gas natural aplicaciones y procesamiento

Gas Natural y Condensados UNI-FIQT1

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

Jaime Santillana Soto /Ubaldo Apaza

Facultad Ingeniería Química

Gas Natural


Syllabus

1. Fuentes de Energía2. Gas Natural: Conceptos básicos.3. Suministro y demanda de gas natural.4. Propiedades del gas natural y condensados5. Aplicaciones y usos del gas natural.6. Introducción al Procesado de Gas Natural.7. Fundamentos de Procesos de Separación.8. Tecnologías para recuperación de condensados del

gas natural9. Tratamiento de Gas Natural.10. Desarrollo del gas natural en el Perú.


Syllabus

11. Fundamentos procesos separacion II.12. Flujo de fluidos compresibles13. Transporte de gas natural y condensados.14. Plantas de Fraccionamiento de líquidos del gas

natural- Camisea15. Nuevas aplicaciones del gas natural: Gas

Natural Licuefactado16. Petroquímica a partir del natural.17. Camisea II18. Comercialización de gas natural y condensados


5.-Aplicaciones del Gas Natural


El Gas Natural es el combustible fósilmás limpio

Source: IEA/BP

100

153

187

0

50

100

150

200

CO2 emission (gas = 100)COCO22 emission (gas = 100)emission (gas = 100)

gas oil coal


� Combustibles alternos a los derivados petróleo : GLP, condensado del gas natural reemplazó al kerosene.

� Metano sustituye a petróleos industriales � Generación energía eléctrica .� Insumo industrial. - Manufactura hierro esponja. Empleo en

Marcona y potencialmente en Cuzco.� Materia Prima .- En industria de fertilizantes nitrogenados

(amoniaco y urea) y en la manufactura de metanol tanto para uso directo como para la manufactura de MTBE.

� Insumo para Industria Petroquímica .- Poliolefinas (PEBD,PEAD, PVC, PP, PS).

Usos Gas Natural y sus Condensados


4 años después de inicio de Camisea

� La demanda del GLP se ha incrementado en 45% en los últimos 4 años. En el año 2006 la demanda de GLP (24 MBPD) fue superior a la demanda totalde todas las Gasolinas (20 MBPD) y ha desplazado del s egundo lugar a los combustibles industriales (20 MBPD). .


¿Qué es el GLP ?� El GLP o Gas Licuado de

Petróleo es una mezcla de hidrocarburos que a condiciones normales de (O°C y 1 atm.) se encuentran en estado gaseoso, y a temperaturas ambientales y moderadamente alta presión, son licuados y se pueden almacenar en recipientes cerrados.

� Esta condición de licuación favorece también su transporte y manipuleo, ya que su volumen se reduce 250 veces.

� El Gas Licuado de Petróleo estácompuesto, mezcla de propano y butano.

Propiedades

� Es un producto incoloro.� Es inodoro.� En vapor es más pesado que el

aire.� Líquido es más liviano que el

agua.� Tiene gran poder disolvente,

sobre todo en:• Caucho natural• Grasas• Aceites y pinturas

� No es tóxico� NO ES PELIGROSO!!!

Qué es el GLP


Suministro centralizado de GLP


Aplicaciones Comerciales


Aplicaciones Domésticas

Principales aplicaciones: � Cocina� Calentamiento de agua� Secado de ropa


GLP automotriz


�� CARACTERISTICASCARACTERISTICAS� Proviene de Reservas de Gas

Natural.� Octanaje Banda fija 100-101� Mezcla especialmente

diseñada para automoción.� Producto aditivado. � Producto estandarizado.

GLP automotriz


Nuevos Usos del Gas Natural

� Tecnología GTL.- Es la manufactura de combustibles líquidos sintéticos tanto por métodos indirectos Fisher Tropsch como en la conversión directa de gas natural a combustibles.

� Gas Natural Comprimido (CNG, GNV).- Es una forma de transportar y emplear el Gas Natural Seco.

