DESHIDRATACION DEL

GAS NATURAL

ALUMNO :REGISTRO :DOCENTE : Ing. Rómulo SánchezMATERIA : PET-240 “Procesos del Gas Natural II”

DESHIDRATACIÓN DEL GAS NATURAL

La deshidratación del gas natural es el proceso de quitar el vapor de agua contenido en la corriente de gas para bajar la temperatura a la cual se condensa. Esta temperatura es el punto de roció y por ello el proceso de deshidratación se llama también acondicionamiento del punto de roció.

1. El gas se combina con agua libre, o liquida para formar hidratos sólidos, que pueden taponar las válvulas conexiones o tuberías.

2. El agua puede condensarse en las tuberías ocasionando bolsones de liquido, causando erosiones y corrosión.

3. El agua presente en el gas natural puede combinarse con el CO2 y el H2S que pudieran estar presentes, tornando corrosivo al gas.

4. El vapor de agua disminuye el poder calorífico del gas.

5. Los contratos de venta de gas y las especificaciones de transporte por los gasoductos fijan un contenido de agua máximo, generalmente 7 libras de agua por millón de pies cúbicos de gas.

DEBE EJECUTARSE POR LAS SIGUIENTES RAZONES

El agua presente en el gas, bajo ciertas condiciones de presión, baja temperatura, flujo en torbellinos y en presencia de algunos hidrocarburos más pesados, provoca la formación de hidratos. Los factores que afectan la velocidad de formación del hidrato son, entre otras: la composición del gas, altas velocidades de flujo, pulsación de la presión, pequeños cristales, y la existencia de lugares apropiados para su acumulación y expansión. Los hidratos solidificados ocasionan graves perjuicios en los conductos y válvulas pues producen taponamientos que disminuyen y hasta llegan a interrumpir el pasaje de gas.

HIDRATOS

Las acciones que se pueden tomar para evitar la formación de los hidratos son:

a) Separar el agua de los hidrocarburos líquidos o viceversa.b) Modificar las condiciones de presión.c) Llevar el punto de rocío del agua por debajo de la

temperatura de operación.d) Introducir sustancias que bajan la temperatura de

formación hidratos (inhibidores).e) Elevar la temperatura del gas (calentar).f) Una vez formado el hidrato, para producir su disolución no

queda otra alternativa que disminuir la presión que se ejercía sobre la mezcla. Tal operación trae consecuentemente la necesidad de sacar de servicio equipos o líneas de conducción.

HIDRATOS

El punto de rocío será entonces, el momento en que el agua contenida en el gas comienza a condensarse en valores de presión y temperatura conocidos. El aparato medidor se compone de un visor, un espejo y un gas refrigerante en una cámara de expansión de tal manera que se hace pasar el flujo del gas a medir frente al espejo y se refrigera bajando lentamente la temperatura (se lee en el termómetro instalado en contacto con el espejo) hasta que se comience a empañar el espejo.

PUNTO DE ROCIO

Etilenglicol .- La temperatura máxima a la que se puede someter es de 165°C (328°F)

Dietilenglicol .- Este compuesto otorga una buena depresión del punto de rocío y tiene la habilidad para absorber agua en un amplio rango de concentraciones, la temperatura máxima a la que se puede someter es de 165°C (328°F)

Trietilenglicol .- concentraciones del 97,5% al 98,5% son fácilmente obtenibles, dada la mayor temperatura de ebullición, la temperatura máxima a la que se puede someter es de 205°C (404°F)

Se ha establecido el uso del T.E.G. para procesos por Torre de Contacto, y el M.E.G. para los efectuados por Inyección.

TIPOS DE GLICOLES

Ventajas de los glicoles con respecto a los desecantes sólidos Costos de instalaciones menores; una planta de glicol

menos que una de desecante sólidos. Menores caídas de presión (5 a 10 psi, en ves de 10 -50 psi

para desecantes sólidos) Es un proceso continuo La preparación del glicol (y su regeneración) se consigue

rápidamente. Las unidades de glicol pueden deshidratar al gas natural

hasta 0.5 lb de agua/MMscfd Desventajas Los puntos de roció al agua por debajo de -25°F requieren

gas de despojamiento y una columna de platos. El glicol es susceptible a la contaminación El glicol es corrosivo cuando está contaminado o

descompuesto.

absorción física por torre de contacto

TÉCNICAS PARA DESHIDRATAR EL GAS NATURAL

absorción física por Inyección

absorción física adsorción con sólidos

La deshidratación por glicol es un proceso de absorción donde el vapor de agua se disuelve en una corriente de glicol líquido. Seguidamente este vapor de agua es extraído del glicol mediante aplicación de calor, al hervir el agua se desprende del glicol, el cual se regenera o reconcentra tornándose apto para volver a ingresar al proceso.  La puesta en contacto del gas a deshidratar con el absorbente, requiere de un recipiente denominado “torre de contacto”Su tamaño estará en función del volumen de gas a tratar, del diseño interior y de la cantidad de agua a extraer; en definitiva el tamaño determinará el tiempo de contacto glicol - gas.

ABSORCIÓN FÍSICA POR TORRE DE CONTACTO

TORRE DE CONTACTORA

Permite cumplir los dos objetivos del acondicionamiento simultáneamente, la deshidratación y el desgasolinaje, y son las llamadas «Dew Point” o Plantas de Ajuste de Punto de Rocío.

Una solución de monoetileneglicol pobre, es inyectada antes y en el intercambiador gas-gas. El gas es dirigido a un enfriador (chiller) que constituye el evaporador de un ciclo frigorífico, donde se lo lleva por debajo del punto de rocío establecido para su inyección a gasoducto. El líquido posteriormente es extraído en un separador de alta presión de tres fases comúnmente llamado trifásico o separador de frío, donde la fase gaseosa constituye el gas seco que se envía a gasoducto o al proceso restante.

ABSORCIÓN FÍSICA POR INYECCIÓN

ABSORCIÓN FÍSICA POR INYECCIÓN

Los problemas más comunes son más bien de carácter mecánico y fácilmente solucionables a saber: a) Deficiente pulverizacion del glicol en su inyección, con lo que no

se consigue un contacto intimo glicol-gas. Debe revisarse el diseño del inyector o su control periódico. En algunas oportunidades, el desplazamiento de carbón activado de los filtros de la Planta Regeneradora, origina el taponamiento de los inyectores.

b) Problemas de separación de condensado en el separador trifásico, generando arrastres de condensados y glicol al circuito posterior. Esta dificultad se mejora no sobrepasando los caudales de diseño, evitando disminuir el tiempo de residencia de los fluidos en el separador y respetando los adecuados niveles de operación.

ABSORCIÓN FÍSICA POR INYECCIÓN

Para la regeneración del glicol, el mismo es bombeado previamente a través de un condensador de reflujo enfriador en el tope de la columna de condensación para condensar parte de los vapores que son descargados, pasando luego a través de una serpentina de precalentamiento produciendo un intercambio de calor glicol-glicol, donde el glicol seco concentrado es enfriado y el glicol húmedo es precalentado, reduciéndose así la carga del calentador y evitando una ebullición violenta.

Proceso de Regeneración de Glicol

El proceso de adsorción es una forma de adhesión entre una superficie sólida y el vapor de agua que aparece como una capa muy delgada, y se sostiene según la propiedad de atracción de los materiales y las características particulares de los mismos.

La cantidad de agua adsorbida, varía con la naturaleza varía con la naturaleza y el área superficial del desecante utilizado.

Los desecantes más efectivos, son los que tienen una alta relación entre el área superficial y su volumen

DESHIDRATACION POR ADSORCION CON SÓLIDOS

Desecantes.-Los adsorbentes mas comúnmente usados para secar fluidos de petróleo son:  Geles de sílice.- La silica gel es un material duro, áspero, con buenas características de resistencia a la atrición (desgaste por fricción), y esta disponible comercialmente en forma de polvo, gránulos o esferas de varios tamaños. Bolitas de silica gel.- La capacidad de adsorción es la misma que la de la silica gel común, solo que la densidad bruta y la capacidad por unidad de volumen es mayor. Alúmina activada.- Es una alumina parcialmente hidratada, poros, amorfa. Tamices moleculares.- Son zeolitas, cristalinas o aluminio-silicatos que tienen una estructura uniforme tridimensional interconectada de tetraedros de sílice y de aluminio Estos cristales de zeolita sintética se fabrican para que contengan cavidades de interconexión de tamaño uniforme, separados por poros o aberturas estrechas igualmente uniformes.

  

DESHIDRATACION POR ADSORCION CON SÓLIDOS

En general éste tipo de instalaciones están equipadas inicialmente con un separador de entrada, utilizado para interceptar y separar los líquidos presentes en el flujo, evitando inconvenientes en el proceso que puedan reducir la capacidad del adsorbente. La corriente principal de gas pasará por una de las dos Torres de Secado, tomando contacto con el desecante que permitirá la remoción de los vapores de agua.Otro flujo de reciclo o regeneración, pasará a contracorriente por la segunda Torre, donde el agua adsorbida en el ciclo anterior por la misma, será barrida por el gas caliente (generalmente un 10% de la corriente principal, y entre 350° F a 450°F, dependiendo del tipo de desecante utilizado) hacia un enfriador y un posterior separador del agua condensada

Procesos de Adsorción

Procesos de Adsorción

 Ventajas• Alcanzan puntos de rocío muy bajos requeridos para plantas

criogénicas.• Se adaptan a cambios muy grandes en las tasas de flujo.• Son menos susceptible a la corrosión o al espumamiento. Desventajas• Los costos iniciales de instalaciones son mucho mayores a la de una

unidad de glicol.• Es un proceso de bacheo. Tiene caídas de presión altas a través del

sistema.• Los desecantes pueden envenenarse con líquidos u otras impurezas

del gas.• Altos requerimientos de espacio y peso.• Altos requerimientos de calor de regeneración y altos costos de

utilidades

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL PROCESO DE ADSORCION

GRACIAS…