UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES TECNOLOGIA DEL GAS NATURAL

FACULTAD DE INGENIERIA

PROCESO GIRBOTOL

PROCESO GIRBOTOL

El proceso de endulzamiento del gas natural, es uno de los proceso de mayor importancia, que debe de ser sometido el gas natural, ya que el mismo implica la remocin de los gases cidos de la corriente del gas. Esta remocin puede realizar a travs de varios procesos, como lo son la absorcin de los gases cidos, con solventes qumicos, fsicos y mixtos. Cuando la absorcin ocurre con solventes qumicos, se realiza una reaccin qumica entre el solvente y los gases que se desea remover, luego este proceso esa regularizado por la estequiometria de la reaccin, lo importante, que despus se tiene que aplicar calor para poder resorber el solvente y eliminar los gases de la corriente. Cuando se habla de solventes qumicos es imposible no mencionar a las aminas, tanto primarias, secundarias y terciarias y su selectividad hacia el dixido de carbono o sulfuro de hidrgeno.El proceso de endulzamiento implica tambin procesos de absorcin, lecho fijo o lecho seco, en donde se utilizan los tamices moleculares, o membrana, desde luego hay que tener en cuenta, cuando se pueden utilizar algunos de estos procesos, teniendo en cuenta los costos energticos y otros. En la actualidad se habla mucho de las reacciones de conversin directa del sulfuro de hidrgeno y su posterior recuperacin del azufre, y su gran utilidad para la produccin de cido sulfrico en los centros petroqumicos.

La utilizacin de los secuestrantes qumicos, como la triazina, para la eliminacin del sulfuro de hidrgeno, juega desde luego un gran papel, en los procesos de tratamientos del gas natural, quizs habr que estudiar mucho, para poder comprender los mecanismos de reaccin, entre la molcula de triazina y el sulfuro de hidrgeno, pero nadie duda de su gran utilidad.El ingeniero de procesos tendr que tener muy claramente establecido los parmetros y/o procesos que se deben de tener en cuenta para seleccionar un mtodo de endulzamiento, y sobretodo tendr que tener muy cuenta impedir el posible impacto ambiental que implica, la seleccin de cada uno de los procesos, pero cualquiera sea el mtodo a utilizar necesariamente hay que hacerlo, ya que la n eliminacin de los gases cidos, trae consigo el incremento del proceso de corrosin, y toda su implicacin tcnico- econmica, sin tener en cuenta los costos.En todo, caso la intencin de estos trabajos es despertar la inquietud en los estudiantes y profesionales recin graduados, de la necesidad de estudiar todos los procesos a los que debe de ser sometido el gas natural, para su distribucin y comercializacin final.

Los procesos de absorcin qumica con soluciones acuosas de aminas se utilizan para tratar corrientes de gases que contienen sulfuro de hidrgeno y dixido de carbono.

Sin embargo, dependiendo de la composicin y de las condiciones operativas de la alimentacin gaseosas, pueden seleccionarse diferentes aminas para cumplir con las especificaciones del gas producto.

Las aminas se categorizan en primarias, secundarias y terciarias dependiendo del grado de sustitucin del grupo amino. Las aminas primarias reaccionan directamente con H2S, CO2, y sulfuro de carbonilo (COS). Ejemplos de estas son la monoetanolamina (MEA) y la diglicolamina (DGA).

Las aminas secundarias reaccionan directamente con H2S y CO2 y con algo de COS. La amina secundaria ms comn es la dietanolamina (DEA). Otro ejemplo es la diisopropanolamina (DIPA), pero no se utiliza para endulzamiento de gases.

Las aminas terciarias reacciona directamente con H2S, indirectamente con CO2 y con un poco de COS. Los ejemplos ms comunes de este grupo son la metildietanolamina (MDEA) y la metildietanolamina activada.

El proceso con etanolaminas se conoce como proceso Girbotol y se utiliza para eliminar gases cidos de hidrocarburos lquidos como tambin de gas natural y gases de refinera. La solucin Girbotol es una solucin acuosa de etanolamina, que tiene la propiedad reversible de reaccionar con sulfuro de hidrogeno a bajas temperaturas y liberarlo a altas temperaturas. La solucin de etanolamina llena una torre llamada absorbedora a travs de la cual se burbujea el gas agrio. El gas purificado sale por arriba, y la solucin de etanolamina deja el fondo de la torre con los gases cidos absorbidos. Esta solucin entra a una torre reactivadora donde el calor libera a los gases cidos de la solucin. La solucin de etanolamina, que ha vuelto a su condicin original, deja el fondo de la torre reactivadora y va hacia la cabeza de la absorbedora, los gases cidos se liberan desde la cabeza de la reactivadora.

De todas las aminas, la MEA y la DEA han encontrado la mayor aplicacin general en el endulzamiento de corrientes de gas. A pesar de que el sistema DEA puede no ser tan eficiente como otros solventes qumicos, puede ser ms econmico de instalar, de operar y mantener.

La MEA es un compuesto estable y, en ausencia de otros qumicos, no sufre degradacin o descomposicin a temperaturas mayores a su punto de ebullicin normal.La MEA reacciona con el H2S y el CO2 as:

Estas reacciones son reversibles cambiando la temperatura del sistema. La MEA tambin reacciona con el carbonilo COS y con el disulfuro de carbono (CS2) para formar sales solubles que no pueden regenerarse.

La DEA es una base ms dbil que la MEA y por lo tanto el sistema DEA nos sufre los tpicos problemas de corrosin pero reacciona con el sulfuro de hidrgeno y con el dixido de carbono:

La DEA tambin remueve el sulfuro de carbonilo y el disulfuro de carbono parcialmente como compuestos regenerables con COS y CS2 sin muchas prdidas de solucin.

Una diferencia clave entre varias aminas especiales es la selectividad hacia el sulfuro de hidrgeno. En vez de remover al sulfuro de hidrgeno y al dixido de carbono de igual forma, tal cual lo hacen las aminas genricas como la MEA y la DEA, algunos productos eliminan bien el sulfuro de hidrgeno pero dejan cantidades importantes de dixido de carbono. El proceso MDEA que fue desarrollado a mediados de la dcada de 1970, se destin principalmente al endulzamiento de gases que no requeran la eliminacin completa de CO2.

El uso de la MDEA para la eliminacin selectiva de H2S se basa en el hecho de que, a diferencia de la DEA, no reacciona directamente con el CO2. Esta desventaja ha sido mejorada mezclando la MDEA con aminas secundarias con altas velocidades de reaccin con CO2. Esta mezcla se conoce como MDEA activada.

Descripcin del proceso:

El diagrama de flujos general de una planta de endulzamiento con aminas vara poco, sin importar el tipo de solucin acuosa de amina que se utilice. El gas agrio que contiene H2S y/o CO2 casi siempre entra a la planta a travs de un separador de entrada (scrubber) para eliminar cualquier lquido libre y/o slido arrastrado. El gas agrio entra luego al fondo de la columna absorbedora y fluye hacia arriba a travs de la misma en ntimo contacto a contracorriente con la solucin acuosa de aminas, donde la amina absorbe los gases cidos de la corriente gaseosa. El gas endulzado sale por encima de la absorbedora y pasa a travs de un separador de salida y luego fluye hacia la unidad de deshidratacin (y compresin, si es necesario) antes de quedar listo para la venta.

En muchas unidades la solucin de aminas rica se enva desde el fondo del absorbedor hacia un tanque flash para recuperar hidrocarburos que pueden haberse disuelto o condensado en la solucin de aminas en el absorbedor. El solvente rico es luego precalentado antes de entrar por la cabeza de la columna stripper. El intercambiador de calor amina-amina sirve como dispositivo de conservacin de calor y disminuye los requerimientos totales de calor del proceso.

Una parte de los gases cidos absorbidos se flashean de la solucin rica calentada en el plato superior del stripper. La solucin remanente fluye hacia abajo del stripper en contracorriente con el vapor generado en el reboiler. El vapor del reboiler (principalmente vapor de agua) despoja los gases cidos de la solucin rica. Los gases cidos y el vapor de agua salen por arriba del stripper y pasan al condensador, donde la mayor parte del vapor condensa y se enfra. Los gases cidos se separan en el separador y se envan a antorcha o a procesamiento. El vapor recuperado se retorna a la columna como reflujo.

La solucin de amina pobre del fondo de la columna stripper se bombea a travs del intercambiador amina-amina y luego por un enfriador antes de introducirse por la cabeza del absorbedor. El enfriador sirva para bajar la temperatura de la solucin de amina pobre hasta aproximadamente 38C. Temperaturas mayores a estar produciran demasiadas prdidas de aminas por vaporizacin y tambin disminuiran la capacidad de llevar gas cido en solucin.