� Gas Natural Licuefactado (LNG).- El gas se lucuefacta, transporta en B/T como líquido, se reconvierte en gas en destino y s emplea como gas nuevamente.

� Base para Industria Petroquímica.de clase Mundial-Poliolefinas (polietilenos, cloruro de polivinilo, poliestireno), etilenglicol, ácido acético.


Gas Natural

C1/C2

ComoCombustible

Hornos a altatemperatura

Hornos a media temp.

Hornos a bajatemperatura

Productos QuimicosCementosLadrillosVidriosCeramicaMetalurgia

Otras IndustriasProd. alimenticios

PapeleriaSecado de vegetalesIndustria TextilDesalinizacionCalefaccion/Coccion

GLPC5+

Liquidos del

Gas Natural GLP

Combustiblesmotor

GNC

Centrales Termicas

Generadoras de Electricidad

C1/C2

Metano/Etano

Usos gas natural como combustible directo


Uso Tradicional Gas Natural


Usos del Gas Natural

LíquidosLíquidos •GLP (Consumo Doméstico Exportación)•Condensado (Exportación )

•GLP (Consumo Doméstico Exportación)•Condensado (Exportación )

CONSUMOSCONSUMOS

IndustrialIndustrial

ResidencialResidencial

ComercialComercialProcesamientoProcesamiento

GAS NATURALGAS NATURAL

TransporteTransporte

GASGAS

GNVGNV

Petroquímica(materia prima)

Petroquímica(materia prima)

Generación EléctricaGeneración Eléctrica

•LNG (Exportación)•GTL (Exportación)

•LNG (Exportación)•GTL (Exportación)


Uso Gas Natural


Gasoducto Camisea

EnergíaTérmica

EnergíaEléctrica

Líneas de Transmisión

Central Termoeléctrica

Eficiencia 37%

Uso Gas Natural sector eléctrico


EnergEnerg ííaa PacasmayoPacasmayoC.T. C.T. PacasmayoPacasmayo

TermoselvaTermoselvaC.T. C.T. AguaytiaAguaytia

EtevensaEtevensaC.T. C.T. VentanillaVentanilla

EepsaEepsaC.T. C.T. MalacasMalacas

EgasaEgasaC.T. C.T. MollendoMollendo

PotenciaPotencia EfectivaEfectivaTTéérmicarmica en el en el SEIN 1747 MWSEIN 1747 MW

TACNATACNA C.T. Santa RosaC.T. Santa Rosa

Mercado eléctrico para gas natural


Kallpa

Descripción

Planta 3 turbinas Siemens, ciclo abierto

Potencia 568 MW total (194 en const.)

Inversión US$ 280 million

Combust.Gas Natural

Ubicación Chilca

Accionista 100% Inkia Energy

Sum. gas 100% contratado hasta 2022

Transp.gas ~82% contratado hasta 2023

Nuevos Proyectos

- Ciclo Combinado de Kallpa

- Hidroeléctrica Cerro del Águila


Nuevos Usos del Gas Natural en Perù

� Materia Prima.- Para fertilizantes nitrogenados (amo niaco y urea), en la manufactura de metanol y de hierro esponja.

� Materia Prima en Indsutria Refinación.- Hidrógeno par a hidrotratamientose hidroprocesos.

� Gas Natural Licuefactado (LNG).- El gas se lucuefacta , transporta en B/T como líquido, se reconvierte en gas en destino y s emplea como gas nuevamente.

� Tecnología GTL.- Es la manufactura de combustibles l íquidos sintéticos tanto por métodos indirectos Fisher Tropsch como en la conversión directa de gas natural a combustibles.

� Gas Natural Comprimido (CNG, GNV).- Es una forma de transportar y emplear el Gas Natural Seco.

� Base para Industria Petroquímica.de clase Mundial- Poliolefinas(polietilenos, cloruro de polivinilo, poliestireno) , etilenglicol, ácido acético.


Procesado Gas a Químicos y Combustibles

SYNGAS

Sintesis

FischerTropsch

Metanol

Upgrading

MTO

MTD

MTH

Synfuels

Acido Acrilico

Diesel

Gasolina

GLP

Gas Combustible

Ceras/Lubricantes

Potencia

Fuel Cells

Quimicos (MTBE, Acido Acetic, Formaldehido)

Diesel/Gasolina

Propileno/Polipropileno

Acido Acrylic/Acrilatos

Ethileno/Propileno

Fuel (DME)

Hidrógeno

MTP

Natural Gas /AssociatedGas

Amoniaco Amoniaco/Urea/Fertilizante

Potencia


Gas Natural

Methanol

Gasolina del gas (GTL)

Gas Natural Licuefactado

(LNG)

Petroquìmicosdel gas

Generación y Exportacionenergìa electrica

Gas Natural Vehicular (GNV)

Fertilizantes

Aplicaciòn directa en celdas combustibles

Diesel del gas (GTL)

Crear un Anillo energético Sud Americano

Guardar Gas para generaciones futuras


6.- Introducción al Procesado de Gas Natural


Procesamiento de Gas natural

Tratamiento: Retiro componentes ácidos

Estabilización Condensados

Procesamiento: Retiro CO2, H2S,

Hg

Separación condensados,

Fraccionamiento

Líquidos Gas Natural Gas Natural


Procesado Gas natural

Una vez extraído de los reservorios el Gas Natural sigue un proceso de acondicionamiento, separación y fraccionamiento:

� Acondicionamiento.- Consiste en la eliminación de las impurezas: azufre, agua, CO2 y otras que no tienen valor comercial.


� Eliminación de compuestos ácidos (H2S y CO2) por sus propiedades corrosivas que afectan a ductos y usuarios finales. Gas alimentado denominado “amargo”, el producto “gas dulce” y el proceso es “endulzamiento”.

� Deshidratación o remoción del vapor de agua para prevenir la formación de sólidos hidrocarburo / agua llamados hidratos.

� Remoción de mercurio cuando está presente en el gas.� Recuperación del azufre de los gases ácidos que se generan

durante el proceso de endulzamiento.� Remoción de Nitrógeno para incrementar el valor calorífico del gas

lo cual disminuye el volumen a ser transportado.� La recuperación ó separación de etano e hidrocarburos licuables

mediante alguna tecnología adoptada.

Etapas Procesamiento


Qué es un Gas Acido (Sour Gas)?

Es un gas ácido que contienedióxido Carbono y Sulfuro de hidrógeno.

Gas NaturalGas Natural

No-Hidrocarburos

(Sour Gas)Hidrocarburos


Tratamiento de Gas Natural Gas

Contaminantes en gas natural :

� CO2� H2S� Mercaptanos (RSH)� Carbonyl sulfide (COS)� Sulfuro Carbono (CS2)� H20� Hg

La remoción está determinada por los requisitos agua s abajoEn plantas de LNG se requiere:CO2 < 100 ppmv (congelamiento equipos)H2S < 4 ppmv (especificación ventas del gas)H20 < 1 ppmv (congelamiento equipos)Hg <0.01 µgr/Nm3 (corrosion en intercambiadores de aluminio )


Recuperación de componentes y separación

PROCESADO

FRACCIIONA

MIENTO


Calidad Gas Natural y Procesado de Gas

� En boca de pozo el gas natural tiene: H2S

CO2

Nitrógeno

Mercurio

� Estos contaminantes deben ser retirados

� Hidrocarburos, C1, C2,C3, C4, C5, C6+

� La calidad del gas natural determina los procesos de purificación/separación


� OBJETIVO:

EXTRAER COMPONENTES CONDENSABLES DEL GAS PARA VENTAS O ESPECIFICACION DE TRANSPORTE

� CONCEPTO:

RECUPERACION DE ETANO, PROPANO, Y MAS PESADOS DE LA CORRIENTE DE GAS NATURAL.

PROCESAMIENTO DE GAS NATURAL


•

T

PP

PPBB

PPRR

CC

PPentradaentrada

TTentradaentrada

PPsalidasalida

TTsalidasalida

•

• • •• •

••

Gas procesadoGas procesado



LGN

GAS NATURAL

SECO

GLP

GASOLINA

NATURAL

C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7+

Acondicionamiento(Remoción de H 2S, H2O, CO2)

Planta de Separación

C1 C2

C3 C4 C5 C6 C7+

C3 C4

C5 C6 C7+

Planta de Fraccionamiento

GNL?Producción

Transporte

GAS NATURAL

SECO

GAS

NATURAL



Especificaciones de Productos

� El GPA (Gas Processor Association) tiene especificaciones para Liquidos del Gas Natural:

-Etano

-Propano

-Butano

-Gasolina Natural

� Estas especificaciones varían mucho y s enegocian entre compradores y vendedores

� Estas especificaciones impactan en el procesado del gas natural.


Procesado de Gas Natural


Drivers para configuraciones de recoleccióny separación de gas natural

� Localización.- Donde esta el gas, donde están los mercados; cuales productos se pueden suministrar a dichos mercados; cuales son las especificaciones para dichos productos.

� Calidad Gas y características.- Contaminantes del gas (H2S y CO2); cantidad hidrocarburos condensables en el gas; condiciones de recolección del gas; presión disponible para el gas.

� Economía global para la recolección y el procesado.-Condiciones actuales y condiciones futuras en los mercados; contratos presentes y futuros.


� LICUEFACCION DE COMPONENTES Y GENERACION DE CORRIEN TE LIQUIDA (LGN O NGL)

� ECONOMIA DETERMINA FRACCIONAMIENTO Y VENTA COMO COMPONENTES “PUROS”, O GLP (LPG)

� TRES SISTEMAS: ABSORCION EN ACEITE POBRE (LEAN OIL ABSORTION), REFRIGERACION, Y PLANTAS CRIOGENICAS.

� PARA TRANSPORTE: REFRIGERACION MECANICA MAS COMUN � PARA PRODUCCION DE COMPONENTES: PLANTAS CRIOGENICAS

MAS COMUNES DEBIDO A SU CAPACIDAD DE RECUPERACION Y MENOR CAPEX Y OPEX UNITARIO

ACONDICIONAMIENTO DE GAS


� Densidad y/o compresibilidad del gas� Densidad del líquido� Calor específico� Entalpías� Entropías� Energía libre� Calor de combustión� Calor de reacción� Viscosidad� Conductividad térmica

� Punto de rocío del hidrocarburo.- Se especifica para evitar condiciones de flujo de fases múltiples en la líneas de transmisión.� Punto de rocío del agua.- El gas natural de reservorios

suele estar saturado de vapor de agua. Cuando la presión y temperatura cambian, se puede condensar el agua libre llevando a la posible formación de hidratos de gas. El contenido de agua se mantiene a un nivel en que el agua libre no se formará.

Propiedades relevantes del Gas Natural para su procesamiento


� Recuperación ó separación de etano e hidrocarburos licuables mediante mas pesados-Refrigeración Simple.-Refrigeración en Cascada.-Absorción Simple.-Absorción Refrigerada.-Absorción Mejorada.-Turbo Expansión Criogénica.

� Fraccionamiento de los hidrocarburos líquidos recuperados, obteniendo corrientes ricas en etano, propano, butanos y gasolina.

PROCESAMIENTO DEL GAS NATURAL


Procesado Gas natural

� Separación de componentes del gas natural.- Mediante este proceso el gas se separa en:

a. Gas natural seco (metano y etano) que se transporta por gasoductos hasta los centros de consumo.

b. Líquidos de gas natural (LGN) constituido por propano, butanos, pentanos e hidrocarburos más pesados que se transportan por poliductos hasta una planta de fraccionamiento.

Dos Procesos para obtención Líquidos Gas Natural (LGN):

Método de Absorción

Proceso de Expansión Criogénica.

gas natural aplicaciones y procesamiento

Documents