7/24/2019 Inf. - Proceso de Deshidratacin Del Gas Natural
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Ao de la Diversifcacin Productiva y del Fortalecimiento
de la Educacin
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO
DEL PER
FACULTAD DE INGENIERA QUMICA
E.A.P. DEL GAS NATURAL Y ENERGA
PROCESO DE DESHIDRATACIN DEL GASNATURAL
Alumno:Taquio Yangali, John AlexanderCabezas Sanchez, Salustria
C!"#$: AN%LISIS Y SIMULACIN DE PROCESOS
Do&"n!": In'. P&ul V(&!o$ Gu")$ Yn*u(
F"&+ #" l ",-"$("n&(:13 de Octubre del 201
F"&+ #" "n!$"' #" (no$m":1 de Octubre del 201
!uanca"o # $er%
http://peru21.pe/politica/2014-ano-promocion-industria-responsable-y-compromiso-climatico-2164048http://peru21.pe/politica/2014-ano-promocion-industria-responsable-y-compromiso-climatico-2164048http://peru21.pe/politica/2014-ano-promocion-industria-responsable-y-compromiso-climatico-2164048http://peru21.pe/politica/2014-ano-promocion-industria-responsable-y-compromiso-climatico-2164048http://peru21.pe/politica/2014-ano-promocion-industria-responsable-y-compromiso-climatico-21640487/24/2019 Inf. - Proceso de Deshidratacin Del Gas Natural
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O/0ETIVOS
O12"!()o G"n"$l &ealizar el 'roceso de deshidrataci(n del gas natural 'or el
)*todo con+encional
O12"!()o3 E3-"&4(&o3 -escri'ci(n del 'roceso de deshidrataci(n del gas natural
&ealizar el diagra)a de .lu/o del 'roceso de deshidrataci(n del
gas natural
&ealizar el balance de )ateria " energa del 'roceso de
deshidrataci(n del gas natural
INTRODUCCIN
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l gas natural general)ente contiene agua, en estado lquido "o +a'or
'rocedente de la .uente "o del endulza)iento con una soluci(n
acuosa l contenido de agua en el gas debe ser reducido " controlado
'ara asegurar un 'rocesa)iento " trans'orte seguro as 'rinci'ales
razones 'ara eli)inar el agua del gas natural son4
1 l gas natural en las condiciones adecuadas 'uede co)binarse
con el agua libre 'ara .or)ar hidratos s(lidos que 'ueden ta'onar
+5l+ulas, accesorios o incluso tuberas2 l agua 'uede condensar en la tubera, causando .lu/o ta'(n "
'osible erosi(n " corrosi(n3 l +a'or de agua au)enta el +olu)en " dis)inu"e el contenido
energ*tico del gas6 os trans'ortistas " +endedores de gas deben lograr
es'eci.icaciones con un )5xi)o contenido de agua de 7 lb 'or
)ill(n de 'ies c%bicos 8112 9g 'or )ill(n de )3:
os se'aradores de agua ubicados cerca de la boca de 'ozo " en
ubicaciones estrat*gicas eli)inan la )a"ora del agua libre arrastrada
'or el gas desde el 'ozo Sin e)bargo, la re)oci(n del +a'or de agua
que existe en soluci(n en el gas natural requiere un trata)iento )5s
co)'le/o ste trata)iento consiste en la ;deshidrataci(n< del gas
natural, la cual se logra reduciendo la te)'eratura de 'unto de roco de
agua del gas
xisten )uchos )*todos 'ara deshidratar el gas natural os )5s
co)unes son la deshidrataci(n 'or lquidos desecantes 8glicoles:, la
deshidrataci(n 'or s(lidos desecantes " deshidrataci(n 'or re.rigeraci(n
os dos 'ri)eros )*todos utilizan la trans.erencia de )asa de las
)ol*culas de agua hacia un sol+ente lquido 8soluci(n de glicol: o hacia
