DESHIDRATACION Y ENDULZAMIENTO DEL GAS NATURAL

¿QUÈ ES GAS NATURAL?

El gas natural es una fuente de energía no renovable formada por una mezcla de gases ligeros que se encuentra frecuentemente en yacimientos de petróleo, disuelto o asociado con el petróleo o en depósitos de carbón. Aunque su composición varía en función del yacimiento del que se saca, está compuesto principalmente por metano en cantidades que comúnmente pueden superar el 90 ó 95%, y suele contener otros gases como nitrógeno, CO2, H2S, helio y mercaptanos. Como ejemplo de contaminantes cabe mencionar el gas no-asociado de Kapuni (NZ) que contiene hasta 49% de CO2. Como fuentes adicionales de este recurso natural, se están investigando los yacimientos de hidratos de metano que, según estimaciones, pueden suponer una reserva energética muy superiores a las actuales de gas natural.

Puede obtenerse también con procesos de descomposición de restos orgánicos (basuras, vegetales - gas de pantanos) en las plantas de tratamiento de estos restos (depuradoras de aguas residuales urbanas, plantas de procesado de basuras, de alpechines, etc.). El gas obtenido así se llama biogás.

Algunos de los gases que forman parte del gas natural extraído se separan de la mezcla porque no tienen capacidad energética (nitrógeno o CO2) o porque pueden depositarse en las tuberías usadas para su distribución debido a su alto punto de ebullición. Si el gas fuese criogénicamente (proceso de congelación) licuado para su almacenamiento, el dióxido de carbono (CO2) solidificaría interfiriendo con el proceso criogénico. El CO2 puede ser determinado por los procedimientos ASTM D 1137 o ASTM D 1945.

El propano, butano e hidrocarburos más pesados en comparación con el gas natural son extraídos, puesto que su presencia puede causar accidentes durante la combustión del gas natural. El vapor de agua también se elimina por estos motivos y porque a temperaturas cercanas a la temperatura ambiente y presiones altas forma hidratos de metano que pueden obstruir los gasoductos. Los compuestos de azufre son eliminados hasta niveles muy bajos para evitar corrosión y olores perniciosos, así como para reducir las emisiones de compuestos causantes de lluvia ácida. La detección y la medición de H2S se puede realizar con los métodos ASTM D2385 o ASTM D 2725.

Para uso doméstico, al igual que al butano, se le añaden trazas de compuestos de la familia de los mercaptano entre ellos el metil-mercaptano, para que sea fácil detectar una fuga de gas y evitar su ignición espontánea.

El gas natural produce mucho menos CO2 que otros combustibles como los derivados del petróleo, y sobre todo el carbón. Además es un combustible que se quema más limpia y eficazmente.

La razón por la cual produce poco CO2 es que el principal componente, metano, contiene cuatro átomos de hidrógeno y uno de carbono, produciendo 2 moléculas de agua por cada una de CO2, mientras que los hidrocarburos de cadena larga (líquidos) producen sólo 1 molécula de agua por cada 1 de CO2 (recordemos que el calor de formación del agua es muy alto).

GENERACION DE ENERGIA

El gas natural puede ser empleado para producir hidrógeno que se puede utilizar en los vehículos de hidrógeno.1 Nm3 (Normal metro cúbico, metro cúbico en condiciones normales, 20 °C de temperatura y 1 atmósfera de presión) de gas natural produce aproximadamente 10,4 kWh.

IMPACTO AMBIENTAL

El CO2 y los otros hidrocarburos; etano, propano, butano, expulsado a la atmósfera por el gas producen una reacción solar menos energética. Esto, pues produce que la tierra se vea afectada por un incremento de 0,2-0,5 °C cada década ya que los rayos del sol inciden en la atmósfera pero una parte de ellos no sale y se refleja a la tierra.

GAS NATURAL EN COLOMBIA

El gas natural se consume tal y como se encuentra en la naturaleza, de ahí su nombre. Es un combustible de origen fósil que se encuentra en el subsuelo, y procede de la descomposición de materia orgánica.

El gas natural es un combustible energético de origen natural que llega directamente a los hogares, comercios e industrias por tuberías, de manera subterránea.

Es una mezcla combustible rica en gases de gran poder calorífico, formado en las entrañas de la tierra en el curso de un proceso evolutivo de centenares de miles de años. El principal componente de la mezcla que conforma el gas natural es un hidrocarburo llamado metano. Los demás componentes, en pequeñas cantidades, son otros gases como el etano, dióxido de carbono (CO2) y vapor de agua, principalmente.

La siguiente tabla muestra la composición media típica del gas natural colombiano.

Composición típica del gas natural colombiano.

