deshidratacion y endulzamiento del gas natural
DESCRIPTION
EndulzamientoTRANSCRIPT
7/18/2019 Deshidratacion y Endulzamiento Del Gas Natural
http://slidepdf.com/reader/full/deshidratacion-y-endulzamiento-del-gas-natural-569689c0875af 1/44
GAS NATURAL
El gas natural es una mezcla de hidrocarburos que se encuentran en los
yacimientos, bien sea disueltos en el petróleo crudo (gas en solución) o
formando una fase gaseosa. A condiciones atmosféricas de presión y
temperatura, esta mezcla permanece en estado gaseoso. El gas natural es
un combustible limpio y amigable con el ambiente (ecológico), utilizado
ampliamente coma fuente de energía, como materia prima en el sector
industrial y bao di!ersas formas en el hogar, contribuyendo a meorar la
calidad de !ida de las personas.
COMPONENTES DEL GAS NATURAL
El gas natural esta compuesto por hidrocarburos gaseosos e impurezas.
"na !ez eliminadas las impurezas, quedan #etano (gas), $%& y %$'
(ambos líquidos).
METANO:
El gas metano es un hidrocarburo mas li!iano que el aire, por lo que se
dispersa mas fcilmente que en éste, no es !enenoso, es incoloro e inodoro
y actualmente es distribuido por '*+A %as, hasta los centros de consumo
domestico, comerciales e industriales.
LGN, LÍQUIDOS DEL GAS NATURAL:
$os componentes líquidos del gas natural, etano, propano, butanos y
pentanos se conocen con el nombre de $%&. +on utilizados como
combustible y como materia prima en diferentes industrias.
7/18/2019 Deshidratacion y Endulzamiento Del Gas Natural
http://slidepdf.com/reader/full/deshidratacion-y-endulzamiento-del-gas-natural-569689c0875af 2/44
GLP, GAS LICUADO DEL PETRÓLEO:
&ombre dado a la mezcla de propano y butanos, que puede ser
almacenada y transportada en forma líquida en bombonas a presión. e uso
domestico e industrial como combustible y como materia prima en la industria
petroquímica.
TRATAMIENTO:
Es un paso pre!io a la fase de procesamiento, para eliminar las
impurezas que trae el gas natural, como agua, dióido de carbono, helio ysulfuro de hidrógeno. El agua se elimina con productos químicos que
absorben la humedad. El sulfuro de hidrógeno se trata y elimina en plantas
de endulzamiento. Estas impurezas se recuperan y pueden ser
comercializadas para otros fines.
PROCESO DE DESHIDRATACIÓN DEL GAS CON GLICOL.
+e basa en el contacto del gas con un líquido higroscópico tal como un
glicol. Es un proceso de absorción donde el !apor de agua presente en el
gas se disuel!e en la corriente de glicol líquido puro.
En -/0 se instalo la primera planta de dietilenglicol (E%) y en -10
comenzó a utilizarse trietilenglicol (2E%). $a performance de una unidad
deshidratadora es medida por su habilidad para reducir el punto de rocío del
gas. En los comienzos una depresión de 34 o5 (// o6) era considerada
ecepcionalmente buena pero meoras operati!as hicieron que ya en -04 se
llegara a -74 o5 (8/ o6).
7/18/2019 Deshidratacion y Endulzamiento Del Gas Natural
http://slidepdf.com/reader/full/deshidratacion-y-endulzamiento-del-gas-natural-569689c0875af 3/44
En un proceso típico el gas h9medo pasa a tra!és de un (scrubber)
remo!edor de líquidos libres. $uego, el gas ingresa al contactor e
“interca!ia" el agua con el glicol que circula en contracorriente. El agua es
absorbida por el glicol y el gas dea el contactor a tra!és de un remo!edor de
niebla (demister) para reducir el transporte de glicol en el gas de salida a la
línea de !enta.
En las plantas $2+ también de emplean glicoles para e!itar la
formación de hidratos en los intercambiadores, las consideraciones que
siguen también son !alidas para esta aplicación.
El glicol rico (en agua) es bombeado a tra!és de un filtro y luego a un
intercambiador glicol : glicol que ele!a la temperatura del glicol rico antes
que ingrese al regenerador.
El glicol es separado del agua y los contaminantes de bao punto de
ebullición en la columna del regenerador (reboiler) reteniéndose estos
9ltimos. El reboiler usualmente es del tipo tubos de fuego y funciona
produciendo la temperatura requerida para alcanzar la eficiencia de remoción
de agua buscada. "n acumulador almacena el glicol reconcentrado que
luego pasa al intercambiador glicol : glicol que reduce la temperatura a un
ni!el que no da;e las bombas. "sualmente, antes de las bombas se intercala
un filtro para remo!er contaminantes que cause ecesi!o desgaste de la
bomba.
<ao la designación de glicoles incluimos cuatros compuestos
trietilenglicol, dietilenglicol, tetraetilenglicol y monoetilenglicol. $os ms
empleados en nuestro país son el trietilenglicol (2E%) y el monoetielenglicol
(#E%).
7/18/2019 Deshidratacion y Endulzamiento Del Gas Natural
http://slidepdf.com/reader/full/deshidratacion-y-endulzamiento-del-gas-natural-569689c0875af 4/44
El anlisis del glicol es muy 9til para determinar la eficiencia operacional
de la planta. Eisten especificaciones que deben cumplir los glicoles y
eisten también propiedades típicas, algunas de los cuales puedan ser
comparados con los mismos glicoles en uso para obser!ar su apartamiento.
ENDUL#AMIENTO DEL GAS NATURAL
El endulzamiento del gas se hace con el fin de remo!er el =>+ y el 6?>
del gas natural. 6omo se sabe el =>+ y el 6?> son gases que pueden estar presentes en el gas natural y pueden en algunos casos, especialmente el
=>+, ocasionar problemas en el maneo y procesamiento del gas@ por esto
hay que remo!erlos para lle!ar el contenido de estos gases cidos a los
ni!eles eigidos por los consumidores del gas. El =>+ y el 6?> se conocen
como gases cidos, porque en presencia de agua forman cidos, y un gas
natural que posea estos contaminantes se conoce como gas agrio.
Entre los problemas que se pueden tener por la presencia de =>+ y
6?> en un gas se pueden mencionar
B 2oicidad del =>+.
B 6orrosión por presencia de =>+ y 6?>.
B En la combustión se puede formar +?> que es también altamente
tóico y corrosi!o.
B isminución del poder calorífico del gas.
B 'romoción de la formación de hidratos.
7/18/2019 Deshidratacion y Endulzamiento Del Gas Natural
http://slidepdf.com/reader/full/deshidratacion-y-endulzamiento-del-gas-natural-569689c0875af 5/44
B 6uando el gas se !a a someter a procesos criogénicos es necesario
remo!er el 6?> porque de lo contrario se solidifica.
B $os compuestos sulfurados (mercaptanos (C+C), sulfuros de carbonilo
(+6?) y disulfuro de carbono (6+>)) tienen olores bastante
desagradables y tienden a concentrarse en los líquidos que se
obtienen en las plantas de gas@ estos compuestos se deben remo!er
antes de que los compuestos se puedan usar.
"n proceso de endulzamiento se puede decir, en general, que consta de
cinco etapas
i$ En%&'(aient). onde se le remue!e por alg9n mecanismo de
contacto el =>+ y el 6?> al gas. Esto se realiza en una unidad de
endulzamiento y de ella sale el gas libre de estos contaminantes, o al
menos con un contenido de estos igual o por debao de los contenidos
aceptables.
ii$ Re*eneraci+n. En esta etapa la sustancia que remo!ió los gases
cidos se somete a un proceso de separación donde se le remue!e
los gases cidos con el fin de poderla reciclar para una nue!a etapa
de endulzamiento. $os gases que se deben separar son ob!iamente
en primer lugar el =>+ y el 6?> pero también es posible que haya
otros compuestos sulfurados como mercaptanos (C+C), sulfuros de
carbonilo (+6?) y disulfuro de carbono (6+>).
7/18/2019 Deshidratacion y Endulzamiento Del Gas Natural
http://slidepdf.com/reader/full/deshidratacion-y-endulzamiento-del-gas-natural-569689c0875af 6/44
iii$ Rec&eraci+n %e' A(&-re. 6omo el =>+ es un gas altamente tóico y
de difícil maneo, es preferible con!ertirlo a azufre elemental, esto se
hace en la unidad recuperadora de azufre. Esta unidad no siempre se
tiene en los procesos de endulzamiento pero cuando la cantidad de
=>+ es alta se hace necesaria. En la unidad recuperadora de azufre
se transforma del 4 al 0D del =>+ en azufre sólido o líquido. El
obeti!o fundamental de la unidad recuperadora de azufre es la
transformación del =>+, aunque el azufre obtenido es de calidad
aceptable, la mayoría de las !eces, para comercializarlo.
i$ Liie(a %e' *a/ %e c)'a. El gas que sale de la unidad recuperadorade azufre a9n posee de un / a un -4D del =>+ remo!ido del gas
natural y es necesario remo!erlo, dependiendo de la cantidad de =>+
y las reglamentaciones ambientales y de seguridad. $a unidad de
limpieza del gas de cola continua la remoción del =>+ bien sea
transformndolo en azufre o en!indolo a la unidad recuperadora de
azufre. El gas de cola al salir de la unidad de limpieza debe contener
solo entre el - y 4./D del =>+ remo!ido. $a unidad de limpieza del
gas de cola solo eistir si eiste unidad recuperadora.
$ Incineraci+n. Aunque el gas que sale de la unidad de limpieza del
gas de cola sólo posee entre el - y 4./D del =>+ remo!ido, a9n así
no es recomendable descargarlo a la atmósferay por eso se en!ía a
una unidad de incineración donde mediante combustión el =>+ es
con!ertido en +?>, un gas que es menos contaminante que el =>+.
Esta unidad debe estar en toda planta de endulzamiento.
TIPOS DE PROCESOS.
7/18/2019 Deshidratacion y Endulzamiento Del Gas Natural
http://slidepdf.com/reader/full/deshidratacion-y-endulzamiento-del-gas-natural-569689c0875af 7/44
$os procesos que se aplican para remo!er =>+ y 6?> se pueden
agrupar en cinco categorías de acuerdo a su tipo y pueden ser desde
demasiado sencillos hasta compleos dependiendo de si es necesario
recuperar o no los gases remo!idos y el material usado para remo!erlos. En
algunos casos no hay regeneración con recobro de azufre y en otros si. $as
cinco categorías son
0 A!/)rci+n 1&2ica. ('rocesos con aminas y carbonato de potasio). $a
regeneración se hace con incremento de temperatura y decremento de
presión.
0 A!/)rci+n 32/ica. $a regeneración no requiere calor.
0 H2!ri%)/. "tiliza una mezcla de sol!entes químicos y físicos. El obeti!o es
apro!echar las !entaas de los absorbentes químicos en cuanto a capacidad
para remo!er los gases cidos y de los absorbentes físicos en cuanto a baos
requerimientos de calor para regeneración.
0 Pr)ce/)/ %e c)ner/i+n %irecta. El =>+ es con!ertido directamente a
azufre.
0 Pr)ce/)/ %e 'ec4) /ec). El gas agrio se pone en contacto con un sólido
que tiene afinidad por los gases cidos. +e conocen también como procesos
de adsorción.
Aunque son muchos los criterios a tener en cuenta para establecer cual
categoría puede ser meor que otra, uno de estos criterios y quizs el ms
importante desde el punto de !ista de capacidad para remo!er el =>+ es su
presión parcial.
7/18/2019 Deshidratacion y Endulzamiento Del Gas Natural
http://slidepdf.com/reader/full/deshidratacion-y-endulzamiento-del-gas-natural-569689c0875af 8/44
PROCESOS DE A5SORCIÓN 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 cidos. 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. $as reacciones que se presentan entre la solución
y los gases cidos son re!ersibles y por lo tanto la solución al salir de la torre
se en!ía a regeneración. $os procesos con aminas son los ms conocidos de
esta categoría y luego los procesos con carbonato.
El punto cla!e en los procesos de absorción química es que la
contactora sea operada a condiciones que fuercen la reacción entre los
componentes cidos del gas y el sol!ente (baas temperaturas y altas
presiones), y que el regenerador sea operado a condiciones que fuercen la
reacción para liberar los gases cidos ( baas presiones y altas
temperaturas).
6 PROCESOS CON AMINAS
El proceso con aminas ms antiguo y conocido es el #EA. En general
los procesos con aminas son los ms usados por su buena capacidad de
remoción, bao costo y fleibilidad en el dise;o y operación. $as alcanolB
aminas ms usadas son #onoetanolamina (#EA), ietanolamina (EA),
2rietanolamina (2EA), iglicolamina (%A), iisopropanoBlamina (F'A) y
7/18/2019 Deshidratacion y Endulzamiento Del Gas Natural
http://slidepdf.com/reader/full/deshidratacion-y-endulzamiento-del-gas-natural-569689c0875af 9/44
#etildietanolamina (#EA). $a 2abla - muestra algunas de las propiedades
ms importantes de ellas.
$os procesos con aminas son aplicables cuando los gases cidos tienen
baa presión parcial y se requieren baas concentraciones del gas cido en el
gas de salida ( gas residual).
6 PROCESOS CON CAR5ONATO
2ambién conocidos como procesos de carbonato caliente porque usan
soluciones de carbonato de potasio al >7 : /7D por peso y a temperaturas
de unos >/4 G5. En el proceso de regeneración el H=6?/ reacciona consigo
mismo o con H=+, pero prefiere hacerlo con el H=6?/ y por tanto se !a
acumulando el H=+, lo cual le !a quitando capacidad de absorción.
$a mayoría de los procesos con carbonato caliente contienen un
acti!ador el cual act9a como catalizador para acelerar las reacciones de
absorción y reducir así el tama;o de la contactora y el regenerador@ estos
acti!adores son del tipo aminas (normalmente EA) o cido bórico.
'ara la mayoría de los procesos ms comunes de endulzamiento tales
como #EA, EA, %A y sulfinol, el primer paso en cualquier e!aluación
económica debe ser una estimación de la tasa de circulación del sol!ente en
galones por minuto (gpm), y la entrega de calor requerida en el regenerador
7/18/2019 Deshidratacion y Endulzamiento Del Gas Natural
http://slidepdf.com/reader/full/deshidratacion-y-endulzamiento-del-gas-natural-569689c0875af 10/44
en <2"Ih. Estas son !ariables cla!es que controlan los costos de capital y
operación en la mayoría de los procesos de endulzamiento del gas. $os
tama;os de prcticamente todos los equipos en una planta de aminas,
ecepto la contactora, el despoador del gas agrio y del gas dulce, estn
relacionados directamente con la cantidad de sol!ente que se debe circular.
Adems los tama;os del regenerador, el reher!idor y el condensador de
refluo estn regulados por la cantidad de calor requerido para regenerar la
solución.
6 DIMENSIONAMIENTO
$os procedimientos usados para dimensionar los componentes de una
planta de endulzamiento son similares a los usados para cualquier facilidad
de procesamiento del gas. "na !ez que se han realizado los clculos bsicos
del proceso se puede proceder a determinar el tama;o de los equipos. El
dimetro de la contactora se basa en la presión de operación y la cantidad de
gas a tratar. 'ara la longitud se plantea el dise;o específico de cada plato y
generalmente se habla de cuatro a cinco platos teóricos con una eficiencia
entre el -4 y el >4D, lo cual lle!a a que una absorbedora tenga entre >4 y /4
platos reales separados entre sí unas >1 pulgadas.
6 PROCESOS DE A5SORCIÓN 3ÍSICA
$a 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. $os sol!entes se regeneran con
7/18/2019 Deshidratacion y Endulzamiento Del Gas Natural
http://slidepdf.com/reader/full/deshidratacion-y-endulzamiento-del-gas-natural-569689c0875af 11/44
disminución de presión y aplicación baa o moderada de calor o uso de
peque;as cantidades de gas de despoamiento. En estos procesos el
sol!ente absorbe el contaminante pero como gas en solución y sin que se
presenten reacciones químicas@ ob!iamente que mientras ms alta sea la
presión y y la cantidad de gas mayor es la posibilidad de que se disuel!a el
gas en la solución.
$os procesos físicos tienen alta afinidad por los hidrocarburos pesados.
+i el gas a tratar tiene un alto contenido de propano y compuestos mas
pesados el uso de un sol!ente físico puede implicar una pérdida grande de
los componentes ms pesados del gas, debido a que estos componentes
son liberados del sol!ente con los gases cidos y luego su separación no es
económicamente !iable. El uso de sol!entes físicos para endulzamiento
podría considerarse bao las siguientes condiciones
'resión parcial de los gases cidos en el gas igual o mayor de 74 $pc.
6oncentración de propano o ms pesados baa. +olo se requiere remoción
global de los gases cidos ( &o se requiere lle!ar su concentración a ni!eles
demasiado baos) +e requiere remoción selecti!a de =>+.
Entre estos procesos est el proceso seleol y el la!ado con agua.
6 PROCESO SELE7OL
7/18/2019 Deshidratacion y Endulzamiento Del Gas Natural
http://slidepdf.com/reader/full/deshidratacion-y-endulzamiento-del-gas-natural-569689c0875af 12/44
"sa como sol!ente un dimetil eter de polietilene glicol (#'E%). $a
mayoría de las aplicaciones de este proceso han sido para gases agrios con
un alto contenido de 6?> y bao de =>+. $a solubilidad del =>+ en el
#'E% es de 8 :-4 !eces la del 6?> , permitiendo la absorción preferencial
del =>+ . 6uando se requieren contenidos de este contaminante para
gasoducto en el gas de salida del proceso se le agrega F'A al proceso@ con
esta combinación la literatura reporta que simultneamente con baar el
contenido de =>+ a los ni!eles eigidos se ha logrado remo!er hasta un 87D
del 6?>.
8enta9a/ %e' Se'e)':
B +electi!o para el =>+
B &o hay degradación del sol!ente por no haber reacciones químicas
B &o se requiere JreclaimerK.
B 'ocos problemas de corrosión
B El proceso generalmente utiliza cargas altas de gas cido y por lo
tanto tiene baos requerimientos en tama;o de equipo.
B +e estima que remue!e aproimadamente el 74D del 6?+ y el 6+>.
De/enta9a/ %e' Se'e)'.
7/18/2019 Deshidratacion y Endulzamiento Del Gas Natural
http://slidepdf.com/reader/full/deshidratacion-y-endulzamiento-del-gas-natural-569689c0875af 13/44
B Alta absorción de =idrocarburos. $os procesos de absorción físicos
son ms aplicables cuando los contenidos de etano e hidrocarburos
ms pesados son bastante baos.
B Cequiere presiones altas ( mayores de 144 $'6.)
B +ol!ente mas costoso que las aminas
B En algunos casos se ha presentado acumulación de azufre en el
sol!ente y depositación de azufre en los equipos.
B <aa remoción de mercaptanos
B +e debe usar gas de despoamiento en el proceso de regeneración.
B 'roceso de $a!ado con Agua.
Es un proceso de absorción física que presenta las siguientes !entaas
como no hay reacciones químicas los problemas de corrosión son mínimos y
el líquido usado se regenera haciéndolo pasar por un separador para
remo!erle el gas absorbido, no se requiere aplicación de calor o muy poca,
es un proceso bastante selecti!o. $a principal des!entaa es que requiere
una unidad recuperadora de azufre.
El proceso es efecti!o a presiones altas, contenidos altos de gases
cidos y relaciones =>+I6?> altas. Algunas !eces se recomienda combinar
este proceso con el de aminas para reducir costos.
El gas cido es en!iado de abao hacia arriba en la torre y hace
contacto con el agua que !iene de arriba hacia abao. El gas que sale por la
parte superior de la torre est parcialmente endulzado y se en!ía a la planta
de aminas para completar el proceso de endulzamiento. El agua que sale del
7/18/2019 Deshidratacion y Endulzamiento Del Gas Natural
http://slidepdf.com/reader/full/deshidratacion-y-endulzamiento-del-gas-natural-569689c0875af 14/44
fondo de la torre se en!ía a un separador de presión intermedia para
remo!erle los hidrocarburos disueltos y al salir de éste se represuriza para
en!iarla a un separador de presión baa donde se le remue!en los gases
cidos y de aquí el agua ya limpia se recircula a la torre.
PROCESOS HÍ5RIDOS
$os procesos híbridos presentan un intento por apro!echar las !entaas
de los procesos químicos, alta capacidad de absorción y por tanto de reducir
los ni!eles de los contaminantes, especialmente =>+, a !alores baos, y delos procesos físicos en lo relati!o a baos ni!eles de energía en los procesos
de regeneración.
El proceso híbrido ms usado es el +ulfinol que usa un sol!ente físico,
sulfolano (dióido de tetrahidrotiofeno), un sol!ente químico (F'A) y agua.
"na composición típica del sol!ente es 14B 14B>4 de sulfolano, F'A y aguarespecti!amente. $a composición del sol!ente !aría dependiendo de los
requerimientos del proceso de endulzamiento especialmente con respecto a
la remoción de 6?+, C+C y la presión de operación.
$os efectos de la F'A y el sulfolano para meorar la eficiencia del
proceso son diferentes. $a F'A tiende a ayudar en la reducción de la
concentración de gases cidos a ni!eles baos, el factor dominante en la
parte superior de la contactora, y el sulfolano tiende a aumentar la capacidad
global de remoción, el factor dominante en el fondo de la contactora. 6omo
los sol!entes físicos tienden a reducir los requerimientos de calor en la
7/18/2019 Deshidratacion y Endulzamiento Del Gas Natural
http://slidepdf.com/reader/full/deshidratacion-y-endulzamiento-del-gas-natural-569689c0875af 15/44
regeneración, la presencia del sulfolano en este proceso reduce los
requerimientos de calor a ni!eles menores que los requeridos en procesos
con aminas. El diagrama de fluo del proceso sulfinol es muy similar al de los
procesos químicos.
8enta9a/ %e' S&'-in)'.
Ehibe ecelentes capacidades para la remoción de =>+ y 6?>. El sulfinol
como la EA tienen buena capacidad para remo!er gases cidos a
presiones baas, de -44 a /44 $pc.
El +ulfinol puede remo!er 6?+, C+C y 6+> sin degradación. $a remoción de
estos contaminantes es debida bsicamente a la presencia del sulfolano.
$a remoción selecti!a del =>+ es posible en algunos casos específicos,
especialmente con relaciones 6?>I=>+ altas y cuando no se requiere la
remoción de 6?+, C+C o 6+>.
De/enta9a/ %e' S&'-in)'.
&o es un proceso comercial. =ay que pagar derechos para poderlo aplicar.
El 6?> degrada la F'A , aunque el producto resultante se puede separar en
un JreclaimerK. %eneralmente en el proceso +ulfinol se usa un Jreclaimer J
que trabaa al !acío en lugar de un JreclaimerK atmosférico.
Aunque el sulfolano no se degrada en el proceso de regeneración se pueden
presentar pérdidas por e!aporación.
7/18/2019 Deshidratacion y Endulzamiento Del Gas Natural
http://slidepdf.com/reader/full/deshidratacion-y-endulzamiento-del-gas-natural-569689c0875af 16/44
ebido a la presencia del sulfolano se presenta absorción ecesi!a de
hidrocarburos pesados que pueden afectar el proceso de recuperación de
azufre.
"n problema en algunas plantas de sulfinol es la formación de un lodo tipo
brea que bloquea intercambiadores y líneas. Este lodo se ha encontrado
que se forma a temperaturas por encima de -34G5.
PROCESOS DE CON8ERSIÓN DIRECTA
Estos procesos remue!en el =>+ y lo con!ierten directamente a azufre
elemental sin necesidad de unidad recuperadora de azufre. Estos procesos
utilizan reacciones de oidación : reducción que in!olucran la absorción de
=>+ en una solución alcalina. Entre estos métodos est el proceso +tretford
y el proceso del =ierro Espona.
6 PROCESO STRET3ORD.
Es el ms conocido de los métodos de con!ersión directa y en el se usa
una solución 4.1 & de &a>6?/ y &a=6?/ en agua. $a relación es una
función del contenido de 6?> en el gas. "na de las !entaas del proceso es
que el 6?> no es afectado y continua en el gas, lo cual algunas !eces es
deseable para controlar el poder calorífico del gas.
El gas agrio entra por el fondo de la contactora y hace contacto en
contracorriente con la solución del proceso. 6on este proceso se pueden
tener !alores de concentración de =>+ tan baos como 4.>7 granosI-44 '6
(1''#) hasta -.7 ''#. $a solución permanece en la contactora unos -4
7/18/2019 Deshidratacion y Endulzamiento Del Gas Natural
http://slidepdf.com/reader/full/deshidratacion-y-endulzamiento-del-gas-natural-569689c0875af 17/44
minutos para que haya contacto adecuado y se completen las reacciones y
luego al salir por el fondo se en!ía a un tanque de oidación, en el cual se
inyecta oígeno por el fondo para que oide el =>+ a Azufre elemental@ el
mismo oígeno inyectado por el fondo del tanque de oidación en!ía el
azufre elemental al tope del tanque de donde se puede remo!er.
8enta9a/ %e' Pr)ce/)
<uena capacidad para remo!er =>+. 'uede baar su contenido a menos de
>''#.
'roceso +electi!o no remue!e 6?>.
&o requiere unidad recuperadora de azufre.
<aos requisitos de equipo. &o requiere suministro de calor ni epansión para
e!aporación
El azufre obtenido es de pureza comercial pero en cuanto a su color es de
menor calidad que el obtenido en la unidad recuperadora de azufre.
De/enta9a/ %e' Pr)ce/)
Es complicado y requiere equipo que no es com9n en operaciones de
maneo.
7/18/2019 Deshidratacion y Endulzamiento Del Gas Natural
http://slidepdf.com/reader/full/deshidratacion-y-endulzamiento-del-gas-natural-569689c0875af 18/44
El sol!ente se degrada y el desecho de algunas corrientes que salen del
proceso es un problema@ est en desarrollo un proceso que no tiene
corrientes de desecho.
$os químicos son costosos.
El proceso no puede trabaar a presiones mayores de 144 $pca.
$as plantas son generalmente de baa capacidad y el maneo del azufre es
difícil.
6 PROCESO DEL HIERRO ESPON;A.
Este proceso es aplicable cuando la cantidad de =>+ es baa (unas /44
ppm) y la presión también. Cequiere la presencia de agua ligeramente
alcalina.
Es un proceso de adsorción en el cual el gas se hace pasar a tra!és de
un lecho de madera triturada que ha sido impregnada con una forma especial
hidratada de 5e>?/ que tiene alta afinidad por el =>+. $a reacción química
que ocurre es la siguiente
5e>+/ L /=>? (7.-8)⇔5e>?/ L /=>+
$a temperatura se debe mantener por debao de ->4G5 pues a
temperaturas superiores y en condiciones cidas o neutras se pierde agua
de cristalización del óido férrico.
7/18/2019 Deshidratacion y Endulzamiento Del Gas Natural
http://slidepdf.com/reader/full/deshidratacion-y-endulzamiento-del-gas-natural-569689c0875af 19/44
El lecho se regenera circulando aire a tra!és de él, de acuerdo con la
siguiente reacción
>5e>?/ L 3+ (7.-)→>5e>+/ L /?>
$a regeneración no es continua sino que se hace periódicamente, es
difícil y costosa@ adems el azufre se !a depositando en el lecho y lo !a
aislando del gas.
El proceso de regeneración es eotérmico y se debe hacer con cuidado,
inyectando el aire lentamente, para e!itar que se presente combustión.
%eneralmente, despues de -4 ciclos el empaque se debe cambiar.
En algunos dise;os se hace regeneración continua inyectando ?> al
gas agrio. $as principales des!entaas de este proceso son
Cegeneración difícil y costosa
'érdidas altas de presión
Fncapacidad para manear cantidades altas de + 'roblemas para el desecho del + pues no se obtiene con la calidad
adecuada para !enderlo.
7/18/2019 Deshidratacion y Endulzamiento Del Gas Natural
http://slidepdf.com/reader/full/deshidratacion-y-endulzamiento-del-gas-natural-569689c0875af 20/44
"na !ersión ms reciente de adsorción química con óido de hierro
utiliza una suspensión de este adsorbente, la cual satura un lecho de alta
porosidad que se utiliza para garantizar un contacto íntimo entre el gas agrio
y la suspensión de óido de hierro (-7). El proceso sigue siendo selecti!o ya
que solamente adsorbe el =>+ y no el 6?>, por tanto se puede usar para
remo!er =>+ cuando hay presencia de 6?>@ pero tiene la !entaa que en la
reacción no produce +?>.
El gas pro!eniente de un separador gasBlíquido se hace pasar por un
despoador de entrada con el fin de hacerle una remoción adicional de líquido
que no se pudo retirar en el separador %asBlíquido@ al salir del despoador el
gas est saturado con los componentes condensables y se hace pasar por
un sistema de calentamiento para que cuando entre a la torre esté
subsaturado con tales componentes y así e!itar que en la contactora el gas
pueda lle!ar líquidos que afectarían el proceso@ del sistema de calentamiento
el gas entra a la contactora por su parte inferior.
$uego se tiene un empaque con anillos de prolipropileno de una alta
porosidad, sostenido en su parte inferior y superior por bafles horizontales de
acero perforados para permitir el paso del %as. $a porosidad de este
empaque es de ms del 4D y su función es ser!ir como medio para que la
lechada de óido de hierro y el gas establezcan un contacto íntimo. $a torre
adems dispone de coneiones para inyección de químicos en caso de que
sea necesario para meorar el proceso y !l!ulas de muestreo para !erificar
el ni!el de lechada en el empaque.
7/18/2019 Deshidratacion y Endulzamiento Del Gas Natural
http://slidepdf.com/reader/full/deshidratacion-y-endulzamiento-del-gas-natural-569689c0875af 21/44
$a lechada se prepara en el tanque de mezcla con agua fresca y pol!o
de óido de hierro en una proporción 1 a - por !olumen@ para garantizar una
buena suspensión del óido en el agua ésta se recircula con la bomba por el
fondo al tanque a tra!és de boquillas mientras se agrega el óido por la parte
superior. "na !ez lista la suspensión se inyecta al empaque de la torre y
cuando el proceso est en marcha el gas se encargar de mantener las
partículas de óido de hierro en suspensión.
Adems del =>+ que se le remue!e al gas durante el proceso en él
también se le retira parte del !apor de agua@ de todas maneras el gas que
sale de la contactora generalmente pasa a una unidad de deshidratación.
6uando el gas empieza a salir con un contenido alto de =>+, o sea cuando
la suspensión ha perdido efecti!idad para remo!erlo, se debe proceder al
cambio de lechada de la siguiente manera se cierra la entrada de gas cido
al despoador de entrada, se despresuriza la torre a unas -44 lpc., se
remue!e la lechada gastada de la contactora a tra!és de una !l!ula de
drenae para ello, manteniendo la torre presurizada con un colchón de gas a
-44 lpc., después de retirada la lechada agotada se despresuriza
completamente la torre y se inyecta la nue!a suspensión que ya se ha
preparado en el tanque de mezcla. Esta operación dura unas dos horas y
para e!itar parar el proceso se debern tener dos contactoras.
PROCESOS DE A5SORCIÓN EN LECHO SECO <ADSORCIÓN$
En estos procesos el gas agrio se hace pasar a tra!és de un filtro que
tiene afinidad por los gases cidos y en general por las moléculas polares
presentes en el gas entre las que también se encuentra el agua. El mas
7/18/2019 Deshidratacion y Endulzamiento Del Gas Natural
http://slidepdf.com/reader/full/deshidratacion-y-endulzamiento-del-gas-natural-569689c0875af 22/44
com9n de estos procesos es el de las mallas moleculares aunque algunos
autores también clasifican el proceso del hierro espona en esta categoría.
Aunque son menos usados que los procesos químicos presentan
algunas !entaas importantes tales como +implicidad, alta selecti!idad (solo
remue!en =>+) y la eficiencia del proceso no depende de la presión. +e
aplica a gases con concentraciones moderadas de =>+ y en los que no es
necesario remo!er el 6?>.
6 PROCESO CON MALLAS MOLECULARES.
Es un proceso de adsorción física similar al aplicado en los procesos de
deshidratación por adsorción. $as mallas moleculares son prefabricadas a
partir de aluminosilicatos de metales alcalinos mediante la remoción de agua
de tal forma que queda un sólido poroso con un rango de tama;o de porosreducido y adems con puntos en su superficie con concentración de cargas@
esto hace que tenga afinidad por moléculas polares como las de =>+ y =>?@
adems debido a que sus tama;os de poro son bastante uniformes son
selecti!as en cuanto a las moléculas que remue!e. entro de los poros la
estructura cristalina crea un gran n9mero de cargas polares localizadas
llamadas sitios acti!os.
$as moléculas polares, tales como las de =>+ y agua, que entran a los
poros forman enlaces iónicos débiles en los sitios acti!os, en cambio las
moléculas no polares como las parafinas no se ligarn a estos sitios acti!os@
por lo tanto las mallas moleculares podrn endulzar y deshidratar
simultneamente el gas. $as mallas moleculares estn disponibles en !arios
7/18/2019 Deshidratacion y Endulzamiento Del Gas Natural
http://slidepdf.com/reader/full/deshidratacion-y-endulzamiento-del-gas-natural-569689c0875af 23/44
tama;os y se puede tener una malla molecular que solo permita el paso de
moléculas de =>+ y =>? pero no el paso de moléculas grandes como
hidrocarburos parafínicos o aromticos.
+in embargo el 6?> es una molécula de tama;o similar a las de =>+ y
agua y aunque no es polar puede quedar atrapada en los poros por las
moléculas de =>+ y agua, aunque en peque;as cantidades, y bloquear los
poros. El principal problema con el 6?> es que al quedar atrapado reduce
los espacios acti!os y por tanto la eficiencia de las mallas para retener =>+ y
agua.
$os procesos con mallas moleculares se realizan a presiones
moderadas, es com9n presiones de unas 174 $pc. $as mallas se regeneran
circulando gas dulce caliente a temperaturas entre /44 y 144 G5. &o sufren
degradación química y se pueden regenerar indefinidamente@ sin embargo se
debe tener cuidado de no da;arlas mecnicamente pues esto afecta la
estructura de los poros y finalmente la eficiencia del lecho. $a principal causa
de da;o mecnico son los cambios bruscos de presión o temperatura cuando
se pasa la contactora de operación a regeneración o !ice!ersa.
El uso de mallas moleculares en endulzamiento est limitado a
!ol9menes peque;os de gas y presiones de operación moderadas@ debido a
esto su uso es limitado en procesos de endulzamiento. +e usan
generalmente para meorar el endulzamiento o deshidratación realizado con
otros procesos o para deshidratación de gases dulces cuando se eigen
ni!eles muy baos de agua, por eemplo gas para procesos criogénicos.
7/18/2019 Deshidratacion y Endulzamiento Del Gas Natural
http://slidepdf.com/reader/full/deshidratacion-y-endulzamiento-del-gas-natural-569689c0875af 24/44
El gas agrio entra por la parte superior y sale por la inferior. El lecho se
regenera circulando una porción del gas endulzado, precalentado a una
temperatura de 144B344G5 o ms, durante unas -,7 horas para calentar el
lecho. 6uando la temperatura del lecho aumenta, éste libera el =>+
adsorbido a la corriente del gas regenerador@ este gas al salir de la torre es
quemado, generalmente.
$as mallas moleculares son poco usadas, pero se pueden aplicar
cuando la cantidad de gas a tratar es baa@ adems se pueden usar como
complemento en procesos de endulzamiento y yIo cuando se requieren
contenido muy baos de agua.
$as mallas moleculares se usan también para tratar !ol9menes grandes
de gas pero con contenidos baos de contaminantes cidos. "na inno!ación
reciente del proceso con mallas moleculares permite la remoción selecti!a de
=>+ en presencia de 6?>.
8enta9a/.
B +on económicamente fa!orables para endulzar gases con bao
contenido de =>+.
B 'ueden ser muy selecti!as y dear casi el -44D de 6?>.
B 6uando hay presencia de agua pueden endulzar y deshidratar
simultneamente.
7/18/2019 Deshidratacion y Endulzamiento Del Gas Natural
http://slidepdf.com/reader/full/deshidratacion-y-endulzamiento-del-gas-natural-569689c0875af 25/44
De/enta9a/.
El gas que sale de la regeneración en algunos casos no se puede
mezclar con los gases de combustión del proceso de incineración. +e puede
formar 6?+ en la malla molecular por reacción entre el 6?> y el =>+ y por lo
tanto en el proceso de regeneración se !a a obtener un gas de salida que no
estaba presente en el gas agrio.
PROCEDIMIENTO PRELIMINAR PARA SELECCIONAR UN
PROCESO DE ENDUL#AMIENTO
SELECCIÓN DE PROCESOS APLICA5LES
Aunque eisten muchos procesos de endulzamiento, para un caso
particular dado los procesos aplicables se reducen a / 4 1 si se analizan los
siguientes aspectos
B Especificaciones del gas residual
B 6omposición del gas de entrada
B 6onsideraciones del proceso
B isposición final del gas cido
B 6ostos
B Especificaciones del gas residual.
7/18/2019 Deshidratacion y Endulzamiento Del Gas Natural
http://slidepdf.com/reader/full/deshidratacion-y-endulzamiento-del-gas-natural-569689c0875af 26/44
ependiendo de los contenidos de contaminantes permitidos en el gas
de salida del proceso habr procesos que no podrn lle!ar las
concentraciones a tales ni!eles y por tanto sern eliminados. En algunos
casos se requieren procesos selecti!os porque, por eemplo, hay !eces que
es necesario dear el 6?> en el gas de salida con el fin de controlar su poder
calorífico. $a selecti!idad también es importante en casos en que la relación
6?>I=>+ sea alta y se requiera hacer pasar el gas cido por una unidad
recuperadora de azufre@ la presencia de 6?> afecta el desempe;o de la
unidad. El contenido de =>+ es un factor importante, quizs el mas, en el
gas de salida.
El contenido de azufre total en el gas residual se refiere a la
combinación de =>+, 6?+, 6+> y C+C. $o ideal es remo!er todo el azufre
del gas porque estos compuestos de azufre tienden a concentrarse en los
líquidos obtenidos en la planta de gas, lo cual podría implicar tratamiento de
estos líquidos.
6 CARACTERÍSTICAS DEL GAS A TRATAR.
Este factor es determinante en el dise;o del proceso de endulzamiento,
algunos procesos tienen desempe;os muy pobres con algunos gases de
entrada y deben ser eliminados en la selección. En cuanto a la composición
del gas el rea de mayor importancia es la cantidad relati!a de hidrocarburos
pesados recuperables@ algunos procesos tienen tendencia a absorber
hidrocarburos, y esta tendencia es mayor mientras ms pesados sean los
7/18/2019 Deshidratacion y Endulzamiento Del Gas Natural
http://slidepdf.com/reader/full/deshidratacion-y-endulzamiento-del-gas-natural-569689c0875af 27/44
hidrocarburos, los cuales no solo crean problemas de espumas sino que
también afectan el proceso de recuperación de azufre.
$a presión del gas de entrada también es un factor importante en la
selección del proceso. $os procesos con carbonato y los de absorción física
requieren presiones de al menos unas 144 $pc., normalmente de 844 $pc.,
por lo tanto estos procesos no se podrn aplicar cuando se !a a trabaar a
presiones baas.
$a temperatura del gas también es importante porque define latemperatura del sol!ente@ una buena recomendación es que la temperatura
del sol!ente sea unos -7 : >4 G5 por encima de la del gas de entrada@ pues
si el sol!ente est ms frío que el gas de entrada habr condensación y los
siguientes problemas de formación de espumas.
$a cantidad de gas a tratar define el tama;o del equipo y posiblementeel n9mero de plantas en paralelo cuando se manean !ol9menes grandes de
gas.
CONSIDERACIONES DEL PROCESO
$a temperatura y disponibilidad del medio de calentamiento se debe
e!aluar antes de hacer el dise;o, esto es importante en los costos de equipo
y operación. $a disponibilidad del medio de enfriamiento también es
importante por la misma razón epuesta antes. Adems la temperatura del
7/18/2019 Deshidratacion y Endulzamiento Del Gas Natural
http://slidepdf.com/reader/full/deshidratacion-y-endulzamiento-del-gas-natural-569689c0875af 28/44
medio de enfriamiento define la temperatura de circulación del sol!ente. En
zonas donde el agua es escasa y por lo tanto costosa para usarla como
medio de enfriamiento el aire pasaría a ser el medio de enfriamiento a usar y
esto hace que las temperaturas del sol!ente, especialmente en !erano, no
puedan ser menores de -/7: -14G5, lo cual impedir usar sol!entes físicos
pues estos funcionan meor a temperaturas baas.
DISPOSICIÓN 3INAL DEL GAS =CIDO
$a disposición final del gas cido puede ser una unidad recuperadora de
azufre o incineración, dependiendo del contenido de =>+ en el gas agrio y
las eigencias ambientales. 6uando se usa incineración no es importante el
contenido de hidrocarburos pesados en el gas a tratar pero en la unidad
recuperadora de azufre la presencia de hidrocarburos afecta el color del
azufre recuperado tornndolo gris u opaco en lugar de amarillo brillante, lo
cual afecta su calidad. Adems si el gas cido se !a a pasar por una unidad
recuperadora de azufre y luego por una unidad de limpieza de gas de cola,
requiere mas presión que si se !a a incinerar.
6 COSTOS
$os factores de costo que se deben tener en cuenta son
B 6ostos de equipo
B 6ostos de 'otencia
B 6ostos de sol!ente
7/18/2019 Deshidratacion y Endulzamiento Del Gas Natural
http://slidepdf.com/reader/full/deshidratacion-y-endulzamiento-del-gas-natural-569689c0875af 29/44
B 6ostos de combustible.
Algunos procesos son ms eficientes que otros en cuanto acombustible, por eemplo los de absorción física y los híbridos son mas
eficientes en este sentido que los de aminas.
CAPACIDAD DE REMOCIÓN DE =CIDOS
$os procesos con carbonato se usan bsicamente para remo!er 6?> y
son buenos para tratar gases agrios con contenidos altos , mayores del >4D,
de gases cidos pero generalmente requieren un paso adicional de
tratamiento con aminas para terminar el endulzamiento y lle!ar el contenido
de gases cidos a los ni!eles eigidos de 1ppm o menos. 2odos los
procesos, con ecepción de los de carbonato, remue!en el =>+ hasta 1 ppm
o menos, pero no todos remue!en el 6?>@ el +tretford, las mallas y el hierro
espona no remue!en el 6?>, y el F'A y los sol!entes físicos tienen gradosde remoción !ariables dependiendo del contenido de 6?> y del dise;o.
CONSIDERACIONES DE DISE>O
6 DIMENSIONAMIENTO APROPIADO.
El dimensionamiento, adems de que afecta la tasa de circulación del
sol!ente es importante por los siguientes aspectos se debe e!itar
!elocidades ecesi!as, agitación y turbulencia y debe haber espacio
adecuado para la liberación del !apor.
7/18/2019 Deshidratacion y Endulzamiento Del Gas Natural
http://slidepdf.com/reader/full/deshidratacion-y-endulzamiento-del-gas-natural-569689c0875af 30/44
6 ACONDICIONAMIENTO DEL GAS DE ENTRADA.
Especialmente es importante la filtración y remoción de líquidos
presentes en el gas de entrada@ tanto las partículas sólidas como los líquidos
presentes en el gas ocasionan problemas en las plantas de aminas. +e
deben remo!er partículas de hasta 7 micrones.
6 SELECCIÓN DE MATERIALES.
$a mayoría de las plantas de aminas son construidas con aceros
inoidables al carbono pero por las condiciones de corrosión, presión y
temperatura a las que tienen que trabaar es muy com9n operaciones de
reposición de piezas o partes por su estado de alteración por corrosión al
cabo de tiempos de operación relati!amente cortos. +e recomienda el uso de
aceros resistentes a la corrosión con espesor de tolerancia para la misma de
aproimadamente -I8 de pulgada para los recipientes y adems monitoreo
del problema de corrosión.
6 3ILTRADO DE LA SOLUCIÓN
Es una de las cla!es ms importantes para el funcionamiento adecuado
de una planta de aminas. %eneralmente los operadores no usan filtros para
e!itar problemas de taponamiento, pero el hecho de que este se presente es
una prueba de la necesidad de filtración. $os filtros remue!en partículas de
sulfuro de hierro y otros materiales tipo lodo que tratan de depositarse en los
7/18/2019 Deshidratacion y Endulzamiento Del Gas Natural
http://slidepdf.com/reader/full/deshidratacion-y-endulzamiento-del-gas-natural-569689c0875af 31/44
sistemas de endulzamiento@ si estos materiales no se remue!en tienen
tendencia a formar espumas y crear problemas de corrosión.
'or los filtros se circula entre un -4 y -44D de la solución siendo el
promedio entre >4 y >7D@ mientras mayor sea el porcentae filtrado meor
ser la calidad de la solución, pero se requiere mayor mantenimiento de los
filtros. $a caída de presión a tra!és del filtro se toma como referencia para el
cambio del mismo. El tama;o de poro del filtro puede !ariar desde uno hasta
micrones dependiendo de las características de las partículas a remo!er pero
una selección de un filtro de -4 micras es típica y parece adecuada.
6 P?RDIDAS @ DEGRADACIÓN DE LAS AMINAS.
Este es un aspecto importante por !arias razones, entre ellas El
sol!ente perdido se debe reemplazar y esto representa una fracciónapreciable de los costos de operación.
El sol!ente degradado reduce la cantidad de sol!ente acti!o, acelera la
corrosión y contribuye a la formación de espumas.
$as pérdidas de sol!ente se pueden reducir usando KreclaimersK y
filtros, instalando despoadores a la salida de contactora y el regenerador,
teniendo colchón de gas ( %as <lanMeting) en el almacenamiento del
sol!ente y dise;ando adecuadamente los sistemas intercambiadores de calor
para reducir el fluo de calor. +i el !apor es el medio de calentamiento no
debe estar a temperaturas mayores de /44G5 a 74 $pc. y cuando es aceite
caliente su temperatura no puede ser mayor de /74 G5.
7/18/2019 Deshidratacion y Endulzamiento Del Gas Natural
http://slidepdf.com/reader/full/deshidratacion-y-endulzamiento-del-gas-natural-569689c0875af 32/44
6 3ORMACIÓN DE ESPUMAS.
$as espumas pueden reducir la calidad del gas de salida porque
reducen el contacto gas : líquido y ocasionan un arrastre ecesi!o de
aminas. Algunas !eces se hace necesario el uso de inhibidores de espumas
y es necesario trabao en el laboratorio para determinar el tipo de inhibidor y
la cantidad del mismo. Algunas !eces una peque;a cantidad de inhibidor
puede resol!er el problema , pero una cantidad mayor del mismo lo puede
reiniciar. 6uando se obser!a una caída de presión alta en la contactora se
debe realizar una inspección del antiespumante.
$a formación de espumas se debe intentar controlar con el uso del
JreclaimerK y filtración, el uso de inhibidores ser un 9ltimo recurso pues ellos
solo controlan el problema no lo resuel!en. "na causa de formación de
espumas que a menudo no se tiene en cuenta es la condensación de
hidrocarburos en la contactora, esto se puede controlar manteniendo la
temperatura de la solución pobre ( la que est entrando a la contactora) a
una temperatura -4 4 -7G5 por encima de la temperatura del gas de entrada
y para gases muy agrios se pueden requerir diferencias a9n mayores.
6 OPERACIÓN DEL REGENERADOR
7/18/2019 Deshidratacion y Endulzamiento Del Gas Natural
http://slidepdf.com/reader/full/deshidratacion-y-endulzamiento-del-gas-natural-569689c0875af 33/44
2emperaturas altas de regeneración meoran la capacidad de remoción
de gases cidos pero también aumentan las posibilidades de corrosión y de
degradación del sol!ente. $as soluciones de amina pobre deben salir del
regenerador a temperaturas no mayores de >34 G5 ( >84 G5 para la %A) y
en promedio entre >/4 y >14G5 para pre!enir la degradación térmica. 6uando
se tiene planta recuperadora de azufre la presión del regenerador requerida
para forzar el gas a la unidad recuperadora puede resultar en temperaturas
ms altas.
El dise;o del reher!idor también in!olucra consideraciones importantes.
ebe haber espacio adecuado entre tubos para permitir la liberación del
!apor. $os tubos siempre deben estar cubiertos con algunas pulgadas de
líquido y se debe garantizar un fluo estable de calor que no eceda los
->444 <2"Ipie>Ih.
6 OPERACIÓN DEL “RECLAIMER".
$a función del reclaimer es re!ersar las reacciones de degradación de
las aminas destilando las aminas recuperables y el !apor de agua y deando
un producto no regenerable, con aspecto de lodo, el cual hay que remo!er
periódicamente. El JreclaimerK manea entre - y >D de la tasa de circulación
del sol!ente y debe tener orificios de acceso para remo!er los residuos no
regenerables. Algunos JreclaimersK trabaan de forma intermitente, otros de
forma continua, algunos al !acío y otros a presiones ligeramente por encima
de la presión atmosférica.
6 CORROSIÓN
7/18/2019 Deshidratacion y Endulzamiento Del Gas Natural
http://slidepdf.com/reader/full/deshidratacion-y-endulzamiento-del-gas-natural-569689c0875af 34/44
Esta es quizs la principal preocupación en la operación de una planta
de endulzamiento y los procedimientos planteados antes para controlar problemas de operación en las plantas de endulzamiento también sir!en para
controlar la corrosión. "na planta de aminas dise;ada adecuadamente debe
tener posibilidades de instalación de cupones que permitan monitorear el
problema de corrosión. Algunas !eces puede ser necesario el uso de
inhibidores y en este caso se debe garantizar la compatibilidad del inhibidor
con la solución del sol!ente para e!itar problemas de espumas y
degradación del sol!ente.
A8ANCES TECNOLÓGICOS EN EL TRATAMIENTO DEL GAS.
Eisten muchas reser!as de gas en yacimientos peque;os, yacimientos
muy aislados o yacimientos de gas de muy baa calidad por el alto contenido
de contaminantes que actualmente no se pueden integrar a las reser!as
disponibles de gas porque por los altos costos de producción, incluyendo los
costos de procesamiento del gas para lle!arlo a las condiciones de calidad
eigidos, no los hacen económicamente !iables. "na forma de hacerlos
!iables económicamente sería si se tu!ieran mecanismos de procesamiento
ms económicos, menos costosos y ms eficientes.
7/18/2019 Deshidratacion y Endulzamiento Del Gas Natural
http://slidepdf.com/reader/full/deshidratacion-y-endulzamiento-del-gas-natural-569689c0875af 35/44
Esta es una de las razones por las cuales los centros de in!estigación
del %as &atural, como el F%2 ( Fnstitute of %as 2echnology), la A%A
(American %as Association)@ la F%" ( Fnternational %as "nion) y la %'+A
( %as 'roccessors and +uppliers Associaton), realizan trabaos intensi!os en
in!estigación y desarrollo para desarrollar nue!os equipos, materiales y
procesos que permitan tener tecnologías de procesamiento del gas que
hagan eplotables yacimientos del gas que hasta ahora no lo son.
?tra de las razones que moti!an in!estigación en el rea de tratamiento
del gas son las regulaciones ambientales para las emisiones de compuestos
orgnicos !oltiles(*?6) especialmente en los procesos de regeneración de
los materiales usados para deshidratación y endulzamiento del gas, y para la
disposición final del azufre obtenido en la remosión del sulfuro de hidrógeno.
En el desarrollo de equipos se pretende tener equipos tan eficientes
como los actuales o ms, pero ms integrados y compactos que ocupen
menos espacio y sean transportables fcilmente para poderlos utilizar en
plataformas o en yacimientos de difícil acceso.
En el desarrollo de materiales se pretende tener a disposición
materiales menos costosos, mas eficientes y mas amistosos con el medio
ambiente. 5inalmente en el desarrollo de nue!os procesos se pretende tener
procesos eficientes, económicos , de fcil operación , que requieran equipos
sencillos y en menor cantidad.
7/18/2019 Deshidratacion y Endulzamiento Del Gas Natural
http://slidepdf.com/reader/full/deshidratacion-y-endulzamiento-del-gas-natural-569689c0875af 36/44
entro de los desarrollos tecnológicos en la industria del procesamiento
del gas se pueden mencionar los siguientes
"so de membranas para endulzamiento del gas.
Cemoción del =>+ usando inyección directa de barredores de =>+ a la
tubería.
"so de nue!os materiales como la & : 5ormil #orfolina (&5#) en procesos
de endulzamiento
5ARREDORES DE HS
$os métodos tradicionales para remo!er =>+ han sido el uso de
soluciones de etanolaminas y el método del hierro espona, en su orden de
importancia. Ambos procesos constan de una etapa de operación y unaetapa de regeneración , lo cual implica el uso de equipos m9ltiples, al menos
una torre contactora, una regeneradora y equipo accesorio, y demanda
apreciable de espacio@ adems en los procesos de regeneración se presenta
la formación de productos altamente contaminantes cuya disposición final
incrementa aun mas los costos de tratamiento. El proceso de las
etanolaminas no es económicamente !iable en el tratamiento de baas
cantidades de gas con contenidos relati!amente baos de =>+.
Actualmente en la industria del gas se est trabaando en el desarrollo
de químicos barredores de =>+ de inyección directa, entre ellos la triazina,
7/18/2019 Deshidratacion y Endulzamiento Del Gas Natural
http://slidepdf.com/reader/full/deshidratacion-y-endulzamiento-del-gas-natural-569689c0875af 37/44
en los procesos y equipos requeridos para su aplicación de tal forma que se
pueda garantizar eficiencia, economía, compatibilidad con el medio ambiente
y !ersatilidad, con el fin de tener ahorros importantes en el tratamiento del
gas teniendo un gas residual de igual o meor calidad que el obtenido con los
procesos aplicados hasta ahora.
El %CF est patrocinando un programa de e!aluación de tecnologías de
barrido de =>+ como parte de un programa global de remoción y
recuperación de azufre. "no de los obeti!os fundamentales de este trabao
es desarrollar un conocimiento mas sólido de los fundamentos de barrido con
inyección directa ( inyectando barredores químicos directamente a la
tubería).
En el rea del barrido con =>+, los operadores han buscado siempre
reducir los costos de capital eliminando recipientes contactores e inyectando
los químicos directamente a la tubería. Esta aproimación de inyección
directa, aunque aparentemente sencilla ha sido difícil aplicar con éito,
siendo los principales problemas obtener resultados de remosión aceptable
de =>+ y costos mayores en muchos casos.
"n segmento creciente de la industria del gas usa procesos de barrido
de =>+ para remo!er baas concentraciones de =>+ en gases de baa
calidad. 'ara este tipo de gases los procesos con!encionales de
endulzamiento con aminas no son métodos económicos de tratamiento
especialmente cuando no se requiere la remosión de 6?>. =istóricamente, la
industria de producción de gas ha usado procesos de barrido de =>+ no
7/18/2019 Deshidratacion y Endulzamiento Del Gas Natural
http://slidepdf.com/reader/full/deshidratacion-y-endulzamiento-del-gas-natural-569689c0875af 38/44
regenerati!os En estos procesos un agente barredor reacciona
irre!ersiblemente con el =>+. $os productos de la reacción se separan del
gas tratado y se desechan.
$os agentes barredores de sulfuro de hidrógeno se aplican
generalmente a tra!és de uno de los siguientes métodos
-) Aplicación por inter!alos de tiempo del agente secuestrante líquido en
una torre contactora JspargedK.
>) aplicación por inter!alos de tiempo de los agentes secuestrantes
sólidos en una contactora de lecho fio.
/) inyección continua y directa de agentes barredores líquidos. Estudios
de campo han demostrado que el desempe;o de los sistemas con inyección
directa de barredores es ms difícil de predecir que los sistemas basados en
torres contactoras porque la fundamentación teórica asociada con su
comportamiento y costos es bastante desconocida y porque los parmetros
de aplicación, tales como !elocidad del gas, condiciones de mezcla líquido :
gas y tiempo de contacto !arían ampliamente de un sitio a otro. 6omo
resultado la remosión de =>+, el uso de químico y los costos del mismo son
bastantes específicos de cada sitio y no se pueden predecir con facilidad.
7/18/2019 Deshidratacion y Endulzamiento Del Gas Natural
http://slidepdf.com/reader/full/deshidratacion-y-endulzamiento-del-gas-natural-569689c0875af 39/443 4
> 0 4 4
> 3 4 4
B C C C F C C H C
C
J C
K C
C B C
> 7 4 4
> 1 4 4
> / 4 4
> > 4 4
> - 4 4
> 4 4 4
- . 4 4
- 8 4 4
- 0 4 4
- 3 4 4
- 7 4 4
- 1 4 4
- / 4 48 4 - 4 4 - > 4 - 1 4 - 3 4
T E M P E R A T U R A , 3
G A S
C
L Í Q U I D O
P
R
E
S
I Ó
N
,
L
c
a
- 8 4 > 4 4 > > 4 > 1 4 > 3 4
L Í Q U I D O 8 A P O R < G A S $
Pr)ce/) %e En%&'(aient) %e' Ga/ Nat&ra'
PUNTO DE ROCIO.
El gas natural se utiliza por todo el mundo como combustible. =ay
muchos métodos para medir su punto de condensación
C))rtaient) %e 'a/ -a/e/
7/18/2019 Deshidratacion y Endulzamiento Del Gas Natural
http://slidepdf.com/reader/full/deshidratacion-y-endulzamiento-del-gas-natural-569689c0875af 40/44
DIAGRAMAS DE 3ASE DE LOS CINCO 3LUIDOS PRESENTE EN UN
@ACIMIENTO
Antes de analizar todo lo relacionado a los diagrama de fases, es
con!eniente describir los factores que gobiernan el comportamiento de fases.En una mezcla de hidrocarburos, el comportamiento de fases se !e
influenciado por cuatro factores físicos, los cuales son 'resión, atracción
molecular, energía cinética y repulsión molecular. $as moléculas de los
hidrocarburos tienden a mantenerse untas debido a efectos de presión y
atracción molecular lo que trae consigo un aumento de la densidad
proporcional a estos parmetros@ así mismo, las fuerzas de atracción
molecular son directamente proporcionales a la masa de las moléculas e
in!ersamente proporcional a la distancia entre las mismas.
'or otro lado la energía cinética y la repulsión molecular a tienden a
dispersar las moléculas. A ele!adas temperaturas mayor es la tendencia a
separarse las moléculas produciendo disminución de la densidad, tal es el
caso de la licuefacción de un gas o epansión de un gas.
$os hidrocarburos se comportan normalmente pasando de fase
gaseosa a líquida por aumento de presión yIo disminución de temperatura y
de pasar de fase líquida a gaseosa por disminución de presión yIo aumento
de temperatura.
7/18/2019 Deshidratacion y Endulzamiento Del Gas Natural
http://slidepdf.com/reader/full/deshidratacion-y-endulzamiento-del-gas-natural-569689c0875af 41/44
$os diagramas de fase representan la meor forma de e!idenciar el
comportamiento de fase de mezclas de hidrocarburos que se encuentran en
los diferentes yacimientos petrolíferos. "n diagrama de fase esta
comprendido por cur!as de burbueo y de rocío las cuales con!ergen en un
punto crítico@ en los puntos de burbueo el sistema o la mezcla de
hidrocarburos se encuentra en equilibrio con la fase líquida con una cantidad
infinitesimal de gas, anlogamente en los puntos de rocío el sistema se
encuentra en fase gaseosa en equilibrio con una cantidad infinitesimal de
liquido.
El diagrama de fase posee tres zonas bien definidas, una primeraregión del liquido que se encuentra ubicada fuera de la en!ol!ente de fase y
a la izquierda de la temperatura critica@ una segunda zona que igualmente
esta fuera de la en!ol!ente pero a la derecha del punto crítico y una tercera
zona que se que se encuentra delimitada por la en!ol!ente la cual constituye
una región de dos fases en donde se encuentra en equilibrio el gas y el
liquido. En esta región se obser!a las líneas de isocalidad las cuales son
cur!as que tienen igual porcentae !olumétrico de líquido en la mezcla de
líquidoBgas. Así, las cur!as de burbueo y rocío son líneas de -44D y 4D de
líquido.
7/18/2019 Deshidratacion y Endulzamiento Del Gas Natural
http://slidepdf.com/reader/full/deshidratacion-y-endulzamiento-del-gas-natural-569689c0875af 42/44
Dia*raa/ %e -a/e %e ')/ cinc) -'&i%)/ re/ente en &n aciient)
e igual forma en el diagrama de fase de la figura anterior, se obser!an
dos puntos etremos ' y 2. El punto 2 se denomina temperatura
cricondentérmica y no es ms que la mima temperatura a la cual eiste
equilibrio entre !apor y líquido. $a presión del punto ' se llama presión
cricondembrica y es la mima presión a la cual eiste equilibrio entre !apor
y líquido. ependiendo de la composición del fluido, la posición relati!a de
dichos puntos !aría.
$a construcción de un diagrama de fase se basa en la determinación de
los puntos de rocío y burbua de la mezcla a diferentes condiciones de
presión y temperatura. Esto es posible solo si se conocen de antemano las
fracciones molares y las propiedades críticas de cada componente de lamezcla.
COSTA A3UERA
7/18/2019 Deshidratacion y Endulzamiento Del Gas Natural
http://slidepdf.com/reader/full/deshidratacion-y-endulzamiento-del-gas-natural-569689c0875af 43/44
El gas se seca generalmente costa afuera, antes de ser comprimido
para la transmisión por la tubería o el petrolero a la base de la orilla. El
eceso de humedad se debe quitar para pre!enir la condensación perudicial
en el compresor.
TERRESTRE
$a medida es necesaria por eactamente la misma razón, mientras que
el gas se comprime ms leos para la tubería transmisiónIdistribución, o el
almacenamiento en la fase líquida.
EL RE0GASEAR
6uando est almacenado en bulto como líquido, el líquido refrigerado
pasa a tra!és de intercambiadores de calor en la etapa de la e!aporación.
Estos intercambiadores de calor son propensos a la salida : a introducir la
humedad indeseada en el gas muy seco, así que el contenido de agua se
super!isa inmediatamente después del intercambiador de calor para los
propósitos de la detección.
$a medida en gas natural no es difícil, pero hay !arias consideraciones
especiales
$a sequedad costa afuera es alcanzada a menudo pasando el gas
sobre el glicol líquido (en un N contactor de glicol N). El gas en el enchufe ser
seco, pero puede contener algo de residuo líquido del glicol, o adherencia al
cilindro. Esto no da;ar el sensor de medición, pero si el sensor est cubierto
con una película del glicol entonces que su respuesta llegar a ser muy lenta
B debe por lo tanto ser e!itada usando un filtro que se une en la línea de la
muestra. Eactamente de la misma manera, el líquido condensado del
7/18/2019 Deshidratacion y Endulzamiento Del Gas Natural
http://slidepdf.com/reader/full/deshidratacion-y-endulzamiento-del-gas-natural-569689c0875af 44/44
hidrocarburo en el gas contaminar el sensor y el resultado en una respuesta
muy lenta.
?b!iamente una instalación de gas natural debe ser segura debido al
riesgo. El medidor automtico del punto de condensación (dew point )
esintrínseco y seguro como estndar. $os instrumentos en línea se pueden
hacer intrínsecos y seguros usando la unidad de la barrera Oener y si no hay
rea segura para la localización del instrumento, entonces el modelo a
prueba de eplosiones +AEP hace una N rea segura local N para el
instrumento. El modelo +Q#B++&% tiene regulación de dos etapas de la
presión con el drenado del condensado, y se ocupar del condensado delhidrocarburo o de la contaminación del glicol, mientras que el modelo
+Q#B++&%= ha calentado la regulación de dos etapas de la presión y
se utiliza para las instalaciones en donde puede haber contaminación pesada
de condénsateI%licol o para los líquidos ligeros del hidrocarburo que se
!aporizarn.