fundamentos basicos de procesos de endulzamiento del gas natural
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Fundamentos basicos AL
TRATAMIENTO DE GAS
CONTENIDO
ASPECTOS GENERALES
DESHIDRATACION DE GAS
ENDULZAMIENTO DE GAS
EL GAS NATURALEL GAS NATURAL
EL GAS NATURAL: EL GAS NATURAL: CONTAMINANTESCONTAMINANTES
SULFURO DE HIDROGENO: H2S
DIOXIDO DE CARBONO: CO2
SULFURO DE CARBONILO: COS
DISULFURO DE CARBONO: CS2
MERCAPTANOS: RSH
NITROGENO: N2
AGUA: H2O
DIOXIDO DE AZUFRE: SO2
MERCURIO
Propano
Deshidratacion
Refrigeration(1 x 100%)
Condensado
Butano
Gas a ventas
Recobro LGN
REfrigeracion(1 x 100%)
Recobro de Azufre
OffshoreGas
Condensado
Compresion(2 x 50%)
DeshidratacionRecepcion Recobro de LGNRemocion de gas acido
Rempcion de mercurio
Propano
Azufre solido
Gas a ventas
OnshoreGas Butano
Compresion (2 x 50%)
Etano
Remocion de gas acido
Remocion de mercurio
Etano
ESQUEMAS DE PROCESO TIPICOESQUEMAS DE PROCESO TIPICO
GAS ACIDO: H2S, CO2, COS, RHS, SO2. FORMAN ACIDOS EN PRESENCIA DE AGUA. GAS DE COLA
GAS DULCE: GAS NATURAL SIN GASES ACIDOS
GAS POBRE: GAS NATURAL CONSTITUIDO POR METANO SIN COMPONENTES LICUABLES (GPM)
GAS RICO: GAS CON “ALTO” CONTENIDO DE COMPONENTES LICUABLES (GPM)
GAS SECO: GAS SIN AGUA
GAS HUMEDO: GAS CON AGUA
EL GAS NATURAL: DENOMINACIONEL GAS NATURAL: DENOMINACION
TRATAMIENTO DE GAS: OBJETIVOSTRATAMIENTO DE GAS: OBJETIVOS
CUMPLIR ESPECIFICACIONES DE TRANSPORTE Y VENTA:
ELIMINACION DE CO2 Y/O H2S, CONTAMINANTES
CONTROL DE PUNTO DE ROCIO (DEW POINT) DE AGUA E HIDROCARBUROS.
PRESION Y TEMPERATURA DE ENTREGA
HASTA QUE NIVEL SE TRATA EL GAS?
USOS DEL GAS NATURALUSOS DEL GAS NATURAL
E & P GAS
RESIDENCIAL COMERCIAL INDUSTRIAL VEHICULOS ELECTRICIDAD
RESTAURANT
PRODUCCION DE POZOS
PROCESAMIENTO / EXTRACCION
ADICION
RETIROS
ALMACENAMIENTO
INYECCION PARA REC SECUNDARIA
DESHIDRATACION DE GAS
EFECTOS DEL AGUAEFECTOS DEL AGUA
CORROSION …….
HIDRATOS ………
CAPACIDAD DE GASODUCTOS
CONGELAMIENTO
ELIMINACION / CONTROL DE ELIMINACION / CONTROL DE AGUAAGUA
CONTROL DE HIDRATOS
INYECCION DE INHIBIDORES TERMODINAMICOS: METANOL (T > 10 oC), GLICOLES (T < 10 oC)INYECCION DE INHIBIDORES CINETICOS
ELIMINACION DE AGUA
DESHIDRATACION CON GLICOLDESHIDRATACION CON TAMICES MOLECULARES
T1THIDRATOS
TMIN QAGUA
XINHIBIDOR
INYECCION DE INHIBIDOR
1
2
CONTROL DE HIDRATOSCONTROL DE HIDRATOS
Gas Export
Glicol rico
Glicol pobre
Reboiler
Emisiones de hidrocarburo
Surge
Almacenamient de glicol
Paquete de regeneración de glicol
LC
LC
PC
LC
GAS HUMEDO
GAS SECO
GLICOL POBRE
GLICOL RICO
TANQUE FLASH
ACUMULADOR
REBOILER
VAPOR DE AGUA
DESHIDRATACION CON GLICOLDESHIDRATACION CON GLICOL
CONDICIONES TIPICASCONDICIONES TIPICAS
DescripciónDescripción Temperatura Temperatura ooF (F (ooC)C) Presión psia (bar) Presión psia (bar)
Gas de entradaGas de entrada 60-100 (15,5-37,8)60-100 (15,5-37,8) 300+ (21+)300+ (21+)Glicol al absorbedorGlicol al absorbedor 70-110 (21 – 43,3)70-110 (21 – 43,3) 300+ (21+)300+ (21+)Succión Bomba TEGSucción Bomba TEG 170-200 (76,7 – 93,3)170-200 (76,7 – 93,3) AtmosféricaAtmosféricaSeparador trifasicoSeparador trifasico 120-180 (48,9 – 82,2)120-180 (48,9 – 82,2) 35-45 (2,4 – 3,1)35-45 (2,4 – 3,1)
RehervidorRehervidor 375-400 (190,5 – 204,5)375-400 (190,5 – 204,5) 17 máx. (1,2 máx.)17 máx. (1,2 máx.)Tope RegeneradorTope Regenerador 213 máx. (100 máx.)213 máx. (100 máx.) AtmosféricoAtmosférico
DESHIDRATACION CON GLICOLDESHIDRATACION CON GLICOL
VENTAJAS: SIMPLE
PROBADA
BAJO CAPEX
BAJO OPEX
CUMPLE ESPEC. TRANSPORTE
DESVENTAJAS: LIMITADO A Dew Point > -40 oF (-40 oC)
CONTAMINACION DE SOLVENTE / PERDIDAS
ABSORCION DE AROMATICOS Y H2S
VENTEO A INCINERACION
ENDULZAMIENTO DE GAS
EFECTO DE LOS GASES ACIDOSEFECTO DE LOS GASES ACIDOS
H2S
TOXICIDADCORROSION (CON O SIN AGUA)
CO2
CORROSION (CON AGUA)DISMINUCION DE PODER CALORIFICOCONGELAMIENTO
Perdida de PesoPerdida de Peso
SSCCSSCC
TOXICIDAD DE HTOXICIDAD DE H22SS
CONCENTRACION EN EL CONCENTRACION EN EL AIREAIRE
EFECTOEFECTO
(%)(%) ppm , vppm , v0,000020,00002 0,20,2 Olor perceptible y desagradableOlor perceptible y desagradable
0,0010,001 1010 Limite máximo permitido exposición 8 horasLimite máximo permitido exposición 8 horas
0,010,01 100100 Dolores de cabeza, mareos, nauseas, vómitos, Dolores de cabeza, mareos, nauseas, vómitos, irritación de ojos y garganta, parálisis olfativa irritación de ojos y garganta, parálisis olfativa en periodo de 3-15 minutosen periodo de 3-15 minutos
0,0160,016 150150 Parálisis olfativa casi instantáneaParálisis olfativa casi instantánea
0,0250,025 250250 Exposición prolongada conduce a edema Exposición prolongada conduce a edema pulmonarpulmonar
0,060,06 600600 Perdida de equilibrio y conocimiento. Parálisis Perdida de equilibrio y conocimiento. Parálisis respiratoria entre 30-45 minutos de exposiciónrespiratoria entre 30-45 minutos de exposición
0,070,07 700700 Parálisis respiratoria en pocos minutos de Parálisis respiratoria en pocos minutos de exposiciónexposición
0,100,10 10001000 Parálisis respiratoria instantánea y muerteParálisis respiratoria instantánea y muerte
CORROSIVIDAD DE COCORROSIVIDAD DE CO22 (CON AGUA) (CON AGUA)
PP CO2 < 7 PSI: CORROSION BAJA
7 < PP CO2 < 30 PSI: CORROSION MODERADA
PP CO2 > 30 PSI: CORROSION SEVERA
CO2 + H2O H2CO3 Fe3CO2+2H++2e-+ Fe
ELIMINACION DE HELIMINACION DE H22S / COS / CO22
LA ELIMINACION DE GASES ACIDOS ES IMPERATIVA PARA GARANTIZAR LA INTEGRIDAD DE LOS GASODUCTOS
VARIOS PROCESOS
SOLVENTES QUIMICOSSOLVENTES FISICOSPROCESOS EN LECHO SOLIDOCONVERSION DIRECTASECUESTRANTESMEMBRANAS
ELIMINACION DE HELIMINACION DE H22S / COS / CO22
SOLVENTES QUIMICOSAMINASBENFIELDTM Y CATACARBTM
SOLVENTES FISICOSPROPILENO CARBONATO (FLUOR)SELEXOLTM (UNION CARBIDE)RECTISOLTM (LINDE AG)SULFINOLTM (SHELL)
LECHOS SOLIDOSTAMICES MOLECULARESESPONJA DE HIERROSULFATREATOXIDO DE ZINC
CONVERSION DIRECTALOCATTM
SULFEROXTM
SECUESTRANTESTRIAZINASTM
SULFA CHECKTM
SULFA SCRUBTM
OTROS
OTROSMEMBRANASDESTILACION EXTRACTIVA
HIBRIDO
ELIMINACION DE HELIMINACION DE H22S / COS / CO22
ContaminanteContaminante AminasAminas(DEA)(DEA)
Solv. físicos Solv. físicos (Selexol)(Selexol)
Solv. hibridos Solv. hibridos (Sulfinol)(Sulfinol)
Carb. Potasio Carb. Potasio (Benfield)(Benfield)
Tamices Tamices molecularesmoleculares
HH22SS Muy buenoMuy bueno BuenoBueno Muy buenoMuy bueno Pobre-RegPobre-Reg Muy buenoMuy bueno
COCO22 Muy buenoMuy bueno BuenoBueno Muy buenoMuy bueno BuenoBueno Muy buenoMuy bueno
COSCOS Pobre/nadaPobre/nada BuenoBueno BuenoBueno PosiblePosible CuidadoCuidado
RSH(*)RSH(*) No/limitadoNo/limitado BuenoBueno BuenoBueno PosiblePosible Muy buenoMuy bueno
CSCS22 NoNo BuenoBueno BuenoBueno PosiblePosible ------
EMS, DMDSEMS, DMDS NoNo ------ ------ ------ ------
SELECCIÓN DE PROCESOSSELECCIÓN DE PROCESOS
COS … Sulfuro de carbonilo
(*) … Denota mercaptanos
CS2 … Disulfuro de carbono
EMS … Etil metil sulfuro
DMDS … Dimetil disulfuro
> 20 Ton/día:TRATAMIENTO CON AMINAS + RECOBRO DE AZUFRE
Entre 150 kg/d - 20 Ton/día:REDUCCIÓN DE AZUFRE EN LECHO FIJO
< 150 kg/día: SECUESTRANTES NO REGENERABLES
ELIMINACION DE HELIMINACION DE H22S: S: CRITERIOS CRITERIOS
ESQUEMA DE PROCESO: AMINAS ESQUEMA DE PROCESO: AMINAS (SOLVENTES QUIMICOS)(SOLVENTES QUIMICOS)
Gas agrio
Gas Dulce
Amina Rica
Gas combustible
Gas ácido
Contactor
Separador de entrada
Separador de salida
Tanque flash
HX amina rica/pobre
Bomba amina
Filtros
Enfriador de amina
Rehervidor
Reclaimer (opcional)
Bomba reflujo
Tambor reflujo
Condensador reflujo
SOLVENTES QUIMICOS: AMINASSOLVENTES QUIMICOS: AMINAS
AguaSalBaseAcido
aASHOHaAdeSulfuroaASH minminmin 222
aACOOHaAdeCarbamatoaACO minminmin 222
LAS ALCANOLAMINAS SON, DESDE 1930, LOS SOLVENTES DE MAYOR ACEPTACION Y AMPLIA UTILIZACION PARA REMOCION DE H2S Y CO2 DEL GAS
CALOR
CALOR
SOLVENTES QUIMICOS: AMINASSOLVENTES QUIMICOS: AMINAS
AMINAS PRIMARIAS: MEA, DGA
TERCIARIAS: MDEA SECUNDARIAS: DEA, DIPA
MAYOR REACTIVIDAD
MENOR SELECTIVIDAD
REQUIERE RECLAIMING
MAYOR REQUERIMIENTO ENERGETICO
CORROSIVO
ADECUADO PARA BAJA PRESION
DEA MUY UTILIZADA
20-50% SOLUCION
MENOR REQUERIMIENTO ENERGETICO QUE MEA
NO REQUIERE RECLAIMING
INCREMENTO REACTIVIDAD
INCREMENTO SELECTIVIDAD
MENOR REACTIVIDAD
MAYOR SELECTIVIDAD
UTILIZADA PARA CO2 BULK REMOVAL
MENOR REQUERIMIENTO ENERGETICO
MONOETANOLAMINA (MEA)DIETANOLAMINA (DEA)DIISOPROPANOL AMINA (DIPA)DIGLICOLAMINA (DGA)METILDIETANOLAMINA (MDEA)
SOLVENTES QUIMICOS: AMINASSOLVENTES QUIMICOS: AMINAS
AminaAmina MEAMEA DEADEA DGADGA MDEAMDEAConcentración (% wt)Concentración (% wt) 15-2515-25 25-3525-35 50-7050-70 30-5030-50Carga gas ácidoCarga gas ácido
Scf gas acido / galón aminaScf gas acido / galón amina 3,1 – 4,33,1 – 4,3 3,8-5,03,8-5,0 4,7-6,64,7-6,6 amplioampliomol gas acido / mol amina mol gas acido / mol amina 0,3-0,40,3-0,4 0,3-0,40,3-0,4 0,3-0,40,3-0,4 amplioamplioCorrosividad (degradación)Corrosividad (degradación) mayormayor < MEA< MEA < DEA< DEA menormenorPresion parcial gases acidosPresion parcial gases acidos Baja-AltaBaja-Alta Media-AltaMedia-Alta Baja-AltaBaja-Alta Baja-AltaBaja-AltaAbsorción HCAbsorción HC mediamedia mediamedia altaalta bajabajaSelectividad HSelectividad H22SS nono > MEA> MEA nono altaalta
VENTAJAS: PROCESO CONOCIDO Y ABIERTO
AMPLIO RANGO (P , T) EN GAS DE ENTRADA Y SALIDA
REMUEVE CO2 / H2S A ESPECIFICACION A BAJA PRESION DE ENTRADA
DESVENTAJAS: ALTO CAPEX / OPEX
INTENSIVO EN ENERGIA
CORROSION
GAS DE COLA (H2S) A DISPOSICION
ALTA CARGA regeneración
SOLVENTES QUIMICOS: AMINASSOLVENTES QUIMICOS: AMINAS
SOLVENTES FISICOSSOLVENTES FISICOS
Gas agrio
Gas Dulce
CO2
H2S
Contactor
Separador de entrada
Separador de salida
Tanque flash
Enfriador
CO2
Tanque flash Gas
Despojamiento
Despojador H2S
Solvente pobre
Solvente semi pobre
Calentador
VENTAJAS: MUY BAJO CONSUMO DE ENERGIA
REGENERACION A BAJA T
ECONOMICO PARA BULK REMOVAL
SELECTIVO AL H2S
REMUEVE COS, CS2
DESVENTAJAS: LIMITACION PARA BAJA PP GAS ACIDO (PP gas acido > 50 psi)
LIMITADO A BAJO % HC PESADOS
GAS DE COLA (H2S) A DISPOSICION
NO SIEMPRE CUMPLE ESPECIFICACION
PROCESOS BAJO LICENCIAS
SOLVENTES FISICOSSOLVENTES FISICOS
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