Cadena del gas natural

El gas natural recorre desde el yacimiento de donde se extrae un largo camino hasta los consumidores finales. Su transporte puede realizarse de dos formas diferentes, bien en fase gaseosa a través de los gasoductos, o bien,  licuado en buques metaneros.En fase gaseosa, la cadena de gas se simplifica y la licuefacción, el transporte marítimo y la regasificación se suprimen.

Durante la licuefacción el gas se reduce unas 600 veces en volumen para poder ser  transportado en los buques metaneros hasta las plantas de regasificación, donde le devolverán a su estado natural.

Los metaneros que transportan el gas natural licuado (GNL) hasta las plantas de regasificación pueden albergar hasta 140.000 m3 de GNL.

Una vez que el GNL se regasifica en las plantas, es decir, se devuelve a su estado gaseoso a través de un proceso exclusivamente físico, se inyecta en la red de gasoductos.

Parte fundamental en la cadena del gas son también los almacenamientos subterráneos. Aunque todo el gas natural que se transporta a los hogares no tiene la necesidad de pasar por ellos, es una fase previa a su consumo.

De los gasoductos a alta presión, el gas natural llega o bien a las industrias, o bien al usuario final a través de los gasoductos de baja presión de las distribuidoras.

Tipos de Procesamiento del Gas natural

Los procesos que se aplican para eliminar H2S y CO2 se pueden agrupar en cinco categorías de acuerdo a su tipo y pueden ser desde demasiado sencillos hasta complejos dependiendo de si es necesario recuperar o no los gases removidos y el material usado para eliminarlos. En algunos casos no hay regeneración con recobro de azufre y en otro si. Las cinco categorías son:

- Absorción química. (Procesos con aminas y carbonato de potasio). La

regeneración se hace con incremento de temperatura y decremento de presión.

- Absorción Física. La regeneración no requiere calor.

- Híbridos. Utiliza una mezcla de solventes químicos y físicos. El objetivo es

aprovechar las ventajas de los absorbentes químicos en cuanto a capacidad

para remover los gases ácidos y de los absorbentes físicos en cuanto a bajos

requerimientos de calor para regeneración.

- Procesos de conversión directa. El H2S es convertido directamente a azufre.

- Procesos de lecho seco. El gas agrio se pone en contacto con un sólido que

tiene afinidad por los gases ácidos. Se conocen también como procesos de

adsorción.

Aunque son muchos los criterios a tener en cuenta para establecer cual categoría puede ser mejor que otra, uno de estos criterios y quizás el más importante desde el punto de vista de capacidad para quitar el H2S es su presión parcial y la figura 67 muestra el comportamiento.

Procesos de absorción química

Estos procesos se caracterizan porque el gas agrio se pone en contacto en contracorriente con una

solución en la cual hay una substancia que reacciona con los gases ácidos. El contacto se realiza en una

torre conocida como contactora en la cual la solución entra por la parte superior y el gas entra por la

parte inferior. Las reacciones que se presentan entre la solución y los gases ácidos son reversibles y por

lo tanto la solución al salir de la torre se envía a regeneración. Los procesos con aminas son los más

conocidos de esta categoría y luego los procesos con carbonato.

El punto clave en los procesos de absorción química es que la contactora sea operada a condiciones

que fuercen la reacción entre los componentes ácidos del gas y el solvente (bajas temperaturas y altas

presiones), y que el regenerador sea operado a condiciones que fuercen la reacción para liberar los

gases ácidos ( bajas presiones y altas temperaturas).

Procesos de Absorción Física

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 y la cantidad de gas mayor es la posibilidad de que se disuelva el gas en la solución.

Procesos de Conversión Directa

Estos procesos remueven el H2S y lo convierten directamente a azufre elemental sin necesidad de

unidad recuperadora de azufre. Estos procesos utilizan reacciones de oxidación – reducción que

involucra la absorción de H2S en una solución alcalina. Entre estos métodos está el proceso Stretford y

el proceso del Hierro Esponja.

Proceso de licuefacción

La licuefacción es el metodo por el cual el gas natural a temperatura y presion

normales se enfria a muy baja temperatura con el objetivo de cambiar su estado fisico

de gas a liquido, facilitando asi el transporte a largas distancias de forma segura. El

proceso de licuefaccion tiene principalmente dos fases, la primera es enfriamiento y

condensacion y la segunda es lo que se denomina "flashing", en este ultimo proceso se

baja la presion a casi atmosferica. El proceso "flash" es un proceso adiabatico por el

cual no se anade ni se quita calor al proceso pero se baja el punto de ebullicion al

liquido. Se puede realizar esto por medio de un Expander o simplemente por medio de

una valvula que toma el nombre del proceso mismo: J-T valve (por el efecto Joule

Thomson). Al realizar esta ultima etapa en la elaboracion del GNL se producen vapores

llamados "flash". La cantidad de vapores creados depende de la presion de tu GNL y

del tanque al cual estas enviando el GNL.

Proceso de Deshidratación del Gas Natural.

La deshidratación del gas natural se define como la extracción del agua que está asociada, con el gas natural en forma de vapor y en forma libre. La mayoría de los gases naturales, contienencantidades de agua a la presión y temperatura los cuales son extraídos delyacimiento. En general, se puede señalar, que el contenido de agua o vapor de agua en el gas, así como el contenido de hidrocarburos condensables ante un aumento de presión o disminución de temperatura, resultan inconvenientes para la conducción del gas por tuberías ya que provocaría obstrucciones de importancia Es por ello que el gas natural debe ser sometido a un proceso de deshidratación y de extracción de gasolina, las razones del por qué se debe aplicar el proceso de deshidratación son:

Evitar la formación de hidratos

Procesos Criogénicos

Se caracterizan porque el gas se enfría a temperaturas de -100 a -150 °F (Temperaturas Criogénicas); en este caso se requiere que el gas después de la deshidratación tenga un contenido de agua de unas pocas ppm, además se necesita que el gas se pueda despresurizar para poderlo enfriar. Las plantas criogénicas son la de mayor rendimiento en líquidos recobrados, son más fáciles de operar y más compactas aunque un poco más costosas que las de refrigeración (1). La selección de una planta criogénica se recomienda cuando se presenta una o más de las siguientes condiciones (4).

• Disponibilidad de caída de presión en la mezcla gaseosa

• Gas pobre.

• Se requiere un recobro alto de etano (mayor del 30%).

• Poca disponibilidad de espacio.

• Flexibilidad de operación (es decir fácilmente adaptable a variaciones amplias en presión y productos).