ConstituyenteFórmula química

Composición por volúmen (%)

Metano CH4 81.86

Etano C2H6 11.61

Propano C3H8 1.92

I-Butano C4H10 0.23

N-Butano C4H10 0.22

Nitrógeno N2 0.90

Dióxido de carbono

CO2 3.18

¿DONDE SE ENCUENTRA EL GAS NATURAL?

El gas natural se encuentra en depósitos subterráneos profundos.

En algunas zonas de Colombia, los depósitos de gas natural están bajo la superficie del suelo como en el Huila, el Casanare o el Magdalena Medio. En otros sitios, como La Guajira, se hallan en el fondo del mar.

El gas natural se extrae perforando la tierra hasta llegar a los yacimientos; el hallazgo de los yacimientos de gas natural se realiza mediante exploraciones geológicas muy complejas, que pueden tomar varios años.

El gas natural se encuentra en yacimientos en el subsuelo al igual que el petróleo, en uno de los siguientes estados:

• ASOCIADO, cuando al ser extraído del yacimiento está mezclado con el crudo.

• LIBRE o NO ASOCIADO, cuando se encuentra en un yacimiento que sólo contiene gas natural

Su composición, su gravedad específica, su peso molecular y su poder calorífico son diferentes en cada yacimiento. El rango de variación del poder calorífico oscila entre 900 y 1.400 BTU/PC (BTU por pie cúbico).

El país cuenta actualmente con catorce campos principales de producción de gas natural, los cuales se encuentran localizados en cuatro regiones: Costa Atlántica, Santander, Llanos Orientales y en el Huila-Tolima.

Al finalizar 1998 ( Este dato hay que actualizarlo) las reservas remanentes de gas en el país eran de 6.928 GPC, de las cuales 192 GPC corresponden a la operación directa de Ecopetrol y las restantes 6.734,9 GPC a la operación asociada(básicamente con Texas, BP, Total, Triton, Amoco, Lasmo y Hondo).

 La presencia de sustancias inconvenientes o nocivas, hace necesario tratar el gas natural, o sea, deshidratarlo, purificarlo y separar los compuestos de azufre. Además, antes de distribuirlo, se odoriza adicionándole sustancias de un aroma fuerte y típico, ya que en su estado natural no posee un olor característico, ni distintivo. Esta es una medida de seguridad para alertar sobre eventuales fugas.

 

Puntos importantes del gas natural.

• Es un combustible que se distribuye por medio de tuberías localizadas bajo tierra, que llegan hasta el hogar o industria.

• El gas natural se utiliza para el consumo doméstico, como combustible industrial y de automotores.

• Su llama es azul nítida, porque tiene poco contenido de CO2 (bióxido de carbono).

• El gas natural no tiene olor, sin embargo, se le adiciona una sustancia característica, que resulta de la combinación (50% y 50%) de THT y TBM, con el fin de que se pueda reconocer y tomar las medidas preventivas en caso de sentir olor a gas.

• Al ser su peso menor que el del aire, el gas natural tiende a localizarse en las partes altas, facilitando su salida hacia la atmósfera por las rejillas y ventanas.

• La utilización de este gas en los hogares, no representa riesgos ni requiere de destrezas especiales para su manipulación, siempre y cuando se tengan en cuenta los cuidados básicos.

PROCESO DE ENDULZAMIENTO Y DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL

El tratamiento de gas con aminas se refiere a un grupo de procesos que utilizan soluciones acuosas de varias aminas para eliminar el sulfuro de hidrógeno (H2S) y dióxido de carbono (CO2) de gases. Es un proceso usado en refinerías de petróleo, plantas petroquímicas, plantas de procesamiento de gas natural y otras industrias. El proceso también se conoce como eliminación del gas ácido y endulzamiento. Los procesos dentro de las refinerías de petróleo o de las plantas de gas natural que eliminan el sulfuro del hidrógeno y/o los mercaptanos se refieren comúnmente como procesos de endulzamiento porque los productos que se obtienen no tienen dióxido de carbono y sulfuro de hidrógeno. Los procesos consisten en la absorción del gas por soluciones químicas acuosas de amina a presión y a temperatura ambiente.

Existen muchas aminas para tratar el gas, pero la utilizada en el proceso mencionado en este trabajo es la Metildietanolamina (MDEA)

Se hallan también combinaciones de aminas que se usan para mejorar la extracción de los gases ácidos y minimizar la corrosión en los equipos usados. Las aminas se emplean en soluciones acuosas que van del 20% al 70% en peso de amina en agua.

Las aminas también se utilizan para eliminar gases ácidos de los hidrocarburos líquidos por ejemplo el gas licuado del petróleo (GLP).