Endulzamiento del gas natural.

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
I.U.P. SANTIAGO MARIÑO
AMPLIACIÓN MARACAIBO
ING. QUÍMICA
CÁTEDRA: TRATAMIENTO DE GAS
Presentado por:
Kaurina Morales
CI: 25.816.028
Maracaibo, agosto del 2020


El proceso de endulzamiento de gas natural es un proceso
mediante el cual se ajusta el contenido de gases ácidos,
como el CO2 o H2S, de las corrientes que salen del pozo, a
los valores permitidos por especificación, generalmente del
ente regulador competente.
Hasta la actualidad se han desarrollado diversas formas
para endulzar el gas natural, la elección de una en
particular depende, por ejemplo, de la cantidad de
contaminantes ácidos a remover. Uno de los procesos más
empleados es la absorción química con aminas.
INTRODUCCIÓN


PROCESAMIENTO DEL GAS
NATURAL
El Gas Natural tiene que procesarse para poder
cumplir con estándares de calidad.
Los estándares son especificados por las
compañías de transmisión y distribución, los
cuales varían dependiendo del diseño del
sistema de ductos y de las necesidades del
mercado que se quiere atender.


El gas natural tiene, también cantidades menores de
gases inorgánicos, como el Nitrógeno (N2), el Dióxido
de Carbono (CO2), Sulfuro de Hidrógeno (H2S),
Monóxido de Carbono (CO), Oxígeno (O2), Vapor de
Agua, etc.
Todos estos componentes son considerados impurezas
del gas natural; algunas de estas impurezas causan
verdaderos problemas operacionales, como corrosión
en los equipos y en las tuberías de transporte.
CONTAMINANTES DEL GAS
NATURAL

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NATURAL


NATURAL
 Acido Sulfhídrico o Sulfuro de Hidrógeno: Este es un gas
contaminante presente en el gas natural, el cual representa una
impureza que debe de eliminarse de la corriente de gas, eliminación
que debe de realizarse antes de que sea inyectado en el sistema de
tubería. La exposición a niveles bajos por periodos prolongados
puede causar irritación de los ojos, dolor de cabeza y fatiga.
 Dióxido de Carbono: Hay que tener en cuenta, que en el caso del gas
natural, la toxicidad o contaminación del dióxido de carbono esta
relacionado fundamentalmente, con la reacción que se produce entre
el dióxido de carbono y el agua, para formar sustancias corrosivas,
como los carbonatos y bicarbonatos.


NATURAL
 El Nitrógeno: Este elemento se encuentra presente en el gas natural y
ocasiona una reducción en su valor calorífico, en grandes
concentraciones genera la formación de Óxidos de Nitrógeno al
momento de la combustión misma, lo que puede conducir a la
formación de Ozono en la atmósfera y resultan en compuestos
contaminantes.
 Monóxido de Carbono: Es el producto de la combustión incompleta
en condiciones de deficiencia de oxígeno. Si el oxígeno es suficiente,
la combustión produce dióxido de carbono de combustibles sólidos,
líquidos y gaseosos. Los artefactos domésticos alimentados con gas,
petróleo, querosén, carbón o leña pueden producir monóxido de
carbono en cantidades excesivas.

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NATURAL
 Disulfuro de Carbono: El disulfuro de carbono impuro que
generalmente se usa en la mayoría de los procesos industriales es un
líquido amarillento. Este componente se evapora a temperatura
ambiente, y el vapor es más de dos veces más pesado que el aire.
Explota fácilmente en el aire y también se enciende con mucha
facilidad.
 Vapor de agua: Es una de las impurezas más comunes en el gas
natural y puede causar una serie de problemas operacionales, como
por ejemplo interrupción del flujo de gas o bloqueo de válvulas e
instrumentos por formación de hidratos de gas, asimismo, participa en
la reducción del valor calorífico del gas, y también causa corrosión
interna en las instalaciones por acción entre el dióxido de carbono o
sulfuro de hidrógeno, los cuales reaccionan con el agua condensada.


NATURAL
 Los Mercaptanos: Estos son compuesto orgánico que contiene el grupo
(HS), llamado grupo tiol o Sulfhidrilo. Los mercaptanos son análogos
de los alcoholes y los fenoles. En los mercaptanos el grupo (SH) ha
sido sustituido. Los mercaptanos son compuestos que tienen su origen
en los compuestos azufrados, también reciben el nombre de tioles.
Estos, componentes suelen desarrollarse a partir del sulfuro de
hidrógeno.
 El Mercurio: Es un metal brillante color plata, que a temperatura
ambiente se encuentra en estado líquido, su temperatura de fusión es
de (–38,9ºC) y su temperatura de ebullición es 357,3ºC, debido a su alta
presión de vapor (163x10-3 Pa), evapora fácilmente a temperatura
ambiental, a 20ºC su concentración en el aire puede alcanzar hasta
0,014 g/m3 , y a 100C hasta 2,4 g/m3.


NATURAL
 El oxígeno: Es un elemento gaseoso ligeramente magnético,
incoloro, inodoro e insípido. El oxígeno gaseoso se condensa
formando un líquido azul pálido fuertemente magnético.
 El Sulfuro de Carbonilo: Este es un componente extremadamente
tóxico e inflamable, puede actuar principalmente sobre el sistema
nervioso central, lo que produce la muerte como consecuencia de la
parálisis respiratoria. La exposición al fuego del sulfuro de
carbonilo puede causar la rotura o explosión de los recipientes que
lo contienen.


GAS ÁCIDO
Para varios autores el término gas ácido esta relacionado o es aquel
que contiene una cantidad apreciable de sulfuro de hidrógeno o de
mercaptanos. Se usa para calificar la presencia de dióxido de
carbono en el gas conjuntamente con el sulfuro de hidrógeno.
Se asume que los gases ácidos son el Sulfuro de Hidrógeno y/o
Dióxido de Carbono presentes en el gas natural o extraídos de otras
corrientes gaseosas. En algunos sitios el término gas ácido es el
residuo resultante de despojar el gas natural de los componentes
ácidos. Normalmente, está formado por dióxido de carbono, sulfuro
de hidrógeno y vapor de agua en altas concentraciones. También se
le llama gas de cola.


Este proceso se refiere a la eliminación de los
elementos ácidos de la corriente de gas natural,
con el objetivo de dejar el gas dentro de la
norma, sea para el transporte o para la
comercialización y distribución, de tal forma
que el gas cumpla con los requerimientos
establecidos, tanto nacionales como
internacionales.
ENDULZAMIENTO DEL GAS
NATURAL


Existen varios procesos:
 Tratamiento de gas con aminas.
 Proceso Benfield.
 Unidad PSA.
Los productos de este proceso son gas dulce húmedo y
gases ácidos.
TIPOS DE ENDULZAMIENTO
DE GAS NATURAL


El tratamiento de gas con aminas, también conocido como
eliminación del gas ácido y endulzamiento, es un grupo de
procesos que utilizan soluciones acuosas de varias aminas
para eliminar el sulfuro de hidrógeno (H2S) y dióxido de
carbono (CO2) de los gases. Es un proceso usado en
refinerías de petróleo, plantas petroquímicas, plantas de
procesamiento de gas natural y otras industrias.
Los procesos consisten en la absorción del gas por soluciones
químicas acuosas de amina a presión y a temperatura
ambiente.
ENDULZAMIENTO DE GAS
CON AMINAS


Entre las aminas usadas para tratar el gas destacan las
siguientes:
 Monoetanolamina - MEA
 Dietanolamina - DEA
 Metildietanolamina - MDEA
 Diisopropilamina - DIPA
 Diglicolamina - Econoamina (DGA)
CON AMINAS


CON AMINAS


Ventajas:
 La solución que hace el tratamiento puede ser regenerada y
recirculada, por lo que puede usarse para quitar grandes
cantidades de sulfuros y dióxido de carbono cuando es
necesario.
 Remoción completa de gases ácidos desde concentraciones
medias a altas, aún a caudales de gas altos, con consumos
despreciables del reactante.
 Costos operativos relativamente bajos comparados con otros
procesos.
CON AMINAS


Desventajas:
 Alta inversión de capital, comparada con los procesos
baches.
 Los costos de operación y mantenimiento son
significativos.
 Algunos procesos requieren licencia o pago de patentes.
CON AMINAS


El proceso Benfield se basa en la utilización de una solución de
carbonato de potasio activada para la absorción e inhibida para la
corrosión mediante la incorporación de aditivos a la solución.
 El Benfield Hipare se caracteriza por tener dos circuitos, uno
de los cuales emplea solución de carbonato de potasio
activado, y el segundo utiliza una solución de diferente
concentración y temperatura.
 El Benfield Lo-Heat permite reducir el consumo de calor para
regeneración mediante una reducción de la presión sobre la
solución pobre y comprimiendo el vapor expandido a través
de eyectores. El vapor comprimido es utilizado para suplir
parte del calor de regeneración.
PROCESO BENFIELD


La Adsorción por Oscilación de Presión (PSA) se
utiliza para recuperar y purificar el gas
procedente de diferentes corrientes ricas en este
elemento. La tecnología se basa en las diferencias
de las propiedades de adsorción de los gases para
separarlos bajo presión, que es una manera eficaz
de producir gas húmedo dulce.
PROCESO PSA


La absorción física depende de la presión parcial del
contaminante y estos procesos son aplicables cuando
la presión del gas es alta y hay cantidades apreciables
de contaminantes. Los solventes se regeneran con
disminución de presión y aplicación baja o moderada
de calor o uso de pequeñas cantidades de gas de
despojamiento. En estos procesos el solvente absorbe
el contaminante pero como gas en solución y sin que
se presenten reacciones químicas; obviamente que
mientras más alta sea la presión y la cantidad de gas
mayor es la posibilidad de que se disuelva el gas en la
solución.
POR ABSORCIÓN FÍSICA


Los procesos físicos tienen alta afinidad por los
hidrocarburos pesados. Si el gas a tratar tiene un alto
contenido de propano y compuestos más pesados el
uso de un solvente físico puede implicar una pérdida
grande de los componentes más pesados del gas,
debido a que estos componentes son liberados del
solvente con los gases ácidos y luego su separación
no es económicamente viable.
Entre estos procesos está el proceso selexol y el
lavado con agua.


 Proceso Selexol
Usa como solvente un dimetil éter de polietilene glicol
(DMPEG). La mayoría de las aplicaciones de este proceso
han sido para gases agrios con un alto contenido de CO2 y
bajo de H2S. La solubilidad del H2S en el DMPEG es de 8–
10 veces la del CO2, permitiendo la absorción preferencial
del H2S. Cuando se requieren contenidos de este
contaminante para gasoducto en el gas de salida del
proceso se le agrega DIPA al proceso; con esta
combinación la literatura reporta que simultáneamente
con bajar el contenido de H2S a los niveles exigidos se ha
logrado extraer hasta un 85% del CO2.


Ventajas del Selexol
 Selectivo para el H2S
 No hay degradación del solvente por no
haber reacciones químicas
 No se requiere “reclaimer”.
 Pocos problemas de corrosión
 El proceso generalmente utiliza cargas
altas de gas ácido y por lo tanto tiene
bajos requerimientos en tamaño de
equipo.
 Se estima que elimina
aproximadamente el 50% del COS y el
CS2.
Desventajas del Selexol
 Alta absorción de Hidrocarburos. Los
procesos de absorción físicos son más
aplicables cuando los contenidos de
etano e hidrocarburos más pesados son
bastante bajos.
 Requiere presiones altas (mayores de
400 LPC.)
 Solvente más costoso que las aminas
 En algunos casos se ha presentado
acumulación de azufre en el solvente y
depositación de azufre en los equipos.
 Baja eliminación de mercaptanos
 Se debe usar gas de despojamiento en el
proceso de regeneración.


Proceso de Lavado con Agua.
Es un proceso de absorción física que presenta las
siguientes ventajas: como no hay reacciones químicas
los problemas de corrosión son mínimos y el líquido
usado se regenera haciéndolo pasar por un separador
para extraerle el gas absorbido, no se requiere
aplicación de calor o muy poca, es un proceso
bastante selectivo. La principal desventaja es que
requiere una unidad recuperadora de azufre.


Proceso de Lavado con Agua.
El proceso es efectivo a presiones altas, contenidos altos de gases ácidos
y relaciones H2S/CO2 altas. Algunas veces se recomienda combinar este
proceso con el de aminas para reducir costos.
En el proceso el gas ácido es enviado de abajo hacia arriba en la torre y
hace contacto con el agua que viene de arriba hacia abajo. El gas que
sale por la parte superior de la torre está parcialmente endulzado y se
envía a la planta de aminas para completar el proceso de
endulzamiento. El agua que sale del fondo de la torre se envía a un
separador de presión intermedia para extraerle los hidrocarburos
disueltos y al salir de éste se represuriza para enviarla a un separador
de presión baja donde se le extraen los gases ácidos y de aquí el agua ya
limpia se recircula a la torre.


SELECCIÓN DE UN PROCESO
DE ENDULZAMIENTO
Los factores ha considerar para la selección de un proceso
de endulzamiento de gas natural son los siguientes:
 Regulaciones de gases ácidos en el medio ambiente
 Tipo y concentración de las impurezas en el gas ácido
 Espeficaciones en el gas residual o gas dulce
 Temperatura y presión del gas ácido y del gas dulce
 Caudal del gas a tratar
 Proceso de Corrosión
 Requerimientos de selectividad
 Costos de operación del proceso de endulzamiento
 Especificaciones de los productos líquidos


El proceso empleado es la absorción química con aminas,
donde el gas natural se pone en contacto en contra-corriente
con una solución acuosa de amina. En este proceso, una
solución acuosa de amina, denominada amina pobre,
reacciona con los gases ácidos formando compuestos que
son solubles en agua, y, por lo tanto, liberando al gas
natural de los compuestos ácidos.
El ciclo se completa con una etapa de regeneración de
amina, en donde se remueven los componentes absorbidos
en la solución, para hacer recircular la amina pobre y así
cerrar el ciclo.
ACONDICIONAMIENTO DE GAS DEL
NORTE DE LA PROVINCIA DE SALTA,
ARGENTINA.


El proceso descrito, que está integrado desde
el punto de vista material y energético,
consta entonces de dos partes
fundamentales, la torre de absorción y la
torre de regeneración. La tecnología
empleada para este tipo de remoción se
actualiza permanentemente, para lograr
optimizar por sobre todo el consumo de
energía.
ARGENTINA.


Los yacimientos del norte de la Provincia de Salta,
Argentina, se caracterizan porque el gas que se
obtiene en boca de pozo carece de H2S, mientras
que el contenido de CO2 supera al valor
especificado para su correcto transporte y
disposición según la especificación local vigente.
Debido a ello, se hace necesario el tratamiento de
endulzamiento para que el gas entre en
especificación y pueda ser transportado.
ARGENTINA.


En Argentina, la normativa en lo referente a seguridad,
protección ambiental, procedimientos técnicos y
comerciales, calidad del servicio, del transporte y
distribución de gas está regulada por el Ente Nacional
Regulador del Gas (ENARGAS).
En el caso particular del contenido de CO2, el ENARGAS
establece un valor máximo en la composición igual al 2% en
moles. Un gas tipo del norte argentino debe ser sometido al
tratamiento de endulzamiento para adecuarse al contenido
exigido respecto del CO2.
ARGENTINA.


ARGENTINA.


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 remoción de los gases ácidos de la corriente del gas.
Esta remoción puede realizar a través de varios procesos, como lo son la
absorción de los gases ácidos.
El ingeniero de procesos tendrá que tener muy claramente establecido
los parámetros y/o procesos que se deben de tener en cuenta para
seleccionar un método de endulzamiento, y sobretodo tendrá que
considerar impedir el posible impacto ambiental que implica, la
selección de cada uno de los procesos, pero cualquiera sea el método a
utilizar necesariamente hay que hacerlo, ya que la no eliminación de los
gases ácidos, trae consigo el incremento del proceso de corrosión, y
toda su implicación técnico-económica.
CONCLUSIÓN


 Endulzamiento del Gas Natural. Dr. Fernando Pino
Morales. Escuela de Ingeniería de Petróleo UDO-
Monagas.
 Diseño del proceso de endulzamiento de gas natural.
Simulación y comparación. J. P. Gutiérrez.
Universidad Nacional de Salta.
 https://es.wikipedia.org/wiki/Plantas_de_procesa
miento_del_gas_natural
REFERENCIAS
BIBLIOGRÁFICAS

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