Descripción de Los Procesos del gas sus diferentes etapas y configuraciones para venta al consumidor

1. Nuevas Tendencias en los Esquemas de
Procesamiento de Gas

2. Introducción
Gas convencional
Tight gas: areniscas de baja
Clasificación general:
Gas no convencional
Tight gas: areniscas de baja
porosidad y reservorios
carbonatados.
Shale gas: reservorios de
baja permeabilidad.
Coal bed natural gas:
yacimientos de carbón.
Pobre
Rico
Bajo CO2
Pobre
Alto CO2
en gral.
en gral.

3. En la actualidad, los avances en los procesos de tratamiento
de gas son fundamentalmente promovidos por:
• Reducción de emisiones a la atmósfera.
• Eficiencia energética de procesos involucrados.
Introducción
• Eficiencia energética de procesos involucrados.
• Alto grado de contaminación que presentan los gases
en la actualidad.

4. H2O
Especificación:
Gasoducto
Unidades aguas abajo
GAS DE POZO GAS DE VENTADESHIDRATACIÓN
Esquemas de Procesamiento de Gas
¿por qué deshidratar?
- Formación de hidratos - Condensación de agua libre
- Especificación de venta - Corrosión
GAS DE POZO GAS DE VENTADESHIDRATACIÓN

5. CO2
H2S
Especificación:
Gasoducto
Unidades aguas abajo
GAS DE POZO GAS DE VENTAENDULZAMIENTO
Esquemas de Procesamiento de Gas
¿por qué endulzar?
- Corrosión - Seguridad personal y toxicidad
- Medio ambiente - Volumen a transportar
- Congelamiento - Costos de compresión
- Especificación de venta
GAS DE POZO GAS DE VENTAENDULZAMIENTO

6. HC
Especificación:
Gasoducto
Unidades aguas abajo
Recuperación de líquidos
GAS DE POZO GAS DE VENTA
AJUSTE DE PUNTO
Esquemas de Procesamiento de Gas
¿por qué ajustar el punto de rocío de HC?
- Recuperación de líquidos - Permitir explotación de crudo
- Especificación de venta
GAS DE POZO GAS DE VENTA
AJUSTE DE PUNTO
DE ROCÍO

7. Hg
Especificación:
Gasoducto
Unidades aguas abajo
GAS DE POZO GAS DE VENTA
MRU
(Unidad de Remoción
Esquemas de Procesamiento de Gas
¿por qué remover mercurio?
- Daño de interc. BAHEX - Medio ambiente
- Veneno de catalizadores - Efecto de acumulación
- Especificación de venta - Toxicidad
GAS DE POZO GAS DE VENTA(Unidad de Remoción
de Mercurio)

8. N2
Especificación:
Gasoducto
Unidades aguas abajo
GAS DE POZO GAS DE VENTARECHAZO DE N2
Esquemas de Procesamiento de Gas
¿por qué remover N2?
- Incrementar el poder calorífico del gas - Costos de compresión
- Especificación de venta - Volumen a transportar
GAS DE POZO GAS DE VENTARECHAZO DE N2

9. Parafinas
Especificación:
Condiciones de precipitación
o deposición de parafinas
GAS DE POZO GAS DE VENTA
MANEJO DE
Esquemas de Procesamiento de Gas
¿por qué se debe manejar las parafinas?
- Prevenir problemas de operación por obstrucción.
- Reducir ensuciamiento de equipos.
GAS DE POZO GAS DE VENTA
MANEJO DE
PARAFINAS

10. DESHIDRATACIÓN
ENDULZAMIENTO
AJUSTE DE PUNTO
DE ROCÍO
H2O
CO2
H2S
Hg
N2
Parafinas
Esquemas de Procesamiento de Gas
DE ROCÍO
MRU
(Unidad de Remoción
de Mercurio)
GAS DE POZO GAS DE VENTA
RECHAZO DE N2
MANEJO DE
PARAFINAS

11. Deshidratación - Tecnologías
Mecanismo de
deshidratación
Tipo de proceso Tecnología Nombre comercial
Glicol TEG
Glicol con inyección de gas de
stripping
TEG
Glicol de alta concentración Drizo, Coldfinger
Regenerativo continuoAbsorción química
Absorción física No regenerativo, continuo Cloruro de calcio -
Adsorción física
Regenerativo continuo
(secuencia de
adsorción/desorción)
Silica gel, Alumina, Tamices
moleculares
4A-DG (UOP), Sylobed
(Grace), Z4-01 (Zeochem)
Refrigeración Regenerativo continuo Condensación IFPX-1
Permeación Continuo Membranas
Separex, Cynara, Z-top,
Medal, etc.

