REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL RAFAEL MARA BARALTCARRERA: INGENIERA EN GASCTEDRA: INSTRUMENTACIONPROFESORA: ING. Jhon Urdaneta

PROCESO DE CRIOGENIZACION

AUTORES:ARRIETA, Yosman. C. I. 23.460.301 CORSO, Robertson. C. I.21422703 PREZ, Ernesto. C. I. 23.460.446SNCHEZ, Rafael. C. I.20.834.594 VERGEL, Emilio. C. I.16.687.256

La Caada de Urdaneta, marzo de 2015

DESARROLLO

1. PROCESO CRIOGNICO:En los ltimos aos, a propsito del gas natural se hace referencia frecuentemente a las plantas criognicas. Sin embargo, muchos no tenemos claro qu proceso, por qu y para qu se usa esta tecnologa, y cuales son sus alcances. Las plantas han sido construidas a base de ciclos tecnolgicos eficaces que aparte de asegurar una gran eficiencia energtica permiten realizar varios modalidades de trabajo en el marco de una planta y la regulacin de stos entre un amplio rango. De tal manera, las plantas ofrecidas pueden ser adaptadas a las condiciones de una produccin especial tomando en consideracin todas sus particularidades y requisitos planteados por el Cliente.Se caracterizan porque el gas se enfra a temperaturas de -100 a -150F (Temperaturas Criognicas); en este caso se requiere que el gas despus de la deshidratacin tenga un contenido de agua de unas pocas ppm, adems se necesita que el gas se pueda despresurizar para poderlo enfriar. Las plantas criognicas son la de mayor rendimiento en lquidos recobrados, son ms fciles de operar y ms compactas aunque un poco ms costosas que las de refrigeracin . La seleccin de una planta criognica se recomienda cuando se presenta una o ms de las siguientes condiciones: Disponibilidad de cada de presin en la mezcla gaseosa Gas pobre. Se requiere un recobro alto de etano (mayor del 30%). Poca disponibilidad de espacio. Flexibilidad de operacin (es decir fcilmente adaptable a variaciones amplias en presin y productos).1.1. La Criogenia: Denominada tambin el congelamiento ultra fro, es una tcnica utilizada para enfriar materiales a temperaturas muy bajas como la temperatura de ebullicin del nitrgeno (-195.79 C) e incluso ms bajas. Para lograr estas temperaturas se usan diversos productos siendo los ms conocidos el nitrgeno y el helio. La criogenia tiene una gran variedad de aplicaciones, entre las que podemos destacar el procesamiento de metales y de hidrocarburos, el almacenamiento o preservacin de vacunas, alimentos u otros insumos. Su uso en la industria de los hidrocarburos se ha incrementado en los ltimos tiempos con especial inters en el gas natural, ya que los procesos criognicos han permitido que el gas natural pueda ser licuefactado y, por ende, trasportado mediante buques especialmente acondicionados a destinos muy lejanos.1.2. Plantas Criognicas y los hidrocarburos:En trminos muy sencillos, una planta criognica es un complejo industrial que hace uso de procesos criognicos, es decir, de procesos de enfriamiento a muy bajas temperaturas para conseguir objetivos determinados. En el procesamiento de hidrocarburos, una planta criognica puede ser usada para: Separar el gas natural de sus lquidos Gas natural licuefactado es aquel gas que ha sido reducido en volumen hasta en 600 veces su tamao original y convertido a lquido, con la finalidad de hacer su envo fsica y econmicamente viable a travs de grandes distancias. Buque de transporte de Gas Natural Licuefactado (LNG) Para licuefactar el gas natural con la finalidad de hacer viable su transporte a puntos lejanos.Pero para entender un poco ms acerca de estos dos procesos, pasemos a describirlos brevemente:1.2.1. Separacin del gas natural de sus lquidos:El gas natural, al igual que el petrleo, es una combinacin de hidrocarburos. En un yacimiento de gas natural es posible encontrar gas natural combinado con petrleo, con otros hidrocarburos e incluso en algunos casos con agua. No obstante, para que el gas natural extrado del yacimiento pueda ser usado por los consumidores finales este debe pasar por un proceso para obtener lo que se conoce como gas natural seco, es decir, un gas natural al cual se le han extrado ciertos componentes que en conjunto formarn lo que se conoce como lquidos de gas natural. Existen 3 tipos de procedimientos para realizar esta separacin: el de absorcin, el de refrigeracin y el de criogenizacin, siendo este ltimo el ms eficiente aunque es un poco ms costoso que las opciones anteriores. Aun cuando el proceso de criogenizacin para la separacin del gas natural de sus lquidos es un proceso complejo, presentamos una breve descripcin del proceso: Una vez extrado el gas natural (compuesto de metano, etano y lquidos en fase vaporizada) del yacimiento, el producto es trasladado hasta la unidad de deshidratacin, en la cual se reduce la cantidad de agua presente en l a pequeas cantidades (incluso partculas por milln). Seguidamente, el gas natural pasa a un separador de baja temperatura, del cual se obtiene como resultado final gas natural hmedo por un lado y los lquidos ms pesados de gas natural por otro. El gas natural hmedo es enviado a una des-etanizadora tras haber pasado por un Turbo Expander en el cual se reduce la presin y la temperatura del mismo. Producto de este proceso se obtienen el gas natural seco y lquidos livianos de gas natural. El gas natural es reducido en volumen para poder ser enviado a su siguiente destino, siendo en el caso del Per, enviado a travs de un gasoducto. Por su parte los lquidos de gas natural resultantes estn listos para ser enviados a almacenar, o en caso contrario, para ser enviados a la planta de procesamiento respectiva.1.2.2. Licuefactar el gas natural:Tras la separacin del gas natural de sus lquidos, ste puede ser enviado directamente en fase gas para su uso directo por industrias y otros usuarios, o puede tener como destino la exportacin a otro pas. No obstante, el gas natural es poco denso y ello dificulta su transporte para ser exportado desde el lugar donde fue extrado hasta el lugar en el que finalmente ser consumido. Por este motivo, el gas natural debe ser comprimido en estaciones de compresin que se intercalan a lo largo de los gasoductos o licuefactado en plantas especiales, con la finalidad de aumentar su densidad (hasta en 600 veces, en el caso de la licuefaccin) y hacer su transporte fsica y econmicamente viable. En estos procesos se usan sistemas criognicos en la medida en que son llevados a cabo a temperaturas muy bajas. El gas natural para ser licuefactado es sometido a temperaturas de hasta 163.1 C. As, para que el gas natural pueda ser licuefactado tiene que pasar por los siguientes procesos: El gas natural proveniente del yacimiento es recibido en la planta de licuefaccin y posteriormente es enviado a una columna de aminas en la cual se remueve el dixido de carbono as como otros compuestos que pudiesen estar presentes para evitar que este pueda causar problemas en los procesos posteriores. Posteriormente, el gas natural es enviado a una unidad de deshidratacin para secar el gas hasta que contenga menos de parte por milln de agua en volumen, y con ello evitar su posible congelamiento en los procesos posteriores. Una vez deshidratado el gas natural pasa a una unidad en la cual se inicia los procesos de pre-enfriamiento utilizando fluidos frigorficos como el propano, en ciclos termodinmicos de refrigeracin. Seguidamente, el gas natural pasa a la unidad criognica, en la cual su temperatura se reduce considerablemente - hasta -161 C que es la temperatura en la cual el metano, principal componente del gas natural, se convierte en lquido - hasta ser condensado por medio de otro ciclo de refrigeracin. Finalmente, el gas natural en forma lquida es enviado a los tanques de almacenamiento a una temperatura aproximada de -163 C y con una presin de 1,08 bar4 esperando a que sean embarcados en buques especiales o camiones cisterna que cuentan con sistemas que permiten mantener la temperatura y caractersticas del gas natural lquido hasta que llegan a su punto de destino. Es importante mencionar, que una vez que el gas en forma lquida llega a su destino final es regasificado de acuerdo a las caractersticas particulares de las empresas a las cuales estar dirigida la venta, y slo de este modo esta listo para ser usado.

