procesamiento del gas natural y recuperacion de condensados
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PROCESAMIENTO DEL GAS NATURAL Y RECUPERACION DE CONDENSADOS
INGALFONSO ORTIZ SANCHEZ
ESTABILIZACIÓN DE CONDENSADOS
Uno de los problemas de usar bajas temperaturas en las unidades de separación, es la alta pérdida de vapor en los tanques de almacenamiento. Esta pérdida es el resultado de la vaporización de cantidades apreciable de líquido propano y butanos con metano y etanos disueltos, los cuales son liberados cuando la presión del líquido es reducida y la temperatura del separador es baja y hacia la presión de almacenamiento.
ESTABILIZACIÓN DE CONDENSADOS
Cuando estos livianos finalizan la vaporización en el tanque, ellos arrastran algunos hidrocarburos pesados para ser quemados en las teas o descargados a la atmósfera.
ESTABILIZACIÓN DE CONDENSADOS
DIAGRAMA PRESION - TEMPERATURA
ESTABILIZACIÓN DE CONDENSADOS
DIAGRAMA PRESION - TEMPERATURA
ESTABILIZACIÓN DE CONDENSADOS
DIAGRAMA P-T PARA LOS SISTEMAS ETANO-HEPTANO NORMAL, METANO-ETANO.
ESTABILIZACIÓN DE CONDENSADOS
La estabilización es significado de la remoción de estos hidrocarburos livianos a partir del liquido presente en el fondo de las bajas temperaturas del separador con mínima perdida de hidrocarburos pesados. El resultado de la estabilización es tener grandes volúmenes de líquido en los tanques de almacenamiento disponibles para la venta.
PLANTAS DE PROCESAMIENTO DEL GAS
La remoción de componentes pesados de hidrocarburos como productos líquidos es lograda con el procesamiento del gas en facilidades de superficie usando simplemente principios físicos.
PLANTAS DE PROCESAMIENTO DEL GAS
El gas y el liquido son dos fluidos de diferentes densidades, son separados haciéndolos pasar a través de vasijas de suficiente TAMAÑO y además con un TIEMPO de separación.
PLANTAS DE PROCESAMIENTO DEL GAS
Los hidrocarburos pueden ser condensados y separados como líquidos por el incremento de la presión y reducción de la temperatura.
PLANTAS DE PROCESAMIENTO DEL GAS
También pueden ser separados por absorción utilizando:
Derivados del petróleo Separación criogénica Adsorción a bajas temperaturas Desecación Refrigeración o fraccionamiento
PLANTAS DE PROCESAMIENTO DEL GAS
El procesamiento del gas es simplemente la combinación de los anteriores procesos. Necesariamente con tubería y equipos que proveen: calor, enfriamiento, y contacto de las corrientes de fluido a ser procesados
PLANTAS DE PROCESAMIENTO DEL GAS
OBJETIVO DEL PROCESAMIENTO DE GAS CONSISTE
PRIMORDIALMENTE EN EL RECOBRO DE HIDROCARBUROS
LÍQUIDOS DEL GAS PARA SU COMERCIALIZACIÓN
PLANTAS DE PROCESAMIENTO DEL GAS
Extraer o remover del gas el ETANO, PROPANO, BUTANOS Y COMPONENTES PESADOS y obtener componentes puros o combinados para ser vendidos como productos líquidos del gas natural
GENERALIDADES
Las plantas de procesamiento de gas son instaladas porque es económico extraer y vender los
productos licuados.
GENERALIDADES
Entre otros OBJETIVOS
EL PROCESAMIENTO del gas es bajar el valor calorífico al extraer los componentes pesados y encontrar el límite máximo de densidad energética aceptado para el gas de venta.
PLANTAS DE PROCESAMIENTO DE GAS El PRIMER PASO en las plantas de
procesamiento de gas es separar los componentes que son recuperados a partir del gas como productos líquidos (LIQUIDOS DEL GAS NATURAL). Luego puede ser fraccionando el condensado en varios componentes puros como etano, propano, iso-butano o normalmente butanos. Los productos líquidos obtenidos de los gases naturales son DEFINIDOS POR SU PRESIÓN DE VAPOR.
PLANTAS DE PROCESAMIENTO DE GAS
PLANTAS DE COMPRESIÓN El gas puede llegar a la entrada de
la planta a muy bajas presiones, 5 psig.
El gas entra al scrubber donde algunos líquidos son removidos.
El uso final del gas usualmente requiere una presión final de 500 –900 psig, para esto será ordinariamente comprimido a través de tres etapas de compresión.
PLANTAS DE COMPRESIÓN
El líquido (condensado) puede ser obtenido entre etapas, dependiendo de la riqueza del gas, la temperatura y la presión.
El producto líquido obtenido a partir de las plantas de compresión de gas tendrá muy altas presiones de vapor y por lo tanto, presentará dificultades y un costoso almacenaje sin estabilización de productos líquidos o pérdida sustancial de vapores.
PROCESO DE ABSORCIÓN
El gas entra por el fondo al absorbedor y en flujo ascendente a través de este y en contracorriente entra en contacto con el petróleo pobre (lean oil).
