GAS NATURAL. El gas natural es un combustible que se obtiene de rocas porosas del interior de la corteza terrestre y se encuentra mezclado con el petróleo crudo cerca de los yacimientosEl gas natural arrastra desde los yacimientos componentes indeseables como son: el ácido sulfhídrico (H2S), bióxido de carbono (CO2) y agua en fase gaseosa.

POTENCIAL DE HIDROGENO (pH) El pH es una medida de la acidez o alcalinidad de una solución. El pH indica la concentración de iones hidronio [H3O+] presentes en determinadas sustancias.

COMPONENTES DEL GAS NATURAL No existe una composición o mezcla que se pueda tomar para generalizar la composición del gas natural. Cada gas tiene su propia composición, de hecho dos pozos de un mismo yacimiento puede tener una composición diferente entre sí. También la composición del gas varia conforme el yacimiento va siendo explotado, es por eso que se deberá hacer un análisis periódico al gas que es extraído, para adecuar los equipos de explotación a la nueva composición y evitar problemas operacionales.

GASES ACIDOS Al H2S y al CO2 se les denomina gases ácidos del gas natural. En muchos campos de donde es extraído el gas natural la presencia de estos compuestos es elevada los cuales le dan la denominación de “amargo” al gas natural.

ENDULZAMIENTO. Donde se le remueve por algún mecanismo de contacto el H2S y el CO2 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 debajo de los contenidos aceptables.

EL DIÓXIDO DE CARBONO (C02) Es un gas sin color, olor ni sabor que se encuentra presente en el gas natural No es tóxico, y desempeña un importante papel en el ciclo del carbono Dada su presencia natural en la atmósfera y su falta de toxicidad, no se debería de considerar un componente que contamina el medio ambiente, pero es un gas que produce efecto invernadero. Pero, hay que tener en cuenta, que en el caso del gas natural, la toxicidad o contaminación del dióxido de carbono está relacionado fundamentalmente, con la reacción que se produce entre el dióxido de carbono y el agua, para formar sustancias corrosivas.

EL ACIDO SULFHÍDRICO O SULFURO DE HIDRÓGENO (H2S) Este es un gas contaminante presente en el gas natural, el cual representa una impureza que debe de eliminarse de la corriente de gas, eliminación que debe de realizarse antes de que sea inyectado en el sistema de tubería, ya sean de transporte o distribución.

GAS DE COLA Aquel con un contenido muy alto de componentes ácidos que se retira en la torre de enfriamiento de una planta de endulzamiento. Usualmente, está formado por Dióxido de Carbono, Sulfuro de Hidrógeno y vapor de agua.

OTROS GASES DE REACCIÓN ÁCIDA

a- El Sulfuro de Carbonilo (C0S). Este es un compuesto inestable, corrosivo y tóxico, que se descompone en (H2S +C02), es de alta peligrosidad por sus propiedades inflamatorias que posee.b.- Los Mercaptanos, los cuales se pueden representar a través de la siguiente fórmula (RSH), son compuestos inestables y de alto grado de corrosión, en muchos casos reaccionan con algunos solventes, descomponiéndolos. c.- Los Disulfuros de fórmula general (RS2), entre los cuales se encuentra el disulfuro de carbono (CS2), son compuesto metaestables de baja estabilidad, y que pueden causar graves problemas al medio ambiente.d.- Disulfuro de Carbono (CS2). Este componente sin tomar en cuenta que participa en las reacciones de corrosión es también altamente tóxico para los seres humanos, como es también altamente nocivo para el medio ambiente.

PROCESAMIENTO DEL GAS NATURAL

• La eliminación de compuestos ácidos (H2S) y CO2) mediante el uso de tecnologías que se basan en sistemas de absorción – agotamiento utilizando un solvente selectivo

• La recuperación de etano e hidrocarburos licuables mediante procesos criogénicos.• Recuperación del azufre de los gases ácidos que se generan durante el proceso de

endulzamiento.• Fraccionamiento de los hidrocarburos líquidos recuperados, obteniendo corrientes ricas en

etano, propano, butanos y gasolina

PRINCIPALES RAZONES PARA REMOVER LOS CONTAMINANTES DEL GAS NATURAL SON:

a.- Seguridad del proceso que se realizab.- Control del proceso de corrosiónc.- Especificaciones de los productos producidos en un procesod.-Impedir la formación de hidratose.-Disminuir los costos del proceso de compresiónf.-Satisfacer las normas de gestión ambiental yg.-Evitar el envenenamiento de los catalizadores

PROCESOS DE ENDULZAMIENTO Las condiciones del gas a tratar son: •Concentración de impurezas•Temperatura y presión disponible.•Volumen de gas a procesar•Composición de Hidrocarburos.•Selectividad de los gases ácidos por mover.•Especificaciones del gas ácido residual.

TIPOS DE PROCESOS Los procesos que se aplican para eliminar H2S y CO2 se pueden agrupar en cinco categorías de acuerdo a su tipo y pueden ser desde demasiado sencillos hasta complejos. •Absorción química. (procesos con aminas y carbonato de potasio). La regeneración se hace con incremento de temperatura y decremento de presión. Son los más usados por su buena capacidad de remoción, bajo costo y flexibilidad en el diseño y operación. Las alcanol-aminas más usadas son: Monoetanolamina (MEA), Dietanolamina (DEA), Trietanolamina (TEA), Diglicolamina (DGA), Diisopropano-lamina (DIPA) y Metildietanolamina (MDEA).• Absorción Física. La regeneración no requiere calor.•Híbridos. Utiliza una mezcla de solventes químicos y físicos. El objetivo es aprovechar las ventajas de los absorbentes químicos en cuanto a capacidad para remover los gases ácidos y de los absorbentes físicos en cuanto a bajos requerimientos de calor para regeneración.•Procesos de conversión directa. El H2S es convertido directamente a azufre.•Procesos de lecho seco. El gas agrio se pone en contacto con un sólido que tiene afinidad por los gases ácidos. Se conocen también como procesos de adsorción.

SELECCIÓN DE UN PROCESO DE ENDULZAMIENTO

Los factores a considerar son:•a.- Regulaciones de gases ácidos en el medio ambiente: En este se refiere a la cantidad de gases ácidos permitidos en el medio ambiente•b.- Tipo y concentración de las impurezas en el gas ácido•c.- Especificaciones en el gas residual o gas dulce•d.- temperatura y presión del gas ácido y del gas dulce•e.- Caudal del a tratar•f.- Proceso de Corrosión•g.- Requerimientos de selectividad•h.- Costos de operación del proceso de endulzamiento•i.- Especificaciones de los productos líquidos

DESCRIPCIÓN DE UNA PLANTA DE ENDULZAMIENTO CON AMINAS

PROBLEMAS QUE SE PUEDEN PRESENTAR CON LA PRESENCIA DE H2S Y CO2. •Toxicidad del H2S.•Corrosión por presencia de H2S y CO2.•En la combustión se puede formar SO2 que es también altamente tóxico y corrosivo.•Disminución del poder calorífico del gas.•Promoción de la formación de hidratos.•Cuando el gas se va a someter a procesos criogénicos es necesario eliminar el CO2 porque de lo contrario se solidifica.•Los compuestos sulfurados (mercaptanos (RSR), sulfuros de carbonilo (SCO) y disulfuro de carbono (CS2)) tienen olores bastante desagradables y tienden a concentrarse en los líquidos que se obtienen en las plantas de gas; estos compuestos se deben eliminar antes de que los compuestos se puedan usar.