2. Representacin grfica del proceso criognico:

El proceso criognico recibe gas dulce hmedo de las plantas endulzadoras de gas y en algunos casos directamente de los campos productores, el cual entra a una seccin de deshidratado, donde se remueve el agua casi en su totalidad, posteriormente es enfriado por corrientes fras del proceso y por un sistema de refrigeracin mecnica externo. Mediante el enfriamiento y la alta presin del gas es posible la condensacin de los hidrocarburos pesados (etano, propano, butano, etc.), los cuales son separados y enviados a rectificacin en la torre desmetanizadora. El gas obtenido en la separacin pasa a un turboexpansor, donde se provoca una diferencial de presin (expansin) sbita, enfriando an ms esta corriente, la cual se alimenta en la parte superior de la torre desmetanizadora. El producto principal de esta planta es el gas residual (gas natural, bsicamente metano, listo para su comercializacin), el cual es inyectado al Sistema Nacional de Ductos para su distribucin y, en algunos lugares, se usa como bombeo neumtico. No menos importante es el producto denominado lquidos del gas natural, el cual es una corriente en estado lquido constituida por hidrocarburos licuables, esta corriente constituye la carga de las plantas fraccionadoras.

3. Simbologa:

Intercambiador de calor

Compresor

Deshidratador

Separador

Lquidos del gas naturalLquidosExpansor o TurboexpansorDespropanizadora