• Categories
• Gas natural
• Refrigeración
• Absorción (Química)
• Cromatografía
• Adsorción

Citation preview

3/21/2019

PETROQUIMICA BASICA

Gestión 2019

Introducción a la Industria Petroquímica

1

3/21/2019

CONTEXTO ENERGETICO MUNDIAL

CONTEXTO INTERNACIONAL DE LA INDUSTRIA PETROQUÍMICA Materias Primas: La industria petroquímica está ligada al procesamiento de hidrocarburos, aguas abajo de la refinación, alimentada por crudo o gas natural. Es la interfaz entre la industria del petróleo y gas y la industria de los químicos orgánicos. La industria petroquímica consume solo alrededor de un 3,6% del uso energético primario. Industria Intensiva en Capital: Por sus características de capacidad, alta tecnología y exigencias constructivas de las plantas petroquímicas, estas requieren grandes inversiones para su implementación. Tiempos prolongados para implementación: Este tipo de tecnologías requiere tiempos prolongados para la construcción de las diferentes fases de los proyectos, desde la elaboración de los estudios, construcción y puesta en marcha. Alta tecnología: Esta industria por características operativas de los procesos como altas temperaturas, presiones y grandes volúmenes de producción requiere materiales especiales para su construcción, de igual manera requiere alta tecnología para el control del proceso con instrumentación específica.

2

3/21/2019

CONTEXTO INTERNACIONAL DE LA INDUSTRIA PETROQUÍMICA Logística de producto final: Al contar con grandes volúmenes de producción, la logística de carga, transporte y entrega del producto final se dificulta. En este sentido, este factor es determinante al momento de elegir la ubicación de la planta. Mercados Globalizados: Los productos petroquímicos en su mayoría son considerados “commodities”, son comercializados internacionalmente, tienen especificaciones estándar y tienen gran demanda. Capacidad Productiva de Gran Escala : Se debe considerar que para competir en el mercado internacional se necesita implementar plantas con capacidades estándar de volúmenes de escala internacional (World scale plant). Licenciantes de tecnologías: Comúnmente existen un número moderado de empresas que desarrollan las tecnologías productivas y son propietarias de las patentes tecnológicas, esta es una condición clave a considerar para la implementación de un proyecto petroquímico. Para la selección de tecnologías, se debe tomar en cuenta el recorrido de la patente tecnológica, los rendimientos, inversiones en CAPEX, OPEX, disponibilidad de los insumos y catalizadores que utiliza cada tecnología.

DERIVADOS DEL PETROLEO

3

3/21/2019

DERIVADOS DEL GAS NATURAL

PETROQUÍMICA DEL GAS NATURAL

4

3/21/2019

PETROQUÍMICA DEL GAS NATURAL

ARBOL PETROQUIMICO BOLIVIANO

5

3/21/2019

AMONIACO Y UREA

CAPACIDAD: 756.000 TMA DE UREA

Planta Amoniaco Urea de YPFB, Bulo Bulo – Cochabamba

Dinámica de Grupo

6

3/21/2019

DINAMICA DE GRUPO DIAGNOSTICO DE PROCESOS DE GAS NATURAL Trabajo Grupal: 2 a 3 personas Instrucciones: Elabore un diagrama de bloques y complemente con un texto descriptivo los siguientes procesos de procesamiento del Gas Natural: - Endulzamiento - Deshidratación - Separación de Líquidos del Gas Natural

PROCESOS DE GAS NATURAL

7

3/21/2019

GAS NATURAL

16

8

3/21/2019

17

EXPLOTACION DEL GAS NATURAL

18

9

3/21/2019

EXPLOTACION DEL GAS NATURAL

19

I. CARACTERISTICAS DEL GAS NATURAL

10

3/21/2019

EL GAS NATURAL

El gas natural es una mezcla de hidrocarburos gaseosos que puede encontrarse en yacimientos fósiles, no asociado (solo), disuelto o asociado (acompañando al petróleo) o en depósitos de carbón. Según la GPSA, el Gas natural es una forma gaseosa de petróleo. Consistente en una mezcla predominante de hidrocarburos gaseosos, donde el componente mas común es el metano.

COMPOSICIÓN QUÍMICA

El gas natural tiene varios componentes, siendo el más abundante el metano (80%).

Metano CH4

Siendo el Metano la molécula mas pequeña de los hidrocarburos presentes en el gas natural, el mismo esta compuesto por un átomo de carbono y cuatro átomos de hidrogeno.

11

3/21/2019

El gas natural se utiliza comercialmente en el mundo como combustible por más de 130 años y en China por siglos. La producción y distribución de gas natural se convirtió en un factor importante para el desarrollo de la economía de naciones que lo producen y consumen. Actualmente se tiene desarrollados métodos de ingeniería, diseños de equipos e instalaciones para producir gas natural, procesarlo y transportarlo hasta los diferentes mercados que lo requieren.

CLASIFICACIÓN POR SU ORIGEN

12

3/21/2019

CLASIFICACIÓN POR SU COMPOSICIÓN

CONDICIONES GAS NATURAL BOLIVIANO

13

3/21/2019

CARACTERIZACIÓN DEL GAS NATURAL

CROMATOGRAFIA DE GASES Es una técnica que permite separar o aislar los componentes de las mezclas en fase gaseosa que son térmicamente estables. Una de las fases que interviene es la Fase Móvil y la otra es la Fase Estacionaria. En las cromatografías de gases, la Fase Móvil es el gas donde se disuelve la muestra. La Fase Móvil pasa por la Fase Estacionaria, que es inmiscible y se encuentra contenida en la columna cromatográfica. Normalmente se separan con temperaturas de trabajo de hasta 400 C

14

3/21/2019

CROMATOGRAFIA Ejemplo de una cromatografía de gases: Componente N2 CO2 C1 C2 C3 iC4 nC4 iC5 C5 nC6 nC7 nC8 C9+ TOTAL

% molar 0,3512 1,1286 91,7521 3,5506 1,7529 0,2042 0,5968 0,1500 0,1962 0,1512 0,0954 0,0546 0,0162 100,0000

Gas Natural Residual

GLP

Gasolina Natural

CROMATÓGRAFO DE BANCO

30

15

3/21/2019

CROMATÓGRAFO EN LÍNEA

31

DESCRIPCION DEL EQUIPO

• Gas Portador (Carrier) • Sistema de Inyección de la muestra (gas) • Horno con su columna • Detectores • Amplificador • Registro • Integrador • Gas patrón

16

3/21/2019

GAS CARRIER (PORTADOR) Son gases que no afectan la separación y no influyen en la adsorbcióndesorbción de los componentes en la columna. Deben ser químicamente inerte Puede utilizarse: • Helio • Argón • Hidrógeno • Nitrógeno* • Dióxido de Carbono*

SISTEMA DE INYECCIÓN DE LA MUESTRA (GAS)

Requiere que la muestra sea vaporizada e incorporada a la corriente del gas portador o gas carrier que luego en forma conjunta se dirigirán a la columna. • La muestra deberá vaporizarse lo mas rápido posible • La vaporización debe realizarse para todos los componentes de la mezcla • La muestra debe llegar a la columna en forma definida.

17

3/21/2019

HORNO CON SU COLUMNA El horno es el que contiene la columna en su interior. La temperatura en el horno es regulada de acuerdo al método que se elija para los análisis: • Temperatura constante • Temperatura programada

COLUMNA La columna es el corazón del cromatógrafo. Material de la columna: • Cobre • Acero inoxidable • Tubos de vidrio Las columnas analíticas tienen una longitud de 1-6 m. de longitud y de 2-4 mm. de diámetro.

18

3/21/2019

COLUMNA • El Material sólido contenido en las columna, de la fase estacionaria puede ser: • Aluminio • Sílica gel • Carbón • Tierra de diatomeas

DETECTORES: Detector TCD (Termoconductividad): El principio de funcionamiento se basa en los cambios en la conductividad térmica de la corriente del gas debido a la presencia de las moléculas de analito. El sensor consiste en un elemento calentado eléctricamente (Resistencia). El Material de la resistencia: • Platino • Oro • Tungsteno • Termisor semiconductor

19

3/21/2019

DETECTORES Detector FID (Llama Ionizante) Este tipo de detector es uno de los más utilizados por ser muy sensible. Consiste en un quemador de hidrógeno-oxígeno que produce una llama de alta temperatura. El gas de la muestra pasa por esa llama y se producen iones y electrones, que a su vez son conductores eléctricos. Se genera una corriente que es detectada y traducida a masa.

DETECTORES Detector FPD (lama fotométrico) Para compuestos Sulfurados y fosforados

20

3/21/2019

REGISTRO

21

3/21/2019

GAS PATRON Es una mezcla de gases, cuya composición que debe ser lo mas aproximadamente posible a la calidad de los gases que se están analizando. Se utilizan para calibrar los cromatógrafos.

II. PROCESOS DE TRATAMIENTO DE GAS NATURAL

22

3/21/2019

PROCESOS DEL GAS NATURAL

23

3/21/2019

ETAPAS DEL PROCESAMIENTO DEL GAS

ETAPAS DEL PROCESAMIENTO DEL GAS

24

3/21/2019

PROCESOS MAS COMUNES EN BOLIVIA

Plantas de Gas Natural en Bolivia

25

3/21/2019

TERMINOS Y CONDICIONES GENERALES DE SERVICIO DE TRANSPORTE DE HIDROCARBUROS (TCGS) RESOLUCION ADMINISTRATIVA SSDH N° 0670/2001

Fuente: http://www.ypfbtransporte.com/no/reg/InfCom/Forms/TCGS.aspx

TCGS GAS

Fuente: http://www.ypfbtransporte.com/no/reg/InfCom/Forms/TCGS.aspx

52

26

3/21/2019

Continuación:

Fuente: http://www.ypfbtransporte.com/no/reg/InfCom/Forms/TCGS.aspx

53

MÉTODOS DE ENSAYO

Fuente: http://www.ypfbtransporte.com/no/reg/InfCom/Forms/TCGS.aspx 54

27

3/21/2019

III. SEPARACIÓN PRIMARIA

¿QUE ES UN SEPARADOR?

28

3/21/2019

SECCIONES DE UNA SEPARADOR

29

3/21/2019

30

3/21/2019

CLASIFICACION SEPARADORES

31

3/21/2019

TIPOS DE SEPARADORES POR FUNCION

TIPOS DE SEPARADORES POR FUNCION

32

3/21/2019

COMPARACION DE SEPARADORES

TIPOS DE SEPARADORES POR FUNCION • Separadores de agua libre: Conocidos como Free Water Knockout (FWKO) y su función es remover el agua libre de una mezcla de hidrocarburos. • Flash Tank (Despresurizadores): para bajarle la presión a sistemas de hidrocarburos líquidos y removerles el gas liberado. • Separadores Especiales: Usados especialmente en el tratamiento del gas para removerle humedad o partículas sólidas; cuando es para el primer caso se conocen como despojadores (Scrubbers) y en el segundo caso se conocen como separadores de filtros. • Separadores Generales y de Prueba: Los primeros reciben la producción de varios pozos y los segundos la producción de un solo pozo para determinarle sus características de producción. Normalmente en una estación de tratamiento debe haber un separador de prueba pues a todos los pozos del campo se les debe realizar periódicamente pruebas de producción con el fin de hacerle un seguimiento a su comportamiento productivo. • Slug Catcher: Su función principal es estabilizar la producción que está llegando a una batería cuando los pozos no tienen producción estable, conocidos como “Slug Catchers”; en estos casos la producción pasa de los colectores al “Slug catcher” donde aunque hay separación gas - líquido la función principal es estabilizar la producción para poder enviar el líquido que sale de este recipiente a los separadores, que requieren que la entrada sea estable, para complementar la separación de fases.

33

3/21/2019

SEPARACIÓN PRIMARIA

SEPARACIÓN PRIMARIA

34

3/21/2019

IV. ENDULZAMIENTO

ENDULZAMIENTO

35

3/21/2019

ENDULZAMIENTO

DEFINICIONES

36

3/21/2019

PROCESO CON AMINAS

PROCESO CON AMINAS

37

3/21/2019

38

3/21/2019

39

3/21/2019

40

3/21/2019

41

3/21/2019

42

3/21/2019

43

3/21/2019

44

3/21/2019

IV. DESHIDRATACIÓN

DESHIDRATACION La deshidratación se define como el proceso utilizado para extracción de agua del gas natural. Es necesario para: • Evitar la formación de hidratos y la condensación del agua libre en las tuberías de las instalaciones de procesamiento y ductos de transporte • Cumplir con una especificación de calidad: contenido de agua • Evitar la corrosión

90

45

3/21/2019

DESHIDRATACION El contenido de agua en el gas natural incrementa a medida que incrementa la temperatura y disminuye cuando

la

presión

aumenta.

Fuente GPSA Pag. 20-5 91

TCGS GAS

Fuente: http://www.ypfbtransporte.com/no/reg/InfCom/Forms/TCGS.aspx

92

46

3/21/2019

ANALIZADORES DE HUMEDAD

93

FORMACION DE HIDRATOS Los hidratos de gas son materiales sólidos similares al hielo que se forman por encima del punto de congelación del agua.

Los hidratos son sólidos cristalinos que se estabilizan mediante una estructura que incluye pequeñas moléculas de gas y moléculas de agua.

El agua libre no necesita estar presente para formar hidratos, pero la corriente de hidrocarburos debe estar saturada con agua.

Las condiciones favorables de formación de hidratos son típicamente la baja temperatura y la alta presión. 94

47

3/21/2019

FORMACION DE HIDRATOS Un hidrato es un sólido formado por la combinación física de moléculas de agua y ciertas moléculas de gas. Es sólido, como el hielo, pero posee características diferentes. El hielo es un sólido cristalino simple. Los hidratos, por otra parte, cristalizan en una estructura cúbica, o en una combinación de dos estructuras cúbicas, en las cuales las moléculas del gas se "atrapan" en esas cavidades. El butano normal forma hidratos con dificultad, mientras que las moléculas más grandes que el butano por ser demasiado grandes no pueden entrar en la estructura del hidrato y pudiesen llegar a inhibir la formación del hidratos. 95

Deshidratación Los Hidratos Una forma positiva de prevenir la formación de hidratos y la corrosión, es mantener las tuberías de recolección de los pozos, tuberías de las plantas de proceso y los propios equipos, "secos“ y libres de agua líquida.

Si se toma la decisión de operar el sistema con agua líquida presente, se debe tomar en cuenta que la temperatura del sistema debe estar por encima de la temperatura de formación de hidratos, esto se logra usando calentadores de línea o calentadores de cabeza de pozo. Sin embargo, si la temperatura mínima del sistema está por debajo del punto de hidratación, se vuelve necesaria la utilización de productos químicos inhibidores de formación de hidratos.

96

48

3/21/2019

INHIBIDORES DE FORMACIÓN DE HIDRATOS • Inhibidores termodinámicos THI (Clásicos) Deprimen la temperatura de formación de hidratos • Metanol • Glicoles

• Inhibidores de baja dosificación LDHI Retrasan la formación de hidratos en forma temporal • Inhibidores cinéticos KHI • Inhibidores anti-aglomerantes AA

98

49

3/21/2019

CORROSION El agua en presencia de Dióxido de Carbono produce un ácido, mismo que reacciona con el hierro de las tuberías y equipos de las plantas de procesamiento formando carbonato de hierro: El Sulfuro de Hidrógeno también corroe el hierro.

CO2 + H2O →

H2CO3

H2CO3 + Fe →

FeCO3 + H2

H2S + Fe

FeS + H2

→

99

CORROSION La corrosión es un problema muy serio que puede derivar en problemas operativos muy serios, comprometer la seguridad de las personas, el medio ambiente y la integridad de las plantas.

100

50

3/21/2019

PROCESOS DE DESHIDRATACION

PROCESOS DE DESHIDRATACION

51

3/21/2019

ABSORCION Y ADSORCION Adsorción: es un proceso físico o químico por el cual átomos, iones o moléculas son atrapadas o retenidas en la superficie de un material Absorción: es un proceso físico o químico en el cual átomos, moléculas o iones pasan de una primera fase a otra incorporándose al volumen de la segunda fase.

ABSORCION CON GLICOLES

52

3/21/2019

ABSORCION CON GLICOLES

DESHIDRATACION CON TEG

53

3/21/2019

DESHIDRATACION CON TEG

DESHIDRATACION CON TEG

54

3/21/2019

DESHIDRATACION CON TEG

ADSORCION SOLIDOS SECANTES

55

3/21/2019

DESHIDRATACIÓN POR ADSORCIÓN DESECANTES SÓLIDOS La adsorción es el proceso mediante el cual el agua se elimina del gas poniendo en contacto el gas con un desecante sólido. Las moléculas del agua se mantienen sobre la superficie del desecante por atracción física. Los desecantes secos más comunes: 1. Alúmina 2. Gel de sílice 3. Tamices moleculares Los tamices moleculares son los agentes de adsorción más utilizados en los últimos años. Se fabrican como pellets o esferas con un diámetro de 2-3 mm 111

DESHIDRATACIÓN POR ADSORCIÓN DESECANTES SÓLIDOS Tamiz Molecular

Los tamices moleculares son desecantes sólidos utilizados para el secado profundo del gas natural. Los tamices moleculares son una clase de aluminosilicatos. 112

56

3/21/2019

DESHIDRATACIÓN POR ADSORCIÓN DESECANTES SÓLIDOS Tipos de Desecantes Un desecante comercial debe poseer una afinidad por el agua, una gran superficie por unidad de volumen, alta resistencia mecánica, resistencia a la abrasión, inercia química, y un precio razonable.

Alúmina Activada La alúmina activada se usa para secar gases y líquidos. Rara vez se utiliza en plantas de gas natural. La alúmina tiene una capacidad de agua de equilibrio más alta que la del tamiz molecular.

113

Deshidratación por Adsorción Desecantes Sólidos Tipos de Desecantes Gel de sílice o Sílica Gel El gel de sílice es dióxido de silicio amorfo (SiO2). Se usa principalmente como un desecante. En general, es menos catalítico que la alúmina activada o que los tamices moleculares. Debido a su capacidad de adsorber varios tipos de moléculas, el gel de sílice se utiliza a menudo para el control del punto de rocío de hidrocarburos en corrientes de gas natural de alta presión.

El gel de sílice adsorberá la mayoría de las moléculas de Hidrocarburos pesados así como el agua, satisfaciendo de manera efectiva las dos especificaciones de punto de rocío: de agua y de hidrocarburo simultáneamente.

114

57

3/21/2019

Deshidratación por Adsorción Desecantes Sólidos Tipos de Desecantes Tamices moleculares Los tamices moleculares se fabrican en dos tipos de cristales: Cristal cúbico o tipo A simple y un Cristal cúbico o tipo X centrado en el cuerpo.

Las formas sódicas o que contienen sodio en su estructura, de los tamices son los más comunes y se muestran en fórmulas de óxido.

115

Deshidratación por Adsorción Desecantes Sólidos

La Tabla contiene datos sobre los tamices moleculares estándar. Las aberturas o puertos en las cavidades de cristal son 3, 4, 5 y 10 Angstroms (1 Å= 1 x 10-10 metro). Estas dimensiones son del mismo orden de magnitud que los diámetros de las moléculas pequeñas. El tipo 3A no es tan estable como el tipo 4A.

Para las Plantas de Gas Natural, lo normal es utilizar tamices del Tipo 4A, 5A o Tipo 13X

116

58

3/21/2019

DESHIDRATACIÓN POR ADSORCIÓN DESECANTES SÓLIDOS

117

DESHIDRATACIÓN POR ADSORCIÓN DESECANTES SÓLIDOS La eliminación de agua con tamiz molecular es esencial para que el gas se procese en una planta de GNL o en una planta de gas "criogénica". Se estima que una criba que contenga tamices moleculares tendrá un volumen de desecante equivalente a alrededor de 10 kg de tamices por cada kg de agua a eliminar. Se utilizan sistemas de dos, tres y cuatro cribas, dependiendo de que se produzca el menor coste. El funcionamiento de las cribas se realiza en un ciclo de tiempo con válvulas automáticas. Es común utilizar ciclos de ocho a doce horas. 118

59

3/21/2019

COMPARACION PROCESOS DESHIDRATACION

IV. SEPARACION DE LIQUIDOS DEL GAS NATURAL

60

3/21/2019

SEPARACION DE LIQUIDOS DEL GAS NATURAL • Expansión Joule Thompson • Ajuste por punto de Rocio (Dew Point) • Absorción Refrigerada con Aceite Pobre (Lean Oil) • Enfriamiento por Turboexpansión

EXPANSION JOULE THOMPSON Los líquidos se obtienen del gas natural por medio de un enfriamiento que se da cuando el gas natural rico pasa por una válvula (JT) donde se produce una caída de presión brusca. Esta caída de presión (ΔP) genera a su vez una caída de temperatura (ΔT)

El principio termodinámico que explica la expansión del gas a través de una válvula se denomina "expansión de Joule-Thompson", y recibe el nombre de los científicos que lo explicaron por primera vez.

Es una forma simple y barata de recuperar hidrocarburos líquidos del gas natural.

Los procesos que utilizan el efecto de enfriamiento de la expansión de un gas a través de una válvula o estrangulador a reciben el nombre de unidades LTS (Low Temperature Separation) o LTX (Low Temperature Extraction). 122

61

3/21/2019

EXPANSION JOULE THOMSON

123

EXPANSION JOULE THOMSON

Las plantas JT son instalaciones sencillas y fáciles de operar.

Tienen la limitación de que se debe lograr una caída de presión en la válvula JT entre 300 a 500 Psig para que el sistema alcance la temperatura lo suficientemente baja para cumplir con las especificaciones de calidad del Punto de Rocío de Hidrocarburo.

Cuando los reservorios se agotan hasta el punto de que este exceso de presión no está disponible, el proceso deja de funcionar como un método de control del punto de rocío a menos que se instale un sistema de compresión para mantener la presión de entrada.

Estas unidades con JT son más comúnmente utilizadas para procesar gas de alta presión, no asociado con caudales bajos, menos de 10 MMscfd 124

62

3/21/2019

EXPANSION JOULE THOMSON

• Es considerado un proceso ineficiente. •

Se aplica cuando se tiene gas a alta presión.

• La expansión es isoentálpica (ΔH=0) y se conoce como “Efecto Joule Thomson” • Se promueve la condensación de los componentes a partir de los Butanos (C4+) • Tiene baja recuperación de propano (25%)

125

AJUSTE DE PUNTO DE ROCÍO (DEW POINT) El Ajuste de Punto de Rocío consiste esencialmente en el enfriamiento mecánico del gas natural para la licuefacción de los hidrocarburos pesados que están contenidos en la corriente gaseosa. • El gas natural contiene hidrocarburos de amplio rango de peso molecular, encontrándose en menor proporción los mas pesados. • El compuesto mas pesado es el primero en condensar y es el que define el Punto de Rocío de Hidrocarburo del gas. • El Punto de Rocío de Hidrocarburo es un parámetro importante en la calidad del gas, indica la temperatura y la presión a la cual los hidrocarburos que conforman la mezcla del gas natural empiezan a cambiar de fase gaseosa a liquida. • La presencia de líquidos causa problemas de pérdidas de presión, incremento en la potencia requerida de los compresores, contaminación de los equipos de tratamiento del gas, roturas en motores y turbinas que utilizan el gas como combustible, etc.

126

63

3/21/2019

DEFINICIONES Punto de Rocío. Es la temperatura a cualquier presión dada, o la presión a cualquier temperatura dada, en la que el líquido se condensa inicialmente a partir de un gas o vapor. Punto de Rocío de Agua. Se aplica específicamente a la temperatura (a una presión dada) a la que el vapor de agua empieza a condensarse a partir de una mezcla de gases. Punto de Rocío de Hidrocarburo. Se aplica a la temperatura (a una presión dada) a la que una mezcla gaseosa de hidrocarburos empieza a condensarse.

127

ESPECIFICACIONES COMERCIALES

Como especificaciones de calidad al gas de venta, se define una temperatura de Punto de Rocío de Hidrocarburo a una presión seleccionada. En Bolivia, según los Términos y Condiciones del Servicio de Transporte de Gas, se define como 32 °F a 640 Psig. La razón para elegir el valor de 32 °F es para asegurar que no se formen hidrocarburos líquidos en la tubería, cuando la línea se llegue a enfriar a la temperatura de 32 °F y la presión haya descendido hasta 640 Psig.

128

64

3/21/2019

REFRIGERACIÓN MECÁNICA Es una de las tecnologías mas antiguas y sencillas que existen para el procesamiento del gas natural.

En el proceso de refrigeración, la corriente de gas natural es enfriada a -10°F mediante un sistema externo de refrigeración. Usualmente es propano.

Los líquidos condensados, son separados en un separador de baja temperatura y enviados a una estabilizadora, donde se eliminan los gases livianos disueltos, para cumplir con las especificaciones de calidad de los líquidos.

129

AJUSTE POR PUNTO DE ROCIO (REFRIGERACIÓN MECÁNICA)

Fuente: http://www.gas-training.com/Art4.html

130

65

3/21/2019

REFRIGERACIÓN MECÁNICA El gas de alimento (gas rico) es pre-enfriado en un intercambiador de calor Gas/Gas también conocido como “Recuperador de Calor” con la corriente fría de Gas Residual. Luego el gas ingresa a un segundo intercambiador de calor llamado “Chiller” donde sufre el enfriamiento final por evaporación del propano liquido del lado de la carcaza. Como consecuencia del enfriamiento los componentes más pesados de la corriente de gas, incluyendo el agua pasan a fase líquida. Para evitar la formación de hidratos se hace necesaria la inyección de un inhibidor de hidratos. Normalmente se utiliza una solución de Monoetilenglicol (MEG) al 80% como inhibidor de formación de hidratos, con viscosidad moderada a baja temperatura, lo que permite una buena dispersión en la corriente de gas.

131

REFRIGERACIÓN MECÁNICA

•

La mezcla trifásica (gas, hidrocarburos líquidos y glicol rico) es separada en el Separador Frio (LTSLow Temperature Separator).

•

El gas ya acondicionado que sale por la parte superior del Separador Frio ingresa al intercambiador Gas/Gas y se calienta. Luego es enviado al gasoducto de venta.

•

Si el gas de venta no tiene la presión suficiente para ingresar al gasoducto este debe ser comprimido.

•

Los hidrocarburos obtenidos (gasolina natural) son estabilizados en una columna denominada “Torre Estabilizadora”.

132

66

3/21/2019

CIRCUITO DE PROPANO

134

67

3/21/2019

PLANTA DEW POINT

135

ABSORCION REFRIGERADA (ACEITE POBRE)

La Absorción Refrigerada es la recuperación de los componentes pesados del gas a través de una absorción física promovida por el contacto del gas con un aceite de absorción (Lean Oil).

El proceso de absorción con Lean Oil fue el método dominante para la recuperación de líquidos del gas natural hasta principios de los años setenta.

Este tipo de proceso ha sido reemplazado en gran parte por sistemas de enfriamiento criogénico por medio del turboexpander.

136

68

3/21/2019

ABSORCION REFRIGERADA

Las plantas de absorción existentes más modernas normalmente operan a temperaturas de -20 °F a -40 °F Se pueden conseguir una recuperación de hasta 20-40% de etano, 90 a 95% de propano y 100% de butanos. El corazón del proceso es la Torre Absorbedora que funciona de la misma manera que la Torre Absorbedora de glicol o de Amina. 137

ABSORCION REFRIGERADA

138

69

3/21/2019

TURBO EXPANSIÓN El enfriamiento en este tipo de procesos, se logra al hacer pasar el gas natural por el turbo expansor, pudiendo alcanzarse temperaturas de hasta -140 a -160F, con una recuperación de hasta 98% de propano y 100% de butano y demás pesados. Una Planta de Gas Criogénica se construye alrededor de un proceso donde se generan temperaturas muy bajas, donde se afectan las propiedades del gas natural y hace que ciertos componentes del gas natural pasen a fase líquida o se condensen. Los componentes de gas que se condensan forman una mezcla líquida de hidrocarburos conocida como Líquidos de Gas Natural ( LNG). La mezcla de LGN contiene una serie de hidrocarburos valiosos que posteriormente se pueden separar en productos individuales, tales como el propano, butanos, gasolina y otros componentes que servirán de materias primas de las petroquímicas.

139

TURBO EXPANSIÓN

El proceso criogénico es el método más económico para recuperar un alto porcentaje de todos los hidrocarburos que son más pesados que el metano.

Específicamente, el proceso criogénico tiene como objetivo recuperar el etano y los hidrocarburos más pesados, tales como el propano, butanos y gasolinas.

Existen diferentes variaciones de este procesos, que son capaces de eliminar más del 85% del etano y esencialmente todos los hidrocarburos más pesados que se encuentran en el gas natural producido.

140

70

3/21/2019

TURBO EXPANSIÓN El corazón de una Planta de Gas Criogénica es una máquina llamada turbo expander o simplemente expansor. Esta turbina utiliza gas de alta presión para hacer girar una rueda sobre un eje. El expansor emplea ciertos principios de la termodinámica para producir temperaturas extremadamente frías de -120 a -160F.

141

PROCESO DEL GAS: PLANTA CRIOGÉNICA

142

71