la estructura cristalina 8desecaci(n en seco: l tercer )*todo e)'lea el
en.ria)iento 'ara condensar las )ol*culas de agua " luego la
subsecuente in"ecci(n de un inhibidor 'ara e+itar la .or)aci(n del
hidrato Sin e)bargo, la elecci(n del )*todo de deshidrataci(n
general)ente se encuentra entre el glicol 8absorci(n: " los desecantes
s(lidos 8adsorci(n:
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PROCESO DE DESHIDRATACIN DEL
GAS NATURAL
I. DESCRIPCIN DEL PRO/LEMA:
a industria del gas natural ha alcanzado un gran desarrollo en la
actualidad debido a que es una .uente energ*tica econ()ica " de alto
'oder calor.ico, con )uchas a'licaciones " .acilidades de uso -esde el
'unto de +ista 'etroqu)ico se requiere un gas co)'leta)ente li)'io,
'or lo cual se deber5n extraer 're+ia)ente ciertas sustancias
conta)inantes
l gas natural tal " co)o se extrae de los "aci)ientos, se 'resenta
general)ente a condiciones de saturaci(n en cuanto al contenido de
agua en .or)a de +a'or sta condici(n i)'lica que cualquier disturbio
de 'resi(n " o te)'eratura en las tuberas o equi'os de 'roceso
'ueden originar condensaci(n de agua ste .en()eno es indeseable
debido a la alta corrosi+idad de los gases naturales en contacto con el
agua a condiciones din5)icas dentro de las instalaciones $or ende, es
esencial lograr la extracci(n del agua libre lo )5s cercano 'osible a las
estaciones de 'roducci(n " luego la re)oci(n del +a'or de agua 'ara
.acilitar su trans'orte " 'rocesa)iento sin riesgo de condensaci(n de
agua adicional l 'unto de roco se de.ine co)o la )ni)a te)'eratura
a la cual 'odra en.riarse un gas sin 'reci'itar la .ase de agua ste
'unto de roco se .i/a 'or dise=o en el 'roceso de deshidrataci(n,
de.iniendo el contenido de agua del gas en .unci(n de la 'resi(n " la
te)'eratura del )is)o >no de los 'rinci'ales 'rocesos 'araacondicionar el gas natural 'ara su trans'orte " co)ercializaci(n es la
deshidrataci(n o extracci(n del agua 'resente en la corriente de gas
II. 0USTIFICACIN
a )a"or 'arte de las instalaciones de deshidrataci(n e)'lean la
absorci(n .sica con T? -urante las %lti)as d*cadas el trietilenglicol
ha tenido una extensa a'licaci(n a ni+el )undial, co)o sol+ente en la
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deshidrataci(n del gas natural debido a su ba/a +olatilidad, ('ti)as
'ro'iedades higrosc('icas, estabilidad t*r)ica " de)5s 'ro'iedades
.isicoqu)icas en .ase acuosa lo que se traduce en un excelente
rendi)iento en la absorci(n del +a'or
>na 'lanta de deshidrataci(n consiste de +arias unidades de 'roceso,
de )a"or i)'ortancia son las unidades contactora " regeneradora a
'ri)era 'ro'orciona el contacto contracorriente del gas de ali)entaci(n
con el glicol n esta unidad se logra la trans.erencia de )asa del +a'or
de agua del gas a agua de soluci(n en el glicol, .or)ando el glicol rico en
el .ondo de la torre l glicol rico se en+a al regenerador 'ara ser
des'o/ado del agua absorbida a 'resi(n at)os.*rica " ele+adas
te)'eraturas l glicol regenerado 8glicol 'obre:, es nue+a)ente
recirculado al contactor 'ara re'etir el ciclo de absorci(n
l trata)iento que se le da al gas natural 'ara colocarlo en las
