Fraccionamiento II
52
Ministerio de Educación REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA. MINISTERIO DE EDUCACIÓN SUPERIOR. UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL “RAFAEL MARÍA BARALT” PROGRAMA: INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA. PROYECTO: INGENIERÍA DE GAS CÁTEDRA: FRACCIONAMIENTO LOS PUERTOS DE ALTAGRACIA, SEPTIEMBRE DE 2009
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USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
1
Ministerio de Educacioacuten
Superior
RREEPPUacuteUacuteBBLLIICCAA BBOOLLIIVVAARRIIAANNAA DDEE VVEENNEEZZUUEELLAA
MMIINNIISSTTEERRIIOO DDEE EEDDUUCCAACCIIOacuteOacuteNN SSUUPPEERRIIOORR
UUNNIIVVEERRSSIIDDAADD NNAACCIIOONNAALL EEXXPPEERRIIMMEENNTTAALL ldquoldquoRRAAFFAAEELL MMAARRIacuteIacuteAA BBAARRAALLTTrdquordquo
PPRROOGGRRAAMMAA IINNGGEENNIIEERRIacuteIacuteAA YY TTEECCNNOOLLOOGGIacuteIacuteAA
PPRROOYYEECCTTOO IINNGGEENNIIEERRIacuteIacuteAA DDEE GGAASS
CCAacuteAacuteTTEEDDRRAA FFRRAACCCCIIOONNAAMMIIEENNTTOO
LOS PUERTOS DE ALTAGRACIA SEPTIEMBRE DE 2009
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
2
Ministerio de Educacioacuten
Superior
RREEPPUacuteUacuteBBLLIICCAA BBOOLLIIVVAARRIIAANNAA DDEE VVEENNEEZZUUEELLAA
MMIINNIISSTTEERRIIOO DDEE EEDDUUCCAACCIIOacuteOacuteNN SSUUPPEERRIIOORR
UUNNIIVVEERRSSIIDDAADD NNAACCIIOONNAALL EEXXPPEERRIIMMEENNTTAALL ldquoldquoRRAAFFAAEELL MMAARRIacuteIacuteAA BBAARRAALLTTrdquordquo
PPRROOGGRRAAMMAA IINNGGEENNIIEERRIacuteIacuteAA YY TTEECCNNOOLLOOGGIacuteIacuteAA
PPRROOYYEECCTTOO IINNGGEENNIIEERRIacuteIacuteAA DDEE GGAASS
CCAacuteAacuteTTEEDDRRAA FFRRAACCCCIIOONNAAMMIIEENNTTOO
INTEGRANTES
Barrero Alvanis CI 18342405
Gonzaacutelez Jesuacutes CI 19574622
Herrera Darwin CI 18283489
Nazariego Asneidy CI17825727
Pentildea Enrique CI 19101866
Pintildea Juan CI 19252833
Rojas Johan CI 18457763
Prof Ing Andreeduis Rodriacuteguez
LOS PUERTOS DE ALTAGRACIA SEPTIEMBRE DE 2009
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
3
INDICE GENERAL
Paacuteg
Iacutendice de FigurashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipV
Iacutendice de TablashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipVI
IntroduccioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipVII
1 Gas Naturalhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip9
11 Composicioacuten del gas naturalhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip10
12 Caracteriacutesticas del Gas Naturalhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip12
13 Clasificacioacuten del Gas Natural en funcioacuten de su Composicioacutenhelliphellip13
14 Ventajas del Uso del Gas Naturalhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip14
141 Ventajas Ambientaleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip14
142 Ventajas Econoacutemicashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip19
1421 Precios equivalentes de los combustibleshelliphelliphelliphelliphellip19
143 Ventajas Operacionaleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip20
15 Procesamiento del Gas Naturalhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip21
2 Fraccionamiento del Gas Naturalhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip23
3 Uso de los Productos del proceso de Fraccionamientohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip29
31 Productos claves del proceso de Fraccionamientohelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip30
311 Etanohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip30
312 Propanohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip34
313 Butanohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip37
314 Gasolina Naturalhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip40
32 Liacutequidos de Gas Natural (LGN)helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip40
321 Almacenamiento de GNLhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip42
322 Transporte de GNLhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip42
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
4
323 Regasificacioacuten de GNLhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip44
324 Riesgos de un proyecto de GNLhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip45
33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip46
ConclusioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipVIII
BibliografiacuteahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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INDICE DE FIGURAS
Paacuteg
Figura 1 Gas Natural desde sus origeneshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip9
Figura 2 Imagen Esquematizada de las Ventajas del Gas Natural en
el Ambientehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip15
Figura 3 Procesos del Gas Naturalhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip23
Figura 4 Algunas Torres de Fraccionamientohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip24
Figura 5 Fraccionamientohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip25
Figura 6 Expansioacuten Joule Thomson Plantas GNL por Refrigeracioacutenhelliphelliphellip27
Figura 7 Esquema de Proceso de Enfriamiento de Gas Natural
mediante Expansioacuten con Vaacutelvula (efecto de Joule-Thompson)helliphelliphelliphelliphelliphellip28
Figura 8 Refrigeracioacuten por Joule- Thomsonhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip29
Figura 9 Esquema de los productos del Gas Naturalhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip30
Figura 10 Formula Estructural del Etanohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip31
Figura 11 Esquema de distribucioacuten del Etilenohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip33
Figura 12 Formula Estructural del Propanohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip34
Figura 13 Esquema de distribucioacuten del Propilenohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip36
Figura 14 Formula Estructural del Butanohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip38
Figura 15 Bombonas de Gas Domesticohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip39
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip41
Figura 17 Transporte de GNLhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip43
Figura 18 GLP Domesticohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip46
Figura 19 GLP Comercial Industrialhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip47
Figura 20 GLP Automotorhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip48
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip49
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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INDICE DE TABLAS
Paacuteg
Tabla 1 Composicioacuten y porcentaje molar de una mezcla de gas naturalhelliphelliphellip10
Tabla 2 Cuadro comparativo de las emisiones producidas por los
Combustibleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip19
Tabla 3 Precios equivalentes de los combustibleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip19
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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INTRODUCCION
El gas natural se originoacute hace millones de antildeos como producto de la
descomposicioacuten de las plantas y animales que fueron atrapados en el interior de la
Tierra bajo gruesas capas de fango arena y lodo
El gas natural se utiliza como combustible y materia prima en la industria
petroquiacutemica Como combustible se emplea por su gran poder caloriacutefico por ser
su combustioacuten faacutecilmente regulable y por ser limpia y producir escasa
contaminacioacuten Como materia prima es la maacutes adecuada para la fabricacioacuten de
amoniacuteaco y tambieacuten del metanol (producto que se utiliza en la fabricacioacuten de
plaacutesticos) A partir del gas natural se obtienen materias primas de base en la
industria petroquiacutemica (etileno butadieno y propileno)
Anteriormente al gas natural no se le daba utilizacioacuten ya que no existiacutean las
tecnologiacuteas adecuadas para su tratamiento pero hoy diacutea el desarrollo de muchos
paiacuteses ha inducido a la buacutesqueda de nuevas alternativas de fuentes de energiacutea
en su buacutesqueda el Gas Natural resulto idoacuteneo ya que es menos perjudicial que
muchos otros combustibles en cuanto a contaminacioacuten se refiere y en todo el
mundo especialmente en Venezuela existen millones de pie cuacutebicos de reservas
de gas natural en yacimientos asociados y no asociados
En los paiacuteses industrializados dadas las ventajas econoacutemicas y ambientales
su consumo es el que supera con creces al resto de combustibles tradicionales
VII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
8
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
9
1 Gas Natural
El gas natural es una mezcla de hidrocarburos gaseosos producidos por la
transformacioacuten lenta de la materia orgaacutenica animal y vegetal especialmente de
especies marinas microscoacutepicas sepultadas durante millones de antildeos a grandes
profundidades Conforma con el carboacuten petroacuteleo y bitumen el grupo de los
combustibles foacutesiles los cuales han hecho posible el progreso acelerado de la
humanidad en los uacuteltimos trescientos antildeos A su valor como energiacutea limpia
econoacutemica y abundante para uso domeacutestico comercial e industrial se antildeade su
importancia como sustituto de la gasolina en el transporte automotor y materia
prima fundamental en la industria petroquiacutemica
Figura 1 Gas natural desde sus oriacutegenes
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
10
El gas natural es incoloro inodoro insiacutepido sin forma particular y maacutes ligero
que el aire Se presenta en su forma gaseosa por debajo de los -161ordmC Por
razones de seguridad se le antildeade mercaptano un agente quiacutemico que le da un
olor a huevo podrido con el propoacutesito de detectar una posible fuga de gas
El Gas Natural es una mezcla de varios gases llamados hidrocarburos ya
que estaacuten formados por aacutetomos de hidrogeno y carbono (C-H) por lo regular estaacuten
asociados con otras sustancias como el dioacutexido de carbono el nitroacutegeno (H2S) los
cuales disminuyen su potencial energeacutetico
11 Composicioacuten del gas natural
La composicioacuten del gas natural variacutea dependiendo del depoacutesito del cual es
extraiacutedo
Tabla 1 Composicioacuten y porcentaje molar de una mezcla de gas natural
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
11
Los compuestos orgaacutenicos o hidrocarburos forman largas cadenas de
combinacioacuten por o general desde C-1 hasta C-60 pero solo los primeros cuatro
componentes son gaseosos y son los que componen el Gas Natural
Estos gases son
Metano
- Foacutermula Molecular CH4
Etano
- Formula Molecular CH3ndashCH3
- Formula Semidesarrollada C2H6
Propano
- Foacutermula Molecular C3H8
- Foacutermula Semidesarrollada CH3-CH2-CH3
Butano
- Formula Molecular C4H10
- Formula Semidesarrollada CH3-CH2-CH2CH3
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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12 Caracteriacutesticas del Gas Natural
El gas natural tiene ciertas caracteriacutesticas que dependen de su origen y
formacioacuten y otras que son inherentes a todo gas Las principales son las
siguientes
a) Tienen en su composicioacuten hidrocarburos pesados esto quiere decir
desde los pentanos hacia arriba (C5+) Estos hidrocarburos son
liacutequidos a una temperatura y presioacuten muy cercanas a las atmosfeacutericas
razoacuten por la que se transforman en liacutequidos con muy bajos niveles de
compresioacuten o de disminucioacuten de la temperatura Estos hidrocarburos
son los que forman la gasolina natural que es un subproducto de las
plantas de fabricacioacuten de GLP o mezcla de propano y butanos
b) Los gases de origen natural sea en estado libre o asociado son gases
saturados esto quiere decir que no contienen compuestos con dobles
enlaces o triples enlaces Por lo tanto la composicioacuten de estos gases
responderaacuten a la formula general de CnH(2n+2)
c) El propano y butanos mezclados y que seguacuten hemos indicado
constituyen el GLP son hidrocarburos que se mantienen liacutequidos a la
temperatura ambiente siempre que su presioacuten supere las 140 psi
Obviamente a mayor temperatura ambiente mayor seraacute la presioacuten
requerida para mantenerse en estado liacutequido
d) En nuestro medio el gas se produce en el Oriente y en la Peniacutensula
estaacute libre de contaminantes como el Sulfuro de Hidrogeno salvo en
contadas excepciones razoacuten por la cual carece de olor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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13 Clasificacioacuten del Gas Natural en funcioacuten de su Composicioacuten
Gas Aacutecido Son los que contienen impurezas en alta concentracioacuten tales
como Dioacutexido de Carbono (CO2) Sulfuro de Hidrogeno (H2S) Sulfuro de
Carbonilo (COS) Mercaptanos (RSH) y Dioacutexido de Azufre (SO2) de las
cuales las maacutes comunes son el Dioacutexido de Carbono (CO2) y el Sulfuro de
Hidrogeno (H2S) dichos gases forman aacutecidos en presencia de agua
Gas Agrio Es aquel que tiene cantidades apreciables de componentes
aacutecidos en proporciones que obligan a su tratamiento previo antes de
llevarlo a las tuberiacuteas o entregarlo al comprador
Gas Dulce Es aquel que tiene menos de 4ppmv de sulfuro de hidroacutegeno y
un contenido bajo de dioacutexido de carbono en el que han sido separados los
compuestos aacutecidos hasta satisfacer las condiciones de tuberiacutea
Gas Rico Es aquel que contiene una buena cantidad de productos
condensables Usualmente alimenta una planta de procesamiento para
extraccioacuten de productos condensables (C3+)
Gas Pobre oacute Seco Gas natural con bajo contenido de compuestos
pesados Tambieacuten se le llama gas seco y estaacute constituido principalmente
por Metano
Gas condensado Este gas se puede definir con un gas con liacutequido
disuelto El contenido de metano es de (C1)gt a 60 y el de Heptanos y
compuestos maacutes pesados (C7+) alcanza valores mayores a 125 (lt
125) La mezcla de hidrocarburos a las condiciones iniacuteciales de presioacuten y
temperatura se encuentra en fase gaseosa o en el punto de rociacuteo El gas
presenta condensacioacuten retroacutegrada durante el agotamiento isoteacutermico de la
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
14
presioacuten proceso que en la mayoriacutea de los casos puede representar alguacuten
problema en la comercializacioacuten de estos yacimientos
Composicioacuten tiacutepica de mezclas provenientes de yacimientos
El Gas Natural se encuentra
- Asociado Es el que se extrae junto con el petroacuteleo crudo y contiene
grandes cantidades de hidrocarburos como etano propano butano y
naftas
- No asociado o libre Es el que se encuentra en depoacutesitos que
contienen uacutenicamente gas natural
14 Ventajas del Uso del Gas Natural
141 Ventajas Ambientales
El gas natural es un combustible muy limpio comparado con los combustibles
tradicionales lo que facilita el cumplimiento de exigentes normas ambientales
Una de las grandes ventajas del gas natural respecto a otros combustibles es la
baja emisioacuten de contaminantes en su combustioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 2 Imagen Esquematizada de las Ventajas del Gas Natural en el
Ambiente
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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En la Extraccioacuten
Por lo que respeta a su extraccioacuten el gas natural tienes dos grandes
ventajas es un combustible muy abundante y sus yacimientos estaacuten repartidos en
un gran nuacutemero de paiacuteses Ello garantiza su suministro y disponibilidad durante
muchos antildeos Por otra parte en su proceso de extraccioacuten se genera menos
contaminacioacuten que en el de otros combustibles foacutesiles
En el transporte y distribucioacuten del Gas
El gas natural llega a las ciudades y fabricas a traveacutes de gasoductos
enterrados sin producir impacto ambiental sobre el paisaje
En la generacioacuten de electricidad
En los paiacuteses mas avanzados el uso del gas natural en las modernas
centrales de ciclo combinado se ha desarrollado ampliamente por sus bajas
emisiones contaminantes Las ventajas ambientales son
Eficiencia energeacutetica en estas centrales el 60 de la energiacutea que se
introduce en el sistema se transforma realmente en energiacutea eleacutectrica En las
centrales teacutermicas tradicionales esta eficiencia es solo de un 37 Tiene
por tanto menos consumo energeacutetico que una central convencional
Menor contaminacioacuten atmosfeacuterica Al usar el gas natural se producen
menos emisiones a la atmosfera de dioacutexido de carbono (reduccioacuten de un
65) de oacutexidos de nitroacutegeno (reduccioacuten de un 70) y de dioacutexido de azufre
(reduccioacuten praacutecticamente del 100) con respecto a las centrales teacutermicas
tradicionales
No se producen residuos ni partiacuteculas solidas en suspensioacuten
1
2
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USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
17
En el consumo domestico
Aplicado a la calefaccioacuten y produccioacuten de agua caliente el gas natural
Emite niveles maacutes bajos de contaminantes a la atmosfera que el carboacuten y
los productos y los productos petroliacuteferos
Entre un 30 y un 40 menos de dioacutexido de carbono que el gasoacuteleo y un
50 menos que el carboacuten
Entre un 40 y un 50 menos de oacutexidos de nitroacutegeno que los otros
combustibles foacutesiles
Elimina praacutecticamente del todo las emisiones de dioacutexido de azufre
En su utilizacioacuten para vehiacuteculos
El gas natural es una alternativa muy utilizada en otros paiacuteses como
carburante para vehiacuteculos de transporte ya que reduce notablemente la
contaminacioacuten atmosfeacuterica en las ciudades Por ello se esta introduciendo en
Espantildea para flotas de autobuses urbanos y vehiacuteculos de recogida de residuos
Las emisiones se encuentran por debajo del 25 de los valores maacuteximos
admitidos por la vigente Directiva Europea
Como fuente de obtencioacuten de hidrogeno
El gas natural es actualmente la principal fuente para la obtencioacuten de
hidrogeno que se utiliza en la nueva tecnologiacutea de las pilas de combustible Esta
tecnologiacutea aparece como una prometedora alternativa para reducir las emisiones
contaminantes en la produccioacuten de electricidad a pequentildea y mediana escala y su
aplicacioacuten es particularmente interesante en vehiacuteculos de transporte
4
5
6
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
18
En su uso industrial
La utilizacioacuten del gas natural en los procesos industriales conlleva
importante ventajas ambientales tal como se demuestra en sectores como el
ceraacutemico papelero o sideruacutergico entre muchos otros Algunas de estas ventajas
ambientales son
Disminucioacuten del consumo energeacutetico
Reduccioacuten de las emisiones contaminantes a la atmosfera que pueden
superar el 50 en algunos procesos
Eliminacioacuten de las partiacuteculas en suspensioacuten en los gases de combustioacuten
En los procesos de cogeneracioacuten
El gas natural se utiliza en la cogeneracioacuten que es la produccioacuten
simultaacutenea de electricidad y calor generado por un mismo equipo Las ventajas
ambientales de la cogeneracioacuten son
Disminucioacuten del consumo de energiacutea
Reduccioacuten de hasta un 60 de las emisiones de dioacutexido de carbono De
hasta un 70 de los oacutexidos de nitroacutegeno y praacutectica eliminacioacuten del dioacutexido
de azufre y de las partiacuteculas solidad en suspensioacuten
Para entender mejor sobre las emisiones producidas por los combustibles
se presenta lo siguiente
7
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USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Tabla 2 Cuadro comparativo de las emisiones producidas por los
combustibles
142 Ventajas Econoacutemicas
El gas natural es el combustible de menor precio y permite obtener
importantes ahorros en relacioacuten con otros combustibles
1421 Precios equivalentes de los combustibles
Tabla 3 Precios equivalentes de los combustibles
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
20
143 Ventajas Operacionales
El gas natural estaacute disponible en forma continua no requiere tanques de
almacenamiento disminuyendo los riesgos que ello implica y tambieacuten los
costos financieros
No requiere preparacioacuten previa a su utilizacioacuten como por ejemplo
calentarlo pulverizarlo o bombearlo como ocurre con el petroacuteleo o el
carboacuten
Los equipos y quemadores de gas natural son faacuteciles de limpiar y
conservar
La combustioacuten del gas natural puede finalizar instantaacuteneamente tan pronto
como cese la demanda de calor de los aparatos que lo utilizan lo cual es
muy adecuado para cargas variables e intermitentes
La regulacioacuten automaacutetica es sencilla y de gran precisioacuten manteniendo
constante la temperatura o la presioacuten al variar la carga
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
21
El rendimiento del gas natural en la combustioacuten es superior al de otros
combustibles
15 Procesamiento del Gas Natural
Acondicionamiento del gas natural Consiste en la eliminacioacuten de las
impurezas azufre agua CO2 y otras que no tienen valor comercial
Separacioacuten de componentes del gas natural Mediante este proceso el
gas se separa en
- Gas natural seco (metano y etano) que se transporta por gasoductos
hasta los centros de consumo
- Liacutequidos de gas natural (LGN) constituido por propano butanos
pentanos e hidrocarburos maacutes pesados que se transportan por
poliductos hasta una planta de fraccionamiento
Fraccionamiento de componentes del LGN Viene a ser la separacioacuten
de los liacutequidos de gas natural en
- Propano butano (GLP)
- Gasolina natural (pentanos e hidrocarburos maacutes pesados)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
22
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
23
Figura 3 Procesos del Gas Natural
2 Fraccionamiento del Gas Natural
Es un proceso que consiste en separar los liacutequidos del gas natural (LGN) en
gas licuado de petroacuteleo (GLP) y gasolina natural Los Liacutequidos del Gas Natural
(LGN) se enviacutean a las plantas de fraccionamiento donde se obtiene por separado
etano propano butano normal e iso-butano gasolina natural y nafta residual que
se almacenan en forma refrigerada y presurizada en recipientes esfeacutericos
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
24
Figura 4 Algunas Torres de Fraccionamiento
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
25
Figura 5 Fraccionamiento
El proceso de fraccionamiento recibe liacutequidos del gas del proceso
criogeacutenico y condensados dulces que pueden provenir de las plantas endulzadora
de liacutequidos o directamente de los campos productores Consiste en varias etapas
de separacioacuten que se logran a traveacutes de la destilacioacuten Con lo anterior se logra la
separacioacuten de cada uno de los productos como se muestra en la figura
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
26
La forma maacutes utilizada para la separacioacuten de los componentes del gas
natural es mediante enfriamiento se utilizan los principios de refrigeracioacuten
mecaacutenica o autorefrigeracion mediante el principio de Joule Thompson (expansioacuten
isentroacutepica o adiabaacutetica) Posteriormente la mezcla liquida es sometida a
fraccionamiento en una columna de platos o empaques
Efecto Joule Thomson
El efecto de Joule-Thomson o efecto Joule-Kelvin es el proceso en el
cual la temperatura de un sistema disminuye o aumenta al permitir que el sistema
se expanda libremente manteniendo la entalpiacutea constante (lo que significa que el
gas no recibe ni transfiere calor y no realiza ninguacuten trabajo)
Fue descrito por James Prescott Joule y William Thomson el primer Baroacuten
Kelvin quienes establecieron el efecto en 1852 modificando un experimento previo
de Joule en el que un gas se expandiacutea manteniendo constante su energiacutea interna
La relacioacuten entre temperatura presioacuten y volumