Clase I Tema 1

8/19/2019 Clase I Tema 1

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Procesos de Extracción de

Líquidos

Programa: Ingeniería de GasProf: Ing. Betsy Alvarado Msc.

E-mail: [email protected]

Julio de 2015

Universidad del ZuliaPostgrado de Ingeniería


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Procesos de Extracción de Líquidos – Tema 1 Introducción

¿Qué es la Extracción de Líquidos del GasNatural?

Proceso de

transformación

Gas

Natural

Alimentación Producto (s)

Especificacionesdel fluidorequerido

Gas más rico

Producemayoresbeneficios


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Gas residual – gas a venta

Productos de la Extracción de Líquidos delGas Natural


C1

C6

C2

C3C4,SC5,S C

3+

Líquidos del GasNatural (LGN o NGLnatural gas liquids)

Gas Licuado delPetróleo (GLP o LPGliquefied petroleum

gas)


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GPM

C3+C5

C1C1C1

C1

C1 C1C1 C1

C2C2 C2C2

C2C2 C2C3

C3C3C3

C4C4

C4C3

C1C1

C1C1

C1

C2C2

C1C1

C1

C5

C4 C4

C3 C3

C1C1

C5

Contenido de Líquidos en el Gas Natural


Término que expresa la cantidad decomponentes condensables del gas

natural que se obtienen en lasplantas

GPM =Galones de líquido

103 PC @ 14,7 lpca y 60 ºF


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Contenido de Líquidos en el Gas Natural


Determinación delos GPM

• Composición del Gas en una base molar.• Galones de hidrocarburos mas pesados

∑=

⋅⋅

=

n

i

ii yGPM 3 49,379

1000 ρ

donde:

i ρ = densidad molar (gal/mol)yi = fracción molar de cada componente puro del gas379,6 (pie3) = volumen ocupado por 2,7x10 26 moléculas por libra-mol de un gas a 60 F y14,7 psia.


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Pobre: [< 1,0 GPM]Moderadamente Rico: [1,5-3,5 GPM]Muy Rico: [> 3,5 GPM]

Clasificación

GPM

Efecto del GPM en la

Recuperación de C 3 +

RECUPERACIÓN

Riqueza del Gas


Condiciones Normales o Estándar

(literatura petrolera)P= 14,7 psiaT= 60 °FVolumen Molar =379,4 ft 3 /lbmol


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¿Por Qué se Procesa el Gas Natural?

• Cumplir con especificaciones de puntode rocío de hidrocarburos, con el fin deevitar la condensación de los mismosdurante el transporte lo que podríallevar a problemas en las tuberías.

• Es altamente rentable debido aque estos compuestos tienenun mayor valor cuando sonvendidos por separado.


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¿Por Qué se Procesa el Gas Natural?

C2 usado para la producción de etileno, el cual es la materia

prima para la elaboración de polietileno

C3 plantas petroquímicas o como combustible

iC4utilizado como alimentación para la producción de gasolinareformulada y como alimentación para la producción deoxido de propileno

nC4utilizado predominantemente en gasolina, comocomponente de mezcla o a través de isomerización aisobutano


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Ejemplo de Cálculo de GPMEncuentre los GPM de un gas con la siguiente composición molar:

Procedimiento:1.- De la fig. 23-2 del GPSA se obtienen losgal/lbmol (densidad molar) de cada uno de loscomponentes.2.- Se multiplica este valor por la fracción molarpara cada componente y se divide entre en

volumen molar, para obtener los galones por piecubico estándar de gas.3.- Se multiplica este valor por 1000 paraobtener los GPM de cada componente.4.- Se realiza la sumatoria para obtener losGPM totales del gas.

∑=⋅⋅

=

n

i

ii y

GPM 3 49,379

1000 ρ


10/17fig. 23-2 del GPSA


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% ρ ( / ) (1000* *ρ )

/37 .4

3.116


Ejemplo de Cálculo de GPM

Analizar resultado Valor leído en lafig. 23-2 del GPSA

Dividir % molar de cadacomponente entre 100


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La remoción de líquidos del gas resulta en una disminución del poder calorífico

(HHV en BTU/PCE). Esta disminución representa una perdida de gananciaspara el gas a venta, la cual debe ser considerada en la evaluación económicade una planta de extracción de LGN. En general las especificaciones del gas aventas de ubican en un mínimo de 950-1000 BTU/PCE. En consecuencia, sialgunos componentes tales como el nitrógeno o CO2 están presentes en elgas, suficiente cantidad de etano y mas componentes mas pesados debenpermanecer en el gas para cumplir la especificación de poder calorífico. Si poconitrógeno o CO2 están presentes en el gas, el nivel de recobro de etano y maspesados se limita entonces por el mercado, costos de recobro y valor del gas.

Calcular para el ejemplo anterior el HHV y la disminución en el costo del gassabiendo que las eficiencias de recobro del C2=90%, C3=98%, iC4=99% yC5+=100%. El costo del gas es de $2/MMBTU.

Ejemplo de Cálculo de Reducción delPoder Calorífico


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Procedimiento:1.- Calcular los gal/día disponibles para extraer en el gas de alimentación.

Ej: Para el etano, GPM(C 2) x Flujo de alimentación (PCED)1,548 galC 2 x 330 10 6 pce 510840,00 gal/día

1000 pce día2.- Se multiplica este valor por el porcentaje de recobro estimado para cada

componente y se obtienen los gal/día netos a ser extraídos.3.- Se resta este valor a los gal/día disponibles en la alimentación paraobtener los gal/día de cada componente en el gas a venta.4.- Se realiza la sumatoria para obtener los gal/día totales en el gas a venta.

El objetivo de estos cálculos es determinar la composición molar del gas aventa para poder calcular el HHV y la disminución en el costo del gas

5.- Convertimos los gal/día a mol/día para obtener la composición molar.

=

Ejemplo de Cálculo de Reducción delPoder Calorífico


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Cálculo de composición en gas de residuo

(1000

* *ρ )/37 .4

*

/

% / /

( )

/

%

3.116 1,028,610.00 70,4 7.00 5,005,122.4 77 ,630.5 1.00 100.000


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Cálculo de HHV y disminuciónen el costo del gas

Procedimiento:1.- Se lee el HHV de cada componente en la tabla 23.2 (Columna K, Gross).2.- Se multiplica el HHVi por la fracción molar de la corriente de alimentación ypor la fracción molar de la corriente de gas de residuo.3.- Se calcula la Reducción de Volumen del Gas restando el flujo de gas por elHHV en cada corriente

Reduc. Vol. =(PCED GA x HHVGA) - (PCED GR x HHVGR)4.- Se multiplica este flujo obtenido por el costo del gas en $/MMBTU


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Cálculo de HHV y disminuciónen el costo del gas

% %

( / )

/ /

100.000 1115.01 71.24

( ) ( ) $


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Taller Tema 1Dada la siguiente cromatografíade una corriente de gas quealimentará a una planta deextracción de líquidos, explicar:

1.- Según los GPM, clasifique elgas como pobre,moderadamente rico o muy rico.

2.- Si se desea recobrarC3=92%, C4=97%, C5 = 98%,C6= 98 y C7+ =100%. ¿Cuálserá la reducción en el valor delgas de alimentación si el costodel mismo se ubica en$2,15/MMBTU?3.- ¿Cumple el gas a ventas laespecificación general de poder

calorífico? Si no cumpleexplique que debe hacerse paramejorar este valor.

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