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conceptualidades basicas sobre acondicionamoiento del gas natural
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PROCESOS DE TRATAMIENTO DEL
GAS NATURAL
ING. NATHALI
ACOSTA
GAS NATURAL
El Gas Natural es una mezcla de hidrocarburos que se encuentra en
los yacimientos, en fase gaseosa o disuelta en el petróleo crudo
(gas en solución), a condiciones atmosféricas de presión y
temperatura esta mezcla permanece en estado gaseoso.
Estructura molecular
Etano
Propano
Butano
Metano
Pentano Pireno
Benceno
Octano
Heptano
Hexano
Oxigeno
Nitrógeno
H2S
CO2
GAS NATURAL
Composición Del Gas Natural.
Componente Composición
Química
Rango (en %)
Metano CH4 91-95
Etano
C2H6 2-6
Dióxido de
Carbono
CO2 0-2
Propano C3H8 0-2
Nitrógeno N 0-1
GAS NATURAL
CLASIFICACIÓN DEL GAS NATURAL
GAS ÁCIDO O AGRIO:
Un gas transportado o destinado al consumo doméstico, que
contenga más de 0,25 granos de H2S por 100 pies cúbicos ó 4
ppm,v se considera un gas ácido o agrio. Esta definición también
ocupa al contenido de CO2.
La GPSA define la calidad de un gas para ser transportado como
aquel que tiene menos de 4 ppm de H2S; <3% de CO2 y menos de
6 a 7 lbs de agua/1.000,0 pcn.
H2S CO2
GAS DULCE:
Es aquel que
contiene cantidades
de sulfuro de
hidrógeno (H2S),
menores a 4 ppm y el
contenido de CO2
menor a 3%.
CLASIFICACIÓN DEL GAS NATURAL
GAS RICO:
Se denomina “Gas Rico” al gas que
contiene hidrocarburos más pesados
que el metano, por ejemplo propano,
butano, C5+, en cantidades que
puedan ser extraídas comercialmente
(mayor a 3 GPM).
Propano
Butano
Pentano
Hexano
CLASIFICACIÓN DEL GAS NATURAL
EL GAS NATURAL LICUADO (GNL)
Es gas natural que ha sido enfriado hasta el punto que se
condensa a líquido, (T= -161°C, a presión atmosférica). Se reduce
el volumen aproximadamente 600 veces, haciéndolo así más
económico para transportar entre continentes en embarcaciones
marítimas especiales.
CLASIFICACIÓN DEL GAS NATURAL
LÍQUIDOS DEL GAS NATURAL (LGN):
Están compuestos mayormente por moléculas que son mas pesadas que el metano. Estas moléculas se licuan más rápido que el metano.
LGN son las moléculas de hidrocarburo que comienzan con etano y aumentan en tamaño ha medida que se agregan átomos de carbono.
CLASIFICACIÓN DEL GAS NATURAL
GAS LICUADO DE PETRÓLEO (GLP):
Llamado propano incorrectamente, es una mezcla
de propano y butano en estado líquido a
temperatura ambiente bajo presiones inferiores a
(200 lpcm)
CLASIFICACIÓN DEL GAS NATURAL
GAS NATURAL COMPRIMIDO (GNC):
Es gas natural presurizado y almacenado en cilindros (3.600 lpcm).
El GNC es usado como combustible para vehículos y es llevado al motor como vapor a baja presión (no mayor a 300 lpcm).
CLASIFICACIÓN DEL GAS NATURAL
GAS TRANSFORMADO A
LÍQUIDOS (GTL).:
Se refiere a la conversión del gas
natural a productos como el metanol,
dimetil éter, destilados medios
(diesel y combustible para jets),
químicos especiales y ceras.
CLASIFICACIÓN DEL GAS NATURAL
•Se obtiene del subsuelo
mediante perforaciones. Se
encuentra en cavidades
formadas por rocas
impermeables.
OBTENCION DEL GAS NATURAL
ESQUEMA TIPICO DE PRODUCCION DEL GAS NATURAL
FASES DE LA INDUSTRIA DEL GAS NATURAL
Fase de Explotación
Perforación, para la explotación del gas natural se utiliza la misma
tecnología de perforación aplicada para el petróleo. Sin embargo,
en la perforación de pozos de gas se presentan mayores riesgos
operacionales que en la de pozos petrolíferos. La baja viscosidad
del gas le permite mezclarse con mayor facilidad con el lodo de
perforación, lo que tiende a reducir la densidad de éste, por lo cual
hay que tomar mayores precauciones en dichas operaciones
Producción, consiste en transportar el gas desde los yacimientos
hasta la superficie a través de los pozos productores.
FASES DE LA INDUSTRIA DEL GAS
NATURAL
Separación, una vez que el gas natural se trae a la superficie es
necesario separarlo del petróleo, del condensado y/o del agua que
se producen conjuntamente con él. Esta separación se efectúa en
separadores de gas ubicados en las estaciones de flujo de los
campos, las cuales reciben la producción de los diversos pozos que
concurren a ellas para luego enviar el gas a las plantas de
comprensión, plantas de licuefacción de gas u otras.
FASES DE LA INDUSTRIA DEL GAS NATURAL
Tratamiento, se hace para acondicionarlo de manera que pueda ser
utilizado en las operaciones de reinyección, como combustible o
como materia prima. De acuerdo a las características del gas
producido, éste deber ser deshidratado y endulzado si fuese
necesario.
FASES DE LA INDUSTRIA DEL GAS NATURAL
FASES DE LA INDUSTRIA DEL GAS NATURAL
Proceso de Tratamiento del GN
Compresión, consiste
en elevar la presión
del gas para ser
utilizado en diferentes
usos.
Transporte.
Medición.
FASES DE LA INDUSTRIA DEL GAS NATURAL
RAZONES PARA TRATAR EL GAS NATURAL
TRATAMIENTO DEL GAS NATURAL
•ELIMINAR LOS PROBLEMAS CAUSADOS POR LAS
IMPUREZAS EN LOS EQUIPOS DE TRANSPORTE Y
PROCESAMIENTO DEL GAS
FORMACION DE HIDRATOS DEBIDO A LA PRESENCIA DE
AGUA
CORROSION DEBIDO A LA PRESENCIA DE AGUA, H2S Y
CO2.
•ALCANZAR LAS ESPECIFICACIONES COMERCIALES DEL
GAS
• RECUPERACION DE LIQUIDOS DEL GAS NATURAL (LGN)
ESPECIFICACIONES COMERCIALES DEL GAS
NATURAL
PODER CALORIFICO
(KCAL/Nm3)
9350 a 9450
PODER CALORIFICO
(BTU/scf)
998 a 1008
PUNTO DE ROCIO
A 83.1 bar abs (ºC)
< -6
CONTENIDO DE AGUA
(ppm vol)
< 50
CONTENIDO DE C5+
(% mol)
< 0.5
ESQUEMAS DE TRATAMIENTO DEL GAS NATURAL
•SEPARACION DEL GAS DEL LIQUIDO
AGUAS ABAJO DEL CABEZAL DE LOS POZOS
• REMOCION DE AGUA
EL AGUA SIEMPRE ESTA ASOCIADA A LA PRODUCCION DE GAS
• REMOCION DE H2S/CO2
REQUERIDO PARA GASES ACIDOS
• RECUPERACION DE LGN
PARA SATISFACER EL PUNTO DE ROCIO Y PODER CALORIFICO DEL
GAS COMERCIAL
CUANDO SE REQUIERE RECUPERAR ETANO, LPG O MAS PESADOS
SEPARACION DEL GAS DEL LIQUIDO
•FASES CON DIFERENTES DENSIDAD TENDRAN DIFERENTE
MOMENTO POR ELLO OCURRE LA SEPARACION DE FASES
•SEPARADOR VERTICAL UTILIZADO EN SISTEMAS CON ALTA
RELACION GAS/LIQUIDO O VOLUMEN TOTAL DE GAS BAJO
• SEPARADOR HORIZONTAL UTILIZADO EN SISTEMAS QUE
MANEJAN ALTOS VOLUMENES Y GRAN CANTIDAD DE GAS
DISUELTO EN LIQUIDO
•SEPARADOR ESFERICO UTILIZADO OCASIONALMENTE PARA ALTAS
PRESIONES DONDE SE REQUIERE UN TAMAÑO COMPACTO Y LOS
VOLUMENES DE LIQUIDOS SON PEQUEÑOS
•SEPARAR LA MAYOR CANTIDAD DE LÍQUIDO DEL GAS A TRAVÉS
DE BAFFLES QUE DESVÍAN LA CORRIENTE DE ENTRADA,
ABSORBIENDO EL MOMENTO DEL LÍQUIDO Y DIRIGIÉNDOLO
HACIA ABAJO EN EL SEPARADOR
•REMOVER LAS GOTAS DE LÍQUIDO PRESENTES EN LA
CORRIENTE DE GAS
•REMOVER LAS BURBUJAS DE GAS QUE PUEDAN ESTAR
PRESENTE EN EL SENO DEL LÍQUIDO
•SEPARAR LA FASE GASEOSA Y LÍQUIDA DE TAL FORMA QUE SE
EVITE EL REMEZCLADO DE LAS MISMAS.
FUNCIÓN DE LOS SEPARADORES
Deshidratación, el tratamiento de gas natural más aplicado por la
industria es conocido como deshidratación y consiste en remover
agua presente en el gas, a fin de evitar la corrosión en tuberías y
equipos. Este proceso se puede realizar mediante:
ABSORCIÓN, Proceso mediante el cual se utilizan sustancias en
estado líquidos, que al estar en contacto, en contracorriente, con el
gas natural retiran un alto porcentaje del vapor de agua presente él.
ADSORCIÓN, proceso mediante el cual se utilizan elementos
sólidos, para retirar un alto porcentaje el agua contenida en el gas
natural.
DESHIDRATACIÓN DEL
GAS NATURAL
Gases Ácidos
Sulfuro de Hidrógeno (H2S)
Dióxido de Carbono (C02)
Monóxido de Carbono (C0)
Sulfuro de Carbonilo (C0S)
Disulfuro de Carbono (CS2)
Mercaptanos (RSH)
Se considera gas ácido cuando tiene una
concentración mayor o igual que 4 ppm, V (4 lbmol
H2S/1x106 lbmol mezcla)
Sulfuro de Hidrógeno
• Desagradable olor
• Muy Tóxico
• Altamente corrosivo
• Matería Prima para la producción de ácido
Sulfúrico
Gas incoloro e inodoro
A concentraciones bajas no es tóxico pero en
concentraciones elevadas incrementa la frecuencia
respiratoria.
Se puede licuar fácilmente por compresión.
Es soluble en agua formando ácido carbónico
H2CO3
32 0CH
El C02 es ácido cuando tiene una concentración de
3%V/V
Dióxido de Carbono
Proceso de Endulzamiento del Gas Natural
Tiene como objetivo la eliminación de los componentes ácidos
en especial el Sulfuro de Hidrógeno (H2S) y Dióxido de Carbono
(C02).
Otros componentes como el Sulfuro de Carbonillo (C0S) y el
Disulfuro de Carbono (CS2).
La eliminación de compuestos ácidos mediante el uso de
tecnologías se basan en sistemas de absorción-agotamiento
utilizando un solvente selectivo.
En el proceso el gas alimentado se denomina “amargo”, el
producto “gas dulce” para alcanzar un alto grado de eficiencia, se
debe comenzar por analizar la materia prima que se va a tratar
RAZONES PARA REMOVER LOS CONTAMINANTES DEL GAS NATURAL
Los gases ácidos y el contenido de agua líquida en el gas
natural promueven el fenómeno de corrosión.
La temperatura del proceso y la alta concentración del H2S
hacen que la velocidad de la reacción de corrosión sea alta.
La remoción del (H2S), mediante el proceso de
endulzamiento, se hace necesaria para reducir la corrosión en
las instalaciones de manejo, procesamiento y transporte de
gas.
Por otra parte, la naturaleza tóxica de este contaminante
obliga a eliminarlo por razones de seguridad para la salud y el
medio ambiente.
USOS DEL GAS NATURAL EN EL SECTOR
PETROLERO Y PETROQUÍMICO
Usos del gas natural en el sector petrolero y petroquímico
Inyección de gas
Como mejorador de procesos
Como combustible
Extracción de Líquidos del Gas Natural (LGN)
En procesos petroquímicos
En la generación de electricidad
MARCO LEGAL
CRBV
LEY PATRIA.
LEY DE LOS HIDROCARBUROS.
LEY DE LOS HIDROCARBUROS GASEOSOS
.NORMAS DE PDVSA, GPSA Y DEMÁS DE CARÁCTER TÉCNICO
QUE APLIQUE A LOS PROCESOS MENCIONADOS.
LA HUMILDAD ES LA
CUALIDAD Y HERRAMIENTA
MÁS VALIOSA DE UN PUEBLO
SABIO