condiciones deseadas i)'lica una in+ersi(n, la necesidad de reducir en
las 'lantas los costos o'erati+os lle+a a considerar di+ersas alternati+as
que generen una )a"or e.iciencia a )enor costo
III. MARCO TERICO
III.5G3 N!u$l
l gas natural general)ente contiene agua, en estado lquido "o +a'or
'rocedente de la .uente "o del endulza)iento con una soluci(n acuosa
l contenido de agua en el gas debe ser reducido " controlado 'ara
asegurar un 'rocesa)iento " trans'orte seguro
III.6O12"!()o3 #"l -$o&"3o #" #"3+(#$!&(7n #"l '3 n!u$l
a deshidrataci(n del gas natural /uega una 'arte i)'ortante en la
'roducci(n de gas natural >na deshidrataci(n e.ecti+a 're+iene la
.or)aci(n de hidratos de gas " la acu)ulaci(n de agua en los siste)as
de trans)isi(n
l gas natural cu)'le una i)'ortante .unci(n social en @enezuela,
desde el 'unto de +ista de los ser+icios que 'resta a los sectores de laco)unidad en general s un co)bustible de excelente calidad, li)'io "
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de .5cil trans'orte " ha ree)'lazado con grandes +enta/as a
co)bustibles tradicionales co)o la le=a, el carb(n " el 9erosene,
e+itando la degradaci(n " tala de 5rbolesn general, la corriente de gas natural 'osee, i)'urezas o
conta)inantes co)o nitr(geno, hidr(geno, anhdrido carb(nico, " sul.uro
de hidr(geno l hidr(geno " el nitr(geno son gases inertes que solo +an
a a.ectar el 'oder calor.ico del gas " ta)bi*n, l(gica)ente, el costo de
trans'orte ientras que el anhdrido carb(nico 8CO2: " el sul.uro de
hidr(geno, .or)an 5cidos o soluciones 5cidas en 'resencia del agua
contenida en el gas stas sustancias son )u" indeseables " deben
eli)inarse del gas natural
l conta)inante al que ha" que 'restarle su)a i)'ortancia es el agua,sie)'re 'resente en el gas 'ro+eniente del "aci)iento, "a que 'roduce
corrosi(n " .or)aci(n de hidratos os hidratos son inclusiones s(lidas
que se .or)an cuando los hidrocarburos del gas natural est5n en
contacto con el agua lquida ba/o ciertas condiciones de 'resi(n "
te)'eratural acondiciona)iento del gas natural consta de dos 'rocesos
.unda)entales4 la deshidrataci(n " el endulza)iento l 'ri)ero consiste
en la eli)inaci(n del excedente de agua 'resente en la corriente
gaseosa 'or )edio de una t*cnica deno)inada deshidrataci(n que ser5
el te)a central del 'resente traba/o de in+estigaci(n
III.8M9!o#o3 -$ #"3+(#$!$ "l '3 n!u$l
A. D"3+(#$!&(7n -o$ 'l(&ol 13o$&(7n;
Informacin general
a absorci(n es la t*cnica )5s co)%n de secado de gases n *sta
el +a'or de agua de la corriente gaseosa se absorbe en una corriente
lquida de sol+ente os glicoles son los lquidos absorbedores )5s
utilizados "a que 'oseen 'ro'iedades que se ada'tan a los criterios
de a'licaci(n co)ercial Se 'ueden encontrar )uchos glicoles en
a'licaciones co)erciales os )5s co)unes " sus usos se describena continuaci(n4
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1 ? 8onoetilen glicol:4 alto equilibrio de +a'or con el gas 'or lo
que tiende a 'erderse en la .ase gaseosa del contactor Se utiliza
co)o inhibidor de hidratos donde se 'ueden recu'erar del gas
)ediante se'araci(n a te)'eraturas in.eriores a 10 BC2 -? 8-ietilen glicol:4 su alta 'resi(n de +a'or lle+a a altas '*rdidas
en el contactor a ba/a te)'eratura de desco)'osici(n requiere
te)'eraturas ba/as de reconcentraci(n 810 a 170 BC: " 'or esto
no 'uede obtenerse lo su.iciente)ente 'uro 'ara la )a"ora de las
a'licaciones
3 T? 8Trietilen glicol:4 el )5s co)%n Se reconcentra entre 170#200
BC en alta 'ureza Si la te)'eratura del contactor su'era los 0 BC,
existe una tendencia a altas '*rdidas de +a'or $ueden lograrse
dis)inuciones en el 'unto de roco )a"ores a D0 BC con gas de
sti''ing
6 T&? 8Tetraetilen glicol:4 )5s caro que el T? 'ero con )enores
'*rdidas a te)'eraturas de contactor )5s altas Se reconcentra
entre 200#220BC
l T? es 'or le/os el lquido desecante )5s co)%n utilizado en la
deshidrataci(n del gas natural Sus +enta/as son4
E Se regenera )5s .5cil)ente a concentraciones de FD#FFG en un
stri''er at)os.*rico debido a su alto 'unto de ebullici(n " a su alta
te)'eratura de desco)'osici(n
E Tiene una te)'eratura inicial de desco)'osici(n te(rica de 207 BC,
)ientras que el -? de s(lo 16 BC
E Sus '*rdidas 'or +a'orizaci(n son )enores que las del ? o -?
$or lo tanto, el T? 'uede ser regenerado .5cil)ente a altas
concentraciones necesarias 'ara alcanzar las es'eci.icaciones de 'unto
de roco de agua de los gasoductos
E Sus costos de ca'ital " o'erati+os son )enores
Descripcin del proceso
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Co)o )uestra la Higura F#3, el gas natural h%)edo entra 'ri)ero a un
se'arador 'ara re)o+erle los hidrocarburos lquidos uego el gas .lu"e
hacia el absorbedor 8contactor: donde se contacta )ediante
contracorriente " se seca con T? l T? ta)bi*n absorbe
co)'uestos org5nicos +ol5tiles que +a'orizan con el agua en el reboiler
l gas natural seco que sale del absorbedor 'asa directo a un
interca)biador de calor gasglicol " luego a la tubera de trans'orte l
glicol h%)ero o ;rico< que sale del absorbedor 'asa 'or los tubos del
acu)ulador donde se 'recaliente con el glicol seco caliente uego del
interca)bio de calor glicolglicol, el glicol rico entra a la colu)na de
stri''ing " .lu"e a tra+*s del lecho e)'acado hacia el reboiler l +a'or
generado en el reboiler des'o/a el agua absorbida " los co)'uestos
org5nicos +ol5tiles del glicol a )edia que sube 'or el lecho l +a'or de
agua " el gas natural desorbidos se +entean 'or la cabeza del stri''er
l glicol seco regenerado que est5 caliente sale del reboiler hacia el
acu)ulador donde se en.ra debido al interca)bio con el glicol rico que
retorna, luego se bo)bea hacia el interca)biador de calor glicolgas " se
retorna al to'e del absorbedor
/. D"3+(#$!&(7n -o$ #"3"&n!" 37l(#o #3o$&(7n;
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Informacin general
l siste)a de deshidrataci(n 'or desecantes s(lidos se basa en el
'rinci'io de adsorci(n a adsorci(n in+olucra una .or)a de
adhesi(n entre la su'er.icie del s(lido " el +a'or de agua del gas l
agua .or)a una 'elcula extre)ada)ente delgada que est5 su/eta a
la su'er.icie del desecante 'or .uerzas de atracci(n, 'ero no ha"
reacci(n qu)ica os deshidratadores s(lidos son t'ica)ente )5s
e.ecti+os que los deshidratadores con glicoles, "a que 'ueden secar
un gas hasta )enos de 0,1 '')@ 80,0 lb10 'ie3 : Sin e)bargo,
