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DIPLOMADO OPERADORES ENPLANTAS DE GAS
Docente: Ing. Nelson Cabrera Maráz, MscCorreo: [email protected]
N@Plus 2016
MÓDULO: PROCESOS DEL GAS NATURAL III
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Preguntas comunes:
Por qué los gases ácidos son un problema?
Cuales son los compuestos del gas ácido presentes en el gas
natural?
Qué tanta purificación se necesita?
Qué se hace con los gases ácidos luego de que son separados
del gas natural?
Qué procesos hay disponibles para la remoción de gas ácido?
ENDULZAMIENTO DEL GAS NATURAL
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Objet ivos
Maximizar la seguridad de las instalaciones y de las personas
Minimizar las fallas operacionales
Adecuar el gas a las especificaciones exigidas por los clientes
(calidad del gas)
Proteger el medio ambiente.
ENDULZAMIENTO DEL GAS NATURAL
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Extracción Recolección Separación
Tratamiento
Crudo
Compresión
Gas
Almacenaje
MediciónY Bombeo
Tratamiento
Del Gas
-Deshidratación
-Endulzamiento-Recuperación de LGN
-Fraccionamiento
-Recuperación de Sulfuro
OPERACIONES
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CICLO CONTINUO DEL GAS NATURAL
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Gases Ácido s:
Dióxido de Carbono (CO2)
Productos de Azuf re Sulfuro de Hidrogeno (H2S)
Sulfuro de Carbonilo (COS)
Disulfuro de Carbono (CS2)
Mercaptanos (RSH)
El CO2 y H2S son los que mas prevalecen
ENDULZAMIENTO DEL GAS NATURAL
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IMPUREZA PROCESOSOLIDA FILTRACIONLIQUIDA DEPURACION
VAPOR DE AGUA DESHIDRATACION
GASES ACIDOS (CO2, H2S) ENDULZAMIENTO
INERTES (N2) DESTILACION
CRIOGENICA
ENDULZAMIENTO DEL GAS NATURAL
Impu rezas vs Procesos
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Primero se separan las fases obteniéndose:
Hidrocarburos en fase gaseosos
Hidrocarburos en fase liquida Fase acuosa
Fase solida
Algunos productos no deseados pueden estar presentes en una o
mas fases.
Remoción de las fases
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Los gases se tratan para:
Remover gases ácidos y mercurio
Remover vapor de agua (Deshidratación)
Remover GLP (Ajuste del punto de rocío)
Recuperar GLP (Turbo expansión)
Compresión a presión de gasoducto
Medición e inyección para entregas
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En la purificación del gas natural es necesario la remoción de los
gases ácidos contaminantes.
Los mas importantes son el dióxido de carbono (CO2) y acido
sulfhídrico (H2S).
Deben ser removidos para:
Evitar la toxicidad del H2S
Evitar la corrosión en equipos y tuberías
Mantener el poder calorífico del gas, y Respetar las especificaciones
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Los hidrocarburos líquidos se tratan para:
Separar el agua libre y el agua emulsionada
Separar los sólidos arrastrados Separar gases disueltos
Reducir el contenido de sales
Bombear a presión del oleoducto
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El agua separada se trata para:
Reducir el contenido de hidrocarburos
Eliminar los sólidos en suspensión
Bombear
Otros tratamientos según el origen y destino:
Disposición en pozos o medio ambiente
Recuperación secundaria
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Procesos de Tratam iento
ENDULZAMIENTO DEL GAS NATURAL
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Factores que se consideran en la selección de un proceso deremoción:
Regulaciones ambientales Impurezas en el gas de alimentación
Concentraciones de entrada y salida del gas acido
Selectividad requerida de gas ácido
Presión total del gas y presión parcial de los componentes ácidos
y relación H2S/CO2
Temperatura y corrosión
Materiales de construcción.
ENDULZAMIENTO DEL GAS NATURAL
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Criterios para la selección de un proceso de remoción:
El tipo de impurezas acidas presentes en el gas
Las concentraciones de cada impureza y el grado de remocióndeseada
El volumen de gas a ser tratado, la temperatura y la presión en la
cual el gas está disponible
La viabilidad de recuperación del azufre elemental
La remoción selectiva de una o más de las impurezas sin remover
los otros
La presencia y cantidad de hidrocarburos parafínicos pesados y
de aromáticos en el gas.
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REMOCION DE GASES ACIDOS
PROCESOS DE ENDULZAMIENTO
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Tiene como finalidad la eliminación de compuestos ácidos (H2S y
CO2) del gas natural, mediante el uso de tecnologías que se basan
en sistemas de absorción-agotamiento utilizando un solvente
selectivo.El gas alimentado se denomina “amargo” y el producto
“gas dulce”.
El proceso por el cual se eliminan estas impurezas del gas es el
ENDULZAMIENTO, puede ser realizado a través de los:
Procesos de ABSORCION
Procesos de ADSORCION
ENDULZAMIENTO DEL GAS NATURAL
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Las condiciones del gas a tratar son:
Concentración de impurezas
Temperatura y presión disponible Volumen de gas a procesar
Composición de hidrocarburos
Selectividad de los gases ácidos
Especificaciones del gas acido residual
ENDULZAMIENTO DEL GAS NATURAL
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Gas Natural - Tratam iento
Endulzamiento
AbsorciónLiquida
LechosSólidos
Membranas
Secuestrantes(Scavengers)
Redox
Tratamiento deGases de Cola
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Endulzamiento
AbsorciónLiquidaAminas
CarbonatoDe Potasio
Solventes
Físicos SolventesHíbridos
• Benfield• Catacarb
• Selexol• Rectisol• Purisol
• Sulfinol• Ucarsol• Flexsorb
Gas Natural - Tratam iento
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Gas Natural - Tratam iento
Endulzamiento
LechosSólidos
Oxido deZinc Oxido de
Hierro
TamicesMoleculares
CarbónActivado
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Endulzamiento
Redox
LO-CAT
Sulferox Stretford
Gas Natural - Tratam iento
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Gas Natural - Tratam iento
Endulzamiento
Tratamiento deGases de Cola
SCOT
BSR
Clauspol
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Gas Natural - Tratam iento
Endulzamiento
Secuestrantes(Scavengers)
Membranas
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Las aminas son solventes químicos (Bases Orgánicas)
La separación se da a través de un proceso de Absorción
Química.
Las Amina reaccionan con los gases ácidos (Reacción Acido-Base) para formar sales inestables que por efecto del calor son
reversibles regenerando la amina y liberando el gas acido
Pueden remover CO2 así como H2S.
Gas Natural - Endulsamiento
Absorc ión Liquida (Am inas)
Absorción
Gas NaturalAgrio
Gas NaturalDulce
Amina Rica
Amina Pobre
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Las Aminas son, desde 1930, los Solventes de mayor aceptación y
amplia utilización para la Absorción se H2S y CO2 del Gas
Gas Natural - Endulzamiento
Absorc ión Liquida (Am inas)
AguaSal Base Acido
a AS H O H a AdeSulfuroa AS H minminmin222
a ACOO H a AdeCarbamatoa ACO minminmin222
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MONOETANOLAMINA (MEA)
DIETANOLAMINA (DEA)
DIISOPROPANOL AMINA (DIPA)
DIGLICOLAMINA (DGA)
METILDIETANOLAMINA (MDEA)
Gas Natural - Endulzamiento
Absorc ión Liquida (Am inas)
MAS REACTIVA
MENOS REACTIVA
MEA fue durante mucho tiempo la amina mas utilizada → altamente reactiva
A partir de 1950-1960, DEA sustituye a MEA por resistencia a degradacióncon azufrados → corrosión
Hoy en día se utilizan aminas formuladas.
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Gas Natural - Endulzamiento
Absorc ión Liquida (Am inas)
Torre de Absorción
Filtro de Entrada
Filtro Separador
Scrubber Gas Dulce
De URC
Gas Dulce a
Dew Point
Amina Pobre
Amina Rica
Aeroenfriador Salida
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Gas Natural - Endulzamiento
Absorc ión Liqu ida (Am inas-Regeneración)
Torre deRegeneradora
Flush Drum
Amina Pobre aTorre Absorción
Amina Ricade Torre de
Absorción
Surge Drum
Pre-FiltroPartículas
Post-FiltroPartículas
FiltroCarbón
Aero-Enfriador
Amina Pobre
Intercambiador
Amina Pobre/Rica
Booster AminaPobre
Bomba Amina Pobre
Reboiler
Condensador
Acumulador
K.O Gas Acido
BombaReflujo
GasCombustible
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El Carbonato de Potasio es un solvente químico.
La separación se da a través de un proceso de AbsorciónQuímica.
El proceso es similar al endulzamiento con aminas pero la
absorción se da a temperaturas elevadas (150 – 250)
El proceso se utiliza para remover cantidades importantes de CO2
(5 – 35%)
Este proceso no es adecuado para corrientes que solo contienen
H2S (CO2 debe estar presente).
Gas Natural - Endulzamiento
Absorc ión L iquida (Carbon ato de Potasio)
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Gas Natural - Endulzamiento
Absorc ión L iquida (Carbon ato de Potasio)
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Benfield: Proceso licenciado por la UOP, donde varioscomponente “activadores” son inyectados para mejor el
performance del Carbonato de Potasio.
EL proceso se aplica para gas natural y gas natural licuado (LNG)
Catacarb: Proceso licenciado por la Eickmeyer donde se incluyen
activadores e inhibidores de corrosión en la solución de carbonatode potasio.
Gas Natural - Endulzamiento
Absorc ión L iquida (Carbon ato de Potasio)
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La separación se da a través de un proceso de Absorción Física.
El proceso requiere presiones elevadas y bajas temperaturas, porlo que la corriente de alimentación debe ser enfriada por debajo
de la temperatura ambiente.
Son muy sensibles a la presencia de hidrocarburos líquidos
disminuyendo la eficiencia (espuma).
Debido a que el proceso es a baja temperatura la tendencia a
formar HC líquidos es muy elevada, por ello la aplicación en el gas
natural es muy limitada.
Gas Natural - Endulzamiento
Ab so rción Liq uid a (Solv entes Físicos )
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Gas Natural - EndulzamientoAbsor ción Liq uid a (Solv entes Físicos )
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Selexol: Proceso licenciado por la UOP
Utiliza un solvente derivado del Polietilen Glycol.
Es selectivo para componentes derivados del azufre pero tambiénes utilizado para remover CO2, agua y hidrocarburos parafinicos,
olefinicos y aromáticos.
Opera en rangos de temperatura de -18°C a temperatura
ambiente.
Rectisol
Proceso licenciado por Lurgi y Linde.
Utiliza una solución refrigerada de metanol como solvente
Se utiliza principalmente para remover el CO2 del gas de síntesis.
Gas Natural - Endulzamiento
Ab so rc ión Liq uid a (Solv entes Físic os )
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Los solventes formulados o híbridos contienen una mezcla de
solventes físicos y químicos.
El solvente químico base es alguna Amina.
Estos solventes tienen las ventajas y desventajas combinadas de
ambos tipos.
Menor grado de degradación térmica
Mayor capacidad para remoción de gas ácido
Gas Natural - Endulzamiento
Absorc ión Liqu ida (Solventes Formulados )
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Alta selectividad hacia el H2S o hacia el CO2
Menores requerimientos energéticos
Concentraciones altas, (no presenta corrosión)
Son sensibles a la presencia de Hidrocarburos Líquidos formando
espuma.
El proceso de endulzamiento es similar a la de una amina
convencional con una unidad de Absorción y Regeneración
Usos: Refinación, Gas Natural, Plantas H2, Plantas de NH3,
Plantas Etano / Etileno, Liq/Liq, Hornos de reducción Acero,
Gas Natural - Endulzamiento
Absorc ión Liqu ida (Solventes Formulados )
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Sulfinol:
Proceso licenciado por Shell. Dos tipos de mezcla: Sulfinol D (sulfolane, agua y DIPA); Sulfinol
M (sulfolane, agua y MDEA)
El Sulfinol D remueve completamente los gases ácidos (CO2/H2S)
El Sulfinol M es selectivo al H2S.
Baja formación de espuma, corrosividad y energía.
Gas Natural - Endulzamiento
Absorc ión Liqu ida (Solventes Formulados )
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Endulzamiento del Gas
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Recuperación de Azufre
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Plantas de Endulzamiento con Aminas
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Plantas de Endulzamiento con Aminas
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