12. Deshidratación - Selección

13. Deshidratación – Sistemas Híbridos
TEG seguido de Tamices Moleculares.
Permiten aprovechar las ventajas intrínsecas de cada
proceso:
• Facilidad para alcanzar bajas especificación de
H2O con Tamices Moleculares.
• Ventajas para remoción ‘bulk’ con TEG y
especificación no restrictiva de H2O.

14. Deshidratación – Disposición de Venteos
Venteo atmosférico
Legislación ambiental local (especialmente metano de
gas de stripping)
Condensación para remoción de BTEX y venteo atm.Condensación para remoción de BTEX y venteo atm.
Quemado en antorcha / incinerador.
Utilización como gas combustible
Condensación y re-compresión para reutilizar como
gas de stripping y combustible para reboiler.

15. Deshidratación – Reducción de Emisiones
C1
Unidad de
Unidad de
Recuperación de
Vapores
C2
C3
Unidad de
Regeneración
Común

16. Deshidratación – Reducción de Emisiones
Unidad de
Recuperación de
Vapores
Deshidratación
&
Regeneración

17. Endulzamiento – Tecnologías CO2
Mecanismo de
remoción de CO2
Tipo de proceso Tecnología Nombre comercial
Aminas
MEA, DEA, MDEA, DIPA,
DGA, Solventes formulados
Carbonato de potasio
Benfield, Catacarb,
Giammarco-Vetrocoke, etc.
No regenerativo, continuo
Regenerativo continuo
Absorción química
No regenerativo, continuo
(arreglo usual: lead/lag)
Hidróxido de sodio -
Absorción física Regenerativo continuo Solventes físicos
Selexol, Rectisol, Purisol,
Fluor Solvent, IFPexol, etc.
Absorción físico-química Regenerativo continuo Solventes físico-químicos
Sulfinol, Ucarsol LE 701, 702
& 703, Flexsorb PS, etc.
Adsorción física
Regenerativo continuo
(secuencia de
adsorción/desorción)
Tamices moleculares
Z5A (Zeochem), LNG-3
(UOP), etc.
Permeación Continuo Membranas
Separex, Cynara, Z-top,
Medal, etc.

18. Endulzamiento – Selección CO2
Enfoque tradicional de selección:
100% 100%
10% 10%
ConcentracióndeGasÁcidoenAlimentación
Guía para selección de procesos de endulzamiento de gas
Membranas
Solventes físicos, Solventes mixtos, Aminas
Membranas seguidas por Aminas
Membranas,
Solventes físicos
Solventes físicos,
Carbonato de potasio
Solventes físicos,
% de gas ácido en
gas de entrada
% de gas ácido en
gas tratado
1% 1%
1000 ppm 1000 ppm
100 ppm 100 ppm
1 ppm 10 ppm 100 ppm 1000 ppm 1% 10%
Concentración de Gas Ácido en Producto
ConcentracióndeGasÁcidoenAlimentación
Procesos batch, Tamices moleculares
Aminas,
Tamices moleculares,
Procesos batch
Solventes mixtos,
Aminas Aminas, Solventes mixtos, Solventes
físicos, Carbonato de potasio
Aminas, Solventes mixtos
gas tratado
Presión parcial de
gas ácido en gas de
entrada/tratado
Permite descartar
ciertos procesos.

19. Endulzamiento – Tecnologías H2S
Mecanismo de
remoción de H2S
Tipo de proceso Tecnología Nombre comercial
Absorción química Regenerativo continuo Aminas
MEA, DEA, MDEA, DIPA,
DGA, Solventes formulados
Reacción Redox Regenerativo continuo
Conversión directa en
solución de hierro
Lo-Cat, Sulferox
Absorción física Regenerativo continuo Solventes físicos
Selexol, Rectisol, Purisol,
Fluor Solvent, etc.
Absorción físico-química Regenerativo continuo Solventes físico-químicos
Sulfinol, Ucarsol LE 701, 702
& 703, Flexsorb PS, etc.
Adsorción física
Regenerativo continuo
(secuencia de
adsorción/desorción)
Tamices moleculares
Z10-01 (Zeochem), GB-217
(UOP), etc.
Inyección directa de
secuestrante líquido
Columnas batch de
secuestrante líquido
Lechos de secuestrante sólido Puraspec, Sulfatreat
Secuestrante No regenerativo continuo
Triazina, aminas, nitritos.

20. Endulzamiento – Selección H2S

21. Endulzamiento – Disposición de Gas Ácido
Venteo
Legislación ambiental local (especialmente H2S)
Quema en antorcha / incinerador
PCI > 150 BTU/SCF, si no agregar gas combustible
Utilización como gas combustible
Típicamente: gas permeado de 1er etapa membranas
(verificar PCI requerido)
Re-inyección
~ cero emisiones de CO2; gran incremento en costo

22. Endulzamiento – Sistemas Híbridos
Membranas seguido de Aminas.
Permiten aprovechar las ventajas intrínsecas de cada
proceso:
• Confiabilidad operativa de Aminas y facilidad para
alcanzar bajas especificación de COalcanzar bajas especificación de CO2.
• Flexibilidad frente a expansiones de las
Membranas y ventajas para remoción ‘bulk’.
Reutilización del permeado de membranas como gas
combustible (ej. para regeneración de aminas).

23. Endulzamiento – Sistemas Híbridos
Sistemas híbridos, una opción:
Escalonamiento de inversiones en 2 etapas: 1era etapa
aminas, 2da etapa membranas
Aspecto clave:
• Concentración
Aminas
• Concentración
“óptima”
• Cumplir
especificaciones
antes de agregar
membranas
Membranas Aminas
Alternativa: realizar 1ero la instalación de las membranas.
Menor CAPEX durante la 1era etapa puede aventajar las
pérdidas de HC.
??% CO2 2% CO2

24. Ajuste de Punto de Rocío de HC - Tecnologías
Tecnología
Joule Thomson
Proceso auto-refrigerante.
No requiere medio de enfriamiento externo.
Rango de caudales elevado (turn-down).
Operación sencilla.
Alta caída de presión.
Si el gas de venta debe ser comprimido
(presión de entrega igual a la presión de
entrada), el proceso se penaliza por la
potencia de recompresión requerida.
Refrigeración Mecánica Baja caída de presión.
Requiere de un circuito de refrigeración.
Puede requerir inyección de un inhibidor de
Ventajas Desventajas
Refrigeración Mecánica Baja caída de presión. Puede requerir inyección de un inhibidor de
hidratos.
Turboexpansión
Recuperación potencia del expansor para la
compresión de gas de venta.
Pueden alcanzarse bajos puntos de rocío.
Alta caída de presión.
Habitualmente el gas de venta requiere
recompresión.
Requiere deshidratación exigente aguas
arriba.
TSA
Baja caída de presión.
Permite alcanzar la especificación de punto
de rocío de agua e hicrocarburo
simultáneamente.
Temperatura de gas de entrada limitada a
45°C.
Habitualmente requiere algún método de
enfriamiento del gas.

25. Ajuste de Punto de Rocío de HC - Selección

26. Ajuste de Punto de Rocío de HC - TSA
Aplicación:
Temperatura de alimentación menor a 45°C.
Presión de operación superior a 28.5 bar.
Especificación de punto de rocío de HC no exigente.
Gas de alimentación no rico en C3-C6.Gas de alimentación no rico en C3-C6.

27. Ajuste de Punto de Rocío de HC - TSA

28. Ajuste de Punto de Rocío de HC - TSA

29. Unidad de Remoción de Mercurio
Mecanismo de
remoción
Tipo de proceso Tecnología Nombre comercial
Adsorción física
Regenerativo continuo
(secuencia de
adsorción/desorción)
Tamices moleculares UOP HgSIV
Secuestrante No regenerativo continuo Lechos de secuestrante sólido
Puraspec, Sulfatreat Select
Hg, UOP GB-562
Disposición del producto para remoción de Hg:
Lechos de secuestrantes: habitualmente por contratos con
el proveedor, quien los re-procesa y separa el mercurio
impregnado en el material.
Tamices moleculares: realizando una regeneración
profunda antes de la disposición, se disponen igual que los
tamices moleculares.

30. Rechazo de N2 – Tecnologías & Selección
Proceso
Rango de
Caudal
(MMSCFD)
Contenido de N2
(%molar)
Complejidad
Recuperación
de HC
Estado de la
tecnología
Criogénico > 5 6 - 70+ Complejo 98%+ Madura
PSA 2 - 15 4 - 25
Simple. La
operación requiere
cambio de lechos.
70-90%
HC pesados en
gas de cola
Comercilaización
reciente
Membranas 0.5 - 25 4 - 25
Operación
continua simple
70-90%
HC pesados en
gas de salida
Comercilaización
reciente
Solventes
Selectivos
0.5 - 50 4 - 30
Complejo.
Circulación de HC
elevada
En el solvente
Algunas plantas
instaladas

31. Manejo de Parafinas
En función a las características y contenido de parafinas se selecciona el tipo
de tratamiento a ser implementado:
Contenido
- Filtrando la totalidad del caudal de glicol a inyectar en
la descarga de bombas
- Modificando el diseño del separador flash de glicol
(mayor tiempo de residencia).Evitar ensuciamiento
MétodoObjetivo
(mayor tiempo de residencia).
- Removiendo hidrocarburos disueltos en la solución
de glicol antes que puedan precipitar, a través de un
adecuado caudal en el filtro de carbón activado.
- Desarrollando un plan de inspecciones periódicas y
limpieza del sistema de glicol.
- Inyectando productos químicos, como dispersantes
de parafinas o modificadores de estructura cristalina
de parafinas, para evitar precipitación de parafinas en
la fase hidrocarburo líquido.
- Modificando el diseño de equipos contemplando los
problemas por deposición.
Bajo
Evitar ensuciamiento
de intercambiadores
e incremento de
caída de presión.
Alto
Mantener las
parafinas en
movimiento en la fase
hidrocarburo líquido.

32. Ubicación Relativa de Unidades de Procesamiento
Requerimiento de compresión.
Posibilidad de integración de procesos:
• Solventes físicos.
• Membranas con pre-tratamiento por adsorción
(TSA).
• Membranas con pre-tratamiento por refrigeración• Membranas con pre-tratamiento por refrigeración
mecánica o JT.
Selección de materiales.
Endulzamiento Deshidratación Ajuste de punto
rocío de HC
?
GAS DE
ENTRADA
GAS
TRATADO
GAS
ÁCIDO

33. HELIO
TRATAMIENTO
DE GAS
DESHIDRAT.
DE GAS
RECUPERACIÓN
DE LÍQUIDOS
PRODUCCIÓN
LNG
RECHAZO DE
NITRÓGENO
REINYECCIÓN
DE CO2
VENTA
COMPR. GAS
REINYECCIÓN
DE GAS
A POZOS
A VENTA
A POZOS
N2
H2O
CO2
ATM.
Conclusiones – Esquema Global de Procesamiento
PROD.
A VENTA
LNG
TRATAMIENTO
CONDENSADOS
ESTABILIZACIÓN
CONDENSADOS
REFINACIÓN
CONDENSADOS
TRATAMIENTO
PRODUCTOS
ALMACENAM.
PRODUCTOS
DE GAS DE GAS DE LÍQUIDOS LNG
RECUPERACIÓN
AZUFRE
FRACCIONAM.
DE LÍQUIDOS
ALMACENAM.
LNG
PRODUCCIÓN
DE POZOS
SISTEMA
GATHERING
ESTACIONES DE
COMPRESIÓN
FACILIDADES
DE ENTRADA
A PLANTA
NAFTA
GAS OIL
FUEL OIL
ETANO
PROPANO
BUTANO
C5+
H2S
CO2
Hg
S
FUEL GAS

34. Conclusiones
Deshidratación: reducción de venteo atmosférico de
HC en plantas de TEG.
Endulzamiento: enfoque integral para la selección.
Ajuste de punto de rocío: tecnología TSA.
Parafinas: manejo de acuerdo al contenido.
Ubicación relativa de unidades.
A pesar de que cada tecnología tiene sus propias
ventajas técnicas, el verdadero valor agregado se
torna evidente cuando se cumplen todos los
requerimientos económicos.

35. Muchas GraciasMuchas Gracias