'ara reducir el ta)a=o de los deshidratadores s(lidos, suele
utilizarse una unidad de deshidrataci(n 'or glicol 'ara re)o+er el
grueso de agua a unidad de glicol 'uede reducir el contenido de
agua hasta alrededor de 0 '')@ l uso de deshidratadores 'or
desecantes co)o alternati+a a los deshidratadores 'or glicol 'uede
originar bene.icios econ()icos " a)bientales signi.icati+os,
inclu"endo la reducci(n del costo de ca'ital, costos de
)anteni)iento, " )enor e)isi(n de co)'onentes +ol5tiles org5nicos
" conta)inantes 'eligrosos os desecantes co)erciales )5s
co)unes utilizados en deshidratadores de lecho seco son el gel de
slice, ta)ices )oleculares, " al%)ina acti+ada l gel de slice
8no)bre gen*rico de un gel )anu.acturado a 'artir de 5cido sul.%rico
" silicato de sodio: es a)'lia)ente utilizado co)o desecante Se
caracteriza 'or lo siguiente4
E s el )5s adecuado 'ara la deshidrataci(n nor)al del gas natural
E Se regenera )5s .5cil)ente que los ta)ices )olecularesE Tiene )a"or ca'acidad de agua, 'uede absorber )5s del 6G de
su 'eso en aguaE Cuesta )enos que un ta)iz )olecularE s ca'az de lograr 'untos de roco )enores a #F BC os ta)ices
)oleculares son alu)ino silicatos de )etales alcalinos que
co)'renden una red tridi)ensional interconectada de slice "
al%)ina tetra*dricos a estructura es una arreglo de ca+idades
conectadas 'or 'oros uni.or)es con di5)etros que +an desde 3 a10 BA
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Sus caractersticas son4
E s ca'az de deshidratar hasta contenidos )enores a 0,1 '') de
agua E s la elecci(n casi obligada 'ara la deshidrataci(n 're+ia a
los 'rocesos criog*nicos 8recu'eraci(n ?I:E xcelente 'ara la re)oci(n de !2S, CO2, deshidrataci(n,
deshidrataci(n a alta te)'eratura, hidrocarburos lquidos 'esados, "
eli)inaci(n alta)ente selecti+aE 5s caro que el gel de slice, 'ero o.rece )e/or deshidrataci(nE &equiere te)'eraturas )5s altas de regeneraci(n, 'or lo tanto
tienen )a"or costo o'erati+o
!a" +arios ti'os de al%)ina dis'onibles 'ara uso co)o desecantes(lido a al%)ina acti+ada es una .or)a natural o .abricada del
(xido de alu)inio que se acti+a 'or calenta)iento Se utiliza
a)'lia)ente en la deshidrataci(n de gas " lquidos " si se a'lica
a'ro'iada)ente 'ueden 'roducir 'untos de roco 'or deba/o de #10
BC Se requiere )enos calor 'ara regenerar al%)ina que los ta)ices
)oleculares, " las te)'eraturas de regeneraci(n son )enores Sin
e)bargo, los ta)ices )oleculares dan )enores 'untos de roco de
agua -ebe notarse que ning%n desecante es 'er.ecto o el )e/or
'ara todas las a'licaciones n algunas a'licaciones la elecci(n del
desecante est5 deter)inada 'rinci'al)ente 'or razones
econ()icas Otras +eces las condiciones del 'roceso controlan la
elecci(n del desecante
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III.
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/(1l(o'$4
?onz5les, C 8s.: -eshidrataci(n del ?as Iatural n C ?onz5les,
Deshidratacin del Gas Natural8'5g 7: >I@&S-A- IACOIA -
C>YO4 HAC>TA- - CICAS A$CA-AS A A I->ST&A
$ila", J H 82012: *todos de -eshidrataci(n del ?as Iatural n J H $ila",
Mtodos de Deshidratacin del Gas Natural8'5g F: ?ua"aquil #
cuador
I.
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