Los componentes absorbibles son transferidos del gas al petróleo.
El gas seco sale por la parte superior o tope del absorbedor tratando de absorber en flujo descendente y en contracorriente con el gas rico.
El petróleo rico sale por el fondo del absorbedor y entra por el tope del stripper(despojador). Allí en el stripper, el calor es adicionado y /o algunas veces agentes despojadores de fracciones livianas tales como vapor o gas seco.
PROCESO DE ABSORCIÓN
Los materiales absorbidos son removidos a través de la cabeza del stripper y el petróleo pobre en el fondo es reciclado para entrar de nuevo al absorbedor.
En el contacto en contracorriente del gas y la fracción de petróleo, los componentes son absorbidos cuando las presiones parciales en las fase gaseosa exceden la presión de vapor de la fase liquida.
PROCESO DE REFRIGERACION:
En las plantas de refrigeración el gas de entrada es enfriado a temperaturas lo suficientemente bajas para condensar la fracción deseada de gases licuados de petróleo GLP (mezcla de propanos y butanos).
El agua libre debe ser separada antes de enfriar el gas para impedir la formación de hidratos. Lo más común es bajar la temperatura de formación de hidratos con la inyección de glicol (MEG) en el gas y después separar el agua libre.
Es posible recuperar porcentajes pequeños de etano en plantas de refrigeración.
Las temperaturas límites de refrigeración están entre -40ºF y –20ºF y el tipo de refrigerante utilizado es propano
PROCESO DE REFRIGERACION:
Es posible recuperar porcentajes pequeños de etano en plantas de refrigeración.
Las temperaturas límites de refrigeración están entre -40ºF y –20ºF y el tipo de refrigerante utilizado es propano
PROCESO DE CRIOGENIA:
Principalmente la recuperación de etano e hidrocarburos licuables mediante procesos criogénicos (uso de bajas temperaturas para la generación de un líquido separable por destilación fraccionada).
PROCESO DE CRIOGENIA:
Una planta criogénica está compuesta generalmente por intercambiadores de calor, separadores fríos, turbo expansores que trabajan a muy altas velocidades de rotación por encima de 25000 RPM, columna desmetanizadoras, etc.
Las temperaturas manejadas en estos equipos van de –90ºF a –150ºF. Por ejemplo: El gas entra a la columna desmetanizadora a unos –150ºF, a presiones y temperaturas donde el etano – plus está en estado liquido.
PROCESO DE CRIOGENIA
Es necesario remover el agua del gas para proteger los turboexpansores (por las bajas temperaturas de operación), considerando que puede ser posible la formación de sólidos bloqueando el sistema; el contenido de agua que debe contener el gas para entrar a la planta es de 10 ppm.
PROCESO DE CRIOGENIA
Como también el dióxido de carbono puede formar sólidos en el sistema, particularmente a las temperaturas más bajas de la salida del turboexpansor, el contenido de CO2 , permitido en el gas de entrada es 200 ppm.
Existen cartas para predecir las condiciones a las cuales se formará el sólido de CO2, calculado a partir de las condiciones de temperatura y presión bajos las cual esta operándole equipo.
PROCESO DE ADSORCION:
El recobro de hidrocarburos por adsorción es otro método que puede ser económico bajo ciertas condiciones. Este proceso depende sobre todo de la capacidad de ciertos materiales sólidos a adsorber gases o líquidos. Materiales que tienen necesariamente propiedades para adsorber debido a su amplia área superficial de pequeños poros, son los siguientes: carbón activado, bauxita, alúmina, sílice gel y zeolita sintética también llamada malla molecular.
PROCESO DE ADSORCION:
Se trata de un proceso intermitente, que requiere de dos torres, una torre para el ciclo de secado y la otra torre de calentamiento con gas caliente que vaporiza y des-adsorbe hidrocarburos y agua.
Es una operación rápida que va de 20 a 40 minutos.
El recobro de líquidos en este proceso usualmente va de 70 a 90% de C5 y pesados.
PROCESO DE FRACCIONAMIENTO: Los líquidos del fondo de algunas
plantas de gas pueden ser vendidos como una mezcla de estos productos. Algunas veces es más económico separar los líquidos en varios de sus componentes y venderlos como etano, propano, butanos y gasolina natural. El proceso de separación de la mezcla líquida en estos componentes es llamado fraccionamiento.
PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
El número de columnas de fraccionamiento requerido depende del número de productos a separar y de las características de los líquidos a los cuales sirven como alimento.
Existen torres sencillas, dobles y tripe según sean los productos a fraccionar.
PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
RECUPERACIÓN TIPICA DE LÍQUIDO SEGÚN EL PROCESO
BIBLIOGRAFIA
H Dale Beggs , Gas Production Operation,
Capitulo 10 Ken Arnold y Maurice stewart, Surface production
Operation, Design- Handling Systems and Facilities, Volumen 2, Capitulo 9
Jhon M. Clampbell, Gas conditioning and
Processing, pag 129 , 132.
GPSA, capítulo 5 Expanders