Fraccionamiento de Los Liquidos Del Gas Natural Jhaz

8/16/2019 Fraccionamiento de Los Liquidos Del Gas Natural Jhaz

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FRACCIONAMIENTO DE LOS

LIQUIDOS DEL GAS NATURAL

I. INTRODUCCION

Los líquidos recuperados del gas natural (LGN), forman una mezcla

multi componente la cual se separa en fracciones de compuestos individuales o

mezclados, mediante una operación de fraccionamiento. Se le llama destilación al

proceso mediante el cual se logra realizar la operación de fraccionamiento.

En forma general cuando el gas natural de producción tiene .! " mol de

propano, puede ser económico recuperar gases licuados del petróleo (GL#) seg$n

el G#S%.

&uando el porcenta'e es inferior a dico valor, dee acerse un an*lisis de

alternativas minucioso antes de instalar facilidades para recuperación de GL#.

II. OBJETIVOS

• +ar a conocer el proceso de raccionamiento de los Liquidos del Gas

Natural.

• +escriir las características de los tipos de fraccionadores.

III. DESARROLLO

1. DESCRIPCION DEL PROCESO

La +estilación es proalemente el m-todo m*s económico para separar

una mezcla en sus componentes individuales. La separación es f*cil si la


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volatilidad relativa de los compuestos clave liviano clave pesado es

sustancialmente maor que uno. Los componentes m*s livianos (producto de

cima), se separan de los m*s pesados (producto de fondo).

+e esta forma, el producto de fondo de una columna es el alimento a la pró/imacolumna, la cual puede operar a una presión menor pero a temperatura maor.

La altura de la columna, n$mero de platos o altura de empaque, depende de la

volatilidad relativa. Entre m*s a'a sea la volatilidad relativa, la altura de la

columna ser* maor. En la ig. 0 1 se muestra en forma esquem*tica una torre

de fraccionamiento con sus diferentes componentes.

El calor se introduce al reervidor para producir los vapores de despo'o. El vapor

sue a trav-s de la columna contactando el líquido que desciende. El vapor que

sale por la cima de la columna entra al condensador donde se remueve calor por

alg$n medio de enfriamiento.

El líquido se retorna a la columna como reflu'o para limitar las p-rdidas de

componente pesado por la cima.

2nternos tales como platos o empaque promueven el contacto entre el líquido el

vapor en la columna. 3n íntimo contacto entre el vapor el líquido se requiere

para que la separación sea eficiente. El vapor que entra a una etapa de

separación se enfría con lo cual ocurre un poco de condensación de los

componentes pesados.

La fase líquida se calienta resultando en alguna vaporización de los componentes

livianos. +e esta forma, los componentes pesados se van concentrando en la fase

líquida asta volverse producto de fondo. La fase de vapor continuamente se

enriquece con componente liviano asta volverse producto de cima. El vapor que

sale por la cima de la columna puede ser totalmente o parcialmente

condensada En un condensador total, todo el vapor que entra sale como líquido,

el reflu'o retorna a la columna con la misma composición que el producto de cima

destilado.


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FIG. 2 - 1 Diagrama Esquemático Del Proceso De Fraccionamiento

2. PRINCIPIOS DE DESTILACION


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FIG. 2-2 Modelo Básico De Fraccionamiento


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El grado de separación o pureza de un producto tiene un impacto directo sore el

tama6o de la columna los requerimientos de servicios. %lta pureza requiere m*s

platos, m*s reflu'o, maor di*metro o reducida cantidad de producto. 3na

medida cuantitativa de la dificultad para una separación es el factor de separación

7ípicamente para la maoría de los prolemas de separación este factor est* en el

rango de 899 a 0,999. Sin emargo, para separaciones mu puras este

valor puede llegar a 9,999. El n$mero de platos apro/imadamente ser* el

logaritmo del factor de separación para un determinado sistema.

2.1 TORRE DE FRACCIONAMIENTO

Las torres de fraccionamiento son cilindros verticales, altos de gran di*metro,

que suelen configurar el entorno de una refinería. %unque tal cosa no se descure

a simple vista, est*n organizados para sacarle al petróleo los diferentes

componentes, desde los m*s livianos asta los m*s pesados. &ada una de las

torres se encarga de retirarle una porción a la cadena de idrocaruros. %l

comienzo saldr*n los m*s livianos , progresivamente, los pesados: asta de'ar

los it$menes pastosos que a no aceptan maores cortes.

&on el gas natural ocurre lo mismo, pero en este caso se trata de la separación de

los integrantes m*s livianos de la cadena de idrocaruros.

El dise6o de una torre comienza con la indagatoria a fondo del fluido que se va a

procesar. +el conocimiento la seguridad que se tenga de la composición del gas

natural que dee llegar a la planta depender* la filosofía que soporte todas cada

una de las decisiones. 3na vez que se conozcan los diversos componentes queintegran la muestra se tenga garantizada la producción, se podr* iniciar

el an*lisis del proceso. +e allí la importancia que tiene, a los efectos de un dise6o,

conocer a caalidad la materia prima que alimentar* la primera torre. Si esa

primera parte es dudosa, en el mismo grado se ar* impactado la economía del

proceso.


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&uando se trata de una columna fraccionadora, la parte liviana se ir* al tope de la

torre mientras que la porción pesada quedar* en el fondo (lu'o de ;apor).

2.2 TIPO DE FRACCIONADORES

El n$mero tipo de fraccionador requerido depende del n$mero de productos a

ser producidos la composición de la alimentación Los productos típicos son los

líquidos del gas natural, los cuales son los siguientes procesos de

fraccionamiento.

• +emetanizador

• +eetanizador • +epropanizadora

• +eutanizadora

3. PROPÓSITO DEL FRACCIONAMIENTO

&ualquier planta de procesamiento de gas que produce líquidos del gas natural

(LGN), requiere de al menos una fraccionadora para producir un líquido que

cumpla con las especificaciones para venta. #or lo tanto, el propósito delfraccionamiento es otener de una mezcla de idrocaruros líquidos, ciertas

fracciones que como productos deen cumplir especificaciones.

#ara separar una corriente líquida de idrocaruros en varias fracciones, se

requiere una torre de destilación por fracción. +e otra forma silo que se quiere es

estailizar la corriente del idrocaruro condensado recolectado en el separador

de entrada a la planta, para recuperar las fracciones de pentano m*s pesadas

(&8


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• Separar el metano de los idrocaruros de dos m*s caronos.

• Separar el etano de los idrocaruros de tres m*s caronos.

• Separar el GL# los &8

• PRESIÓN DE OPERACIÓN

%ntes de acer cualquier c*lculo en un prolema de fraccionamiento, se dee

determinar la presión de operación de la torre. 3na de las consideraciones

primarias, es el medio de enfriamiento disponile para el condensador de reflu'o.

El producto de cima estar* a las condiciones del punto de uru'a, para un

producto líquido o del punto de rocío para un producto vapor. La presión para

cualquiera de estos puntos, se fi'a por la separación deseada de un componente

la temperatura del medio de enfriamiento.

7ípicamente los medios de enfriamiento usados son aire, agua un refrigerante.

El enfriamiento con aire normalmente es el menos caro. 3n dise6o pr*ctico

limita el proceso a 09? de apro/imación con la temperatura amiente en verano.

Esto resulta en una temperatura de proceso entre 8 08? en la maoría delos sitios.

&on agua de enfriamiento se pueden conseguir temperaturas de proceso entre @8

98?. #ara temperaturas por dea'o de @8? se requiere refrigeración

mec*nica, la cual es el medio de enfriamiento m*s costoso. Generalmente es


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deseale operar a la presión m*s a'a posile para ma/imizar la volatilidad

relativa entre los componentes claves de la separación. Sin emargo, en la

medida que se reduzca la presión se requiere el camio a un medio de

enfriamiento m*s caro, lo cual no es una opción deseale.

En algunos casos el producto de cima de una columna dee ser comprimido, en

este caso una presión de operación alta es deseale para reducir la potencia de

compresión. Atros puntos que deen ser considerados en la selección de presión

son por e'emplo, el eco de que si la presión de operación es mu alta, la

temperatura crítica del producto de fondo puede superarse la separación

deseada no se alcanza.

• RELACIÓN DE REFLUJO Y NÚMERO DE ETAPAS

El dise6o de una columna de fraccionamiento es un prolema de alance entre el

costo de inversión el costo de energía. Los par*metros primarios son el n$mero

de etapas la relación de reflu'o.

La relación de reflu'o se puede definir de varias formas: en mucos c*lculos, la

relación de reflu'o est* definida como la relación de la rata molar de reflu'o líquido

dividida por la rata molar de producto neto de cima.

El dut del reervidor es una función directa de la relación de reflu'o, mientras se

mantiene en la columna de fraccionamiento un alance total de materia calor

para una separación dada.

3na columna de fraccionamiento puede producir solamente una separación

deseada entre los límites de reflu'o mínimo el mínimo n$mero de etapas. #ara

mínimo reflu'o se requiere un n$mero infinito de etapas. #ara reflu'o total, se

requiere un mínimo n$mero de etapas.

Ninguna de estas dos situaciones representa la operación real, pero son los

e/tremos de la configuración de dise6o posile.


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#ara calcular amos casos se an desarrollado m-todos rigurosos: sin emargo,

se requiere una solución por computador para e'ecutar c*lculos plato a plato. #ara

iniciar un dise6o detallado, se acen estimativos de la relación mínima de reflu'o

el mínimo n$mero de platos, usando m-todos simples de an*lisis de

componentes inarios claves

• MÍNIMO NÚMERO DE ETAPAS

El n$mero mínimo de etapas puede ser calculado para la maoría de los sistemas

multicomponentes por la ecuación de ensBe>

Sm C log(S)Dlog(pro)

• MÍNIMA RELACIÓN DE REFLUJO

El m-todo de 3ndenvood es el m*s usado para calcular la mínima relación de

reflu'o.

• NUMERO DE ETAPAS

El n$mero de etapas teóricas requeridas para una separación dada a una relación

de reflu'o entre el mínimo el reflu'o total, se puede determinar por relaciones

empíricas, la m*s utilizada es la ecuación de Erar Faddo/.

• EFICIENCIA DE PLATO

Los c*lculos para el dise6o de las columnas se acen usando platos teóricos. En

un plato real no se alcanza el equilirio por las limitaciones en tiempo de

contacto entre el líquido el vapor. #or lo tanto, en una columna real se


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requieren m*s platos de los calculados teóricamente, para otener una separación

deseada.

IV. CONCLUSIONES

• En la destilación el proceso de separación se asa en la volatilidad relativa

de los compuestos a ser separados. La separación ocurre deido a que un

componente se calienta asta que pasa a la fase de vapor el otro

componente permanece en la fase líquida.• Las torres de fraccionamiento son cilindros verticales, altos de gran

di*metro, que suelen configurar el entorno de una refinería.

•E/isten cuatro tipos de fraccionadores > +emetanizador, +eetanizador,+epropanizadora, +eutanizadora.

• El propósito de fraccionamiento es>

o Separar el metano de los idrocaruros de dos m*s caronos,

o Separar el etano de los idrocaruros de tres m*s caronos,

o Separar el GL# los &8


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