos se formarán si el gas dulce que contiene el agua libre se enfría por debajo de su temperatura de formación de hidratos. La temperatura a la cual se formarán hidratos depende de la presión y de la composición actual del gas.

Por lo tanto, la línea de formación de hidratos mostrada no puede ser completamente precisa para todos los gases pero es típica para muchos gases y para una aproximación detallada más precisa, deben usarse gráficos separados. La formación de hidratos se puede evitar ya sea usando un inhibidor de hidrato (metanol, etanol, isopropanol, etilenglicol, entre otros) para mezclarlo con el agua libre que está presente en el gas o que se ha condensado durante el enfriamiento, o por remoción del agua desde el gas (deshidratación) antes que su temperatura caiga por debajo de la temperatura de formación de hidrato.

Deshidratación del gas natural:

La deshidratación del gas natural son procesos que permiten eliminar el exceso de agua presente en el gas, entre los métodos más comunes se encuentran:

Absorción por un líquido

La deshidratación por absorción es uno de los métodos más satisfactorios de deshidratación. Aunque se puede usar cualquiera de los líquidos desecantes, la gran mayoría de los sistemas de absorción usan glicol (1,2-etanodiol) para remover el vapor de agua del gas y puede establecerse que se deshidrata más gas natural con glicol que por cualquier otro medio.

Algunas veces se usan deshidratadores de cloruro de calcio para secar pequeña cantidades de gas en áreas aisladas o remotas. Sin embargo, debe notarse que este método no es proceso de absorción. Como en el sistema están presentes sólidos de cloruro de calcio, en sentido estricto se efectúa un proceso de adsorción.

Deshidratación con glicol: El proceso de deshidratación de gas natural más común es el contacto del gas con un líquido higroscópico como el glicol. Este es un proceso de absorción, donde el vapor de agua en la corriente de gas es disuelto en una corriente de glicol relativamente pura.

La deshidratación con glicol no es relativamente costosa, ya que el agua puede separarse fácilmente del glicol por calentamiento; a esto se le llama regeneración o reconcentración del glicol. Bauxita que se ha vuelto poroso por activación) o un desecante tipo sílice-gel. Estos desecantes se pueden activar o regenerar así que se pueden usar durante muchos ciclos de adsorción y reactivación. Con deshidratación de desecantes sólidos se puede obtener puntos de rocío muy bajos y en esta forma es común una resultante residual de vapor de agua de menos de ½ lb/mmpcs a la salida de gas. En una aplicación normal, esto puede corresponder a un punto de rocío de -40ºf.

Deshidratación por un desecante sólido

Donde se necesita la más alta depresión posible de punto de rocío puede ser más efectivo el proceso de adsorción usando un desecante sólido y seco. En los procesos de adsorción los materiales se concentran en la superficie de un sólido como un resultado de las fuerzas que existen en esta superficie. El proceso de adsorción, igual que los procesos de absorción, no involucra reacciones químicas; la adsorción es puramente un fenómeno superficial. “superficial” no se refiere sólo a la superficie exterior de la partícula adsorbente sino a la superficie efectiva de los capilares y poros. Cualquier adsorbente comercial usado para este proceso tendrá un área superficial total de 2400000-3900000 pie2/lb (500-800 m2/gramo). Hay un gran número de desecantes sólidos disponibles para la deshidratación de gas. En la mayoría de los sistemas se usa alúmina activada (un purificador

Procesamiento del Gas Natural : El procesamiento del gas natural consiste principalmente en La eliminación de compuestos ácidos, tales como Sulfuro de Hidrógeno, para lo cual se usan tecnologías que se basan en sistemas de absorción - agotamiento utilizando un solvente selectivo. El gas alimentado se denomina “amargo”, el producto “gas dulce” y el proceso se conoce como endulzamiento.

Eliminación de las Impurezas del Gas Natural: Las corrientes de gas natural poseen, impurezas o contaminantes Estas sustancias son muy indeseables y deben eliminarse de la corriente del gas natural antes de su comercialización. Las Normas de Calidad del gas. Los procesos para eliminar las sustancias ácidas del gas natural se conocen como procesos de endulzamiento del gas natural, y se realizan utilizando algún absorbente de las sustancias ácidas.

Estos procesos deben lograr que las corrientes de gases tratadas cumplan con las Normas de Calidad del gas natural comercial en cuanto al contenido de CO 2 y, deben cumplir con la economía del proceso; es decir, que la sustancia absorbente usada pueda ser recuperada y reutilizada en circuito cerrado. Las principales razones para remover los contaminantes del gas natural son:

a.- Seguridad del proceso que se realiza

b.- Control del proceso de corrosión

c.- Especificaciones de los productos producidos en un proceso

d.-Impedir la formación de hidratos

e.-Disminuir los costos del proceso de compresión

f.-Satisfacer las normas de gestión ambiental y

g.-Evitar el envenenamiento de los catalizadores .

El Endulzamiento del gas se hace con el fin de eliminar el H2S y el CO2 del gas natural. Como se sabe el H2S y el CO2 son gases que pueden estar presentes en el gas natural y pueden en algunos casos, especialmente el H2S, ocasionar problemas en el manejo y procesamiento del gas; por esto hay que eliminarlos para llevar el contenido de estos gases ácidos a los niveles exigidos por los consumidores del gas. El H2S y el CO2 se conocen como gases ácidos, porque en presencia de agua forman ácidos, y un gas natural que posea estos contaminantes se conoce como gas agrio.

Entre los problemas que se pueden tener por la presencia de H2S y CO2 en un gas se pueden mencionar:

- Toxicidad del H2S.

- Corrosión por presencia de H2S y CO2.

- En la combustión se puede formar SO2 que es también altamente tóxico y corrosivo.

- Disminución del poder calorífico del gas.

- Promoción de la formación de hidratos.

- Cuando el gas se va a someter a procesos criogénicos es necesario eliminar el CO2 porque de lo contrario se solidifica.

- Los compuestos sulfurados (mercaptanos (RSR), sulfuros de carbonilo (SCO) y disulfuro de carbono (CS2)) tienen olores bastante desagradables y tienden a concentrarse en los líquidos que se obtienen en las plantas de gas; estos compuestos se deben eliminar antes de que los compuestos se puedan usar.

En los Estados Unidos, la permisibilidad de gases ácidos en los gases naturales es de 2 a 3% de CO2 y de 4 ppm para

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