LIMPIEZA DEL GAS NATURAL.

Integrantes

Marco Antonio Acevedo Rodríguez

Oscar Betancur Miranda

Octavio López Matías

Adrián Benítez Rosario

José Eduardo Vara González

I. Separación (Deshidratación y Separación de Líquidos)

II. Tratamiento (Separación de S, N2, CO2, etc..)

SEPARACIÓN DE LÍQUIDOS

EL GN al salir del pozo tiene entre sus componentes presencia de Agua y Pentanos.

Dicha agua provoca la formación de “hidratos” bajo condiciones de alta presión, baja temperatura turbulencia y presencia de algunos hidrocarburos pesados, y los HC mas pesados (C5+), se condensan a lo largo de los ductos.

Por esta razón es imprescindible la necesidad de deshidratar y eliminar los HC líquidos antes de inyectarlos a los gaseoductos.

DeshidrataciónConsiste en la eliminación del agua sea en estado vapor o líquido. El hecho de evitar la formación de “hidratos” es evitar que estos taponeen las tuberías, válvulas, lo cual hace que el diámetro de la tubería no se reduzca y por ende no afecte la capacidad de flujo de transporte. Por otro lado ayuda también a evitar la corrosión interna de la tubería y equipos ya que el agua contiene H2S y/o CO2.

Separación de Agua por Absorción y Adsorción

•Procesos Unitarios

PROCESOS DE SEPARACION DE AGUA

Procesos de Deshidratación con Glicol

•Proceso Unitario

Deshidratación PorEnfriamiento Directo

• Operación Unitaria

Deshidratación Por Compresión y Enfriamiento

• Proceso Unitario

PROCESOS DE DESHIDRATACIÓN

Los mas utilizados son:

Absorción Adsorción

Enfriamiento directo Compresión y Enfriamiento

Procesos de Deshidratación con Glicol

Es un proceso de Absorción que consiste en “absorber el vapor de agua” en contracorriente con una solución de Glicol de alta concentración.

El Glicol rico en vapor de agua es enviado a una columna fraccionadora donde su concentración aumenta a condiciones atmosféricas hasta 400°F.EL Glicol regenerado pasa luego a un

agotador en contracorriente con un fluido de agotamiento ó stripping, donde el Glicol alcanza niveles de 99.98 %peso, donde este Glicol altamente concentrado fluye a través de un intercambiador hasta una bomba de recirculación.

PROCESO DE ABSORCION

PROCESOS DE ADSORCIÓN La adsorción química: o adsorción activada es el

resultado de la interacción química entre el sólido y la sustancia adsorbida. Es grande el calor liberado. El proceso es irreversible debido a que la sustancia original sufre un cambio químico.

La adsorción física : es un fenómeno fácilmente reversible llamada adsorción de Van der Waals, es el resultado de las fuerzas intermoleculares de atracción entre las moléculas de un sólido y de la sustancia adsorbida. Este tipo de adsorción no está confinada a los gases sino también a los líquidos. Industrialmente se usa este tipo porque se basan en su reversibilidad para recuperación del adsorbente y volver a utilizarlo.

Adsorbentes Sólidos: Los principales adsorbentes de uso general en la industria del procesamiento del gas natural son: Sílica gel, Tamices Moleculares y Membranas.

PROCESOS DE DESHIDRATACIÓN

El efecto Joule-Thompson es la base de funcionamiento de los procesos de separación a bajas temperatura, aprovechando la elevada presión del gas a la salida del pozo, para provocar la expansión del gas, previamente separado de los líquidos, de manera de disminuir su temperatura hasta un valor inferior a la de formación de hidratos lográndose su formación controlada, su separación y que el gas disminuya su contenido en agua hasta los valores deseados.

POR ENFRIAMIENTO DIRECTO

DESCRIPCIÓN DE PROCESO:

El fluido del pozo entra al separador primario a alta presión donde se produce la separación de dos fases saliendo por la parte inferior el líquido y por la parte superior el gas húmedo.

Este gas, previo intercambio calórico sufre una expansión adiabática a través de la válvula reguladora de presión , bajando su temperatura a niveles inferiores al de la formación de hidratos. De esta forma se logra que los hidratos precipiten al fondo del separador donde el agua contenida en la molécula del hidrato es separada.

Una ,Vez obtenido el gas seco, este pasa por un sistema de medición de caudal, regulándose su salida hacia el gasoducto controlando la presión del separador de baja temperatura mediante una válvula, que debe estar acondicionada ala presión del gasoducto. (La temperatura del gas no debe ser menor nunca a la de formación de hidratos antes de su expansión).

POR COMPRESIÓN Y ENFRIAMIENTO

PROCESOS DE DESHIDRATACIÓN

✓Este proceso realiza tanto la separación de agua (deshidratación) y la separación de condensados C5+, provocando la condensación de vapor de agua e HC pesados mediante aplicación de sistemas de “compresión y enfriamiento”. A elevadas presiones se favorece la condensación de agua.

✓Esta operación requiere de un agente que inhiba la formación de hidratos al reducirse considerablemente la temperatura del gas. El agente mas apto es el Etileno Glicol: soluciones concentradas de 70% son muy higroscópicas y bajo punto de congelamiento .

DESCRIPCIÓN DE PROCESO:•El gas entra al separador de líquidos de baja presión para luego ingresar a un sistema de compresión y posteriormente ser enfriado con aire a temperatura ligeramente superior a la atmosférica.•Este flujo enfriado, pasa a un separador de alta presión donde se retienen los condensados . El gas saliente por el tope de este separador es mezclado con una solución de Glicol donde es enviado hacia un intercambiador de calor gas-gas y luego pasar a un sistema chiller.•En el chiller (enfriador) el gas propano se usa para enfriar el gas a temperaturas debajo del punto de rocío. Luego, en un separador de alta presión se separan las fases resultantes.

Separación de Azufre

•Gas Acido y Dulce

•Procesos de Endulzamiento

PROCESOS DE TRATAMIENTO

Procesos de Desulfuración

•Química y Física

Lavado de Gases Licuados

•Con Soda Caústica

Separación de CO2

•Absorción Física

• Absorción Química

Procesos con Aminas

•Proceso Girbotol

Uso de membranas y

Tamices Moleculares

PRESENCIA DE AZUFRE EN GNEl azufre está presente en el GN conformando compuestos sulfurados orgánicos e inorgánicos que tienen propiedades negativas como efectos corrosivos y toxicidad.

PROCESOS DE DESULFURACIÓN QUÍMICA:Este proceso rebaja el contenido de azufre o la corrosividad sin reducir el contenido de azufre:Lavado de Gases con disoluciones

de Aminas (Proceso Girbotol).Lavado de Gases Licuados con Soda

Caústica.Endulzamiento de Gas

Es un proceso de Absorción que consiste en absorber el contaminante H2S CO2 pararemoverlo del GN y gases de refineria Refinería Los gases ácidos reaccionan con ciertas soluciones de Aminas acuosas y forman compuestos que pueden destruirse por calentamiento.La solución de Amina acuosa tiene una alta capacidad de Absorción de gases ácidos durante las reacciones químicas mientras se ejerza una muy baja presión de vapor de equilibrio sobre los gases

PROCESO “GIRBOTOL”:

LAVADO DE GASES LICUADOS CON SODA CAUSTICA

Este proceso se usa para eliminar los compuestos azufrados que están presentes en los productos ligeros y blancos como: H2S, mercaptanos ligeros, CO2, tiofenoles, alquilofenoles,etc

La mayoría de productos livianos del petróleo requieren primero un lavado caústico y es a veces el único tratamiento. A las gasolinas de destilación y de craqueo normalmente se les lava con soda inmediatamente al salir dela unidad de destilación o de conversión respectivamente. La remoción de H2S o mercaptanos es el mas frecuente.

TRATAMIENTO “MEROX” : La presencia de contaminantes en los reservorios de

GN o petróleo, juegan un papel importante durante los procesos industriales ya que se manifiestan con toda la envergadura de sus efectos negativos. Así por ejemplo, la presencia de azufre en los HC’s líquidos provenientes de dicho GN o petróleo manifiestan problemas de corrosión, olor, características pobres de combustión y agente desactivador de catalizadores.

El proceso MEROX es un proceso catalítico de tratamiento de HC que consiste en convertir los mercaptanos en productos menos indeseables como disulfuros, llamándose este proceso de “Endulzamiento”.

PROCESO CAUSTICO DE ENDULZAMIENTO

PROCESOS DE SEPARACION DE CO2

Se emplea para remover contenido de vapor de agua y CO2 del GN o gases asociados para reunir especificaciones en las tuberías de plataformas marítimas y terrestres de producción de GN.Este sistemas de membranas “Separex” es simple, el sistema

de secado requiere mínima parte movibles. La carga de gas mixto rico en CO2 pasa sobre la membrana polimérica a alta presión, el cual la separa en dos corrientes.

CO2 y H2S y Vapor de H2O penetran a través de la colección de membranas juntas sobre el lado de penetración de baja presión. Metano, etano y otros HC y nitrógeno enriquecido en el gas residual de alta presión.

La recuperación de HC puede ser tan alta como 99% para un diseño de dos etapas y 95% para una etapa sin compresión, dependiendo de la composición de la carga, niveles de presión, configuración del sistema y removiendo el producto.

PROCESOS DE SEPARACIÓN DE NITROGENO

El nitrógeno es uno de los gases que con frecuencia está presente en el GN, hasta encontrarse en ciertos casos en cantidades apreciables que por costo de oportunidad brindan la posibilidad de su uso comercial.Por otro lado, este gas inerte actúa como agente diluyente hasta el punto de quitarle al gas su valor comercial (se han visto casos de pozos o reservorios que han sido cerrados por tener alto contenido de nitrógeno).El “Gas Seco” (GNS) posee una característica importante comercial como combustible que es el “Poder Calorífico”, y la remoción del nitrógeno debe de ser removida al mínimo.

USO DE MEMBRANAS Y TAMICES MOLECULARES

Son los cristales sintéticos de zeolita, aluminio silicatos metálicos, porosos. Las “jaulas” de las celdas cristalinas pueden atrapar la materia adsorbida, siendo el diámetro de los caminos de pasaje, controlado por la composición del cristal, el que regula el tamaño de las moléculas que pueden penetrar o quedar excluidas.

Pueden así separar de acuerdo al tamaño molecular , pero también por acuerdo a la polaridad de las moléculas y el grado de no saturación. Son estables hasta 700° C y se regeneran por calentamiento entre 200 y 400°C. Son extremadamente ávidos de agua. Se utilizan en torres para procesos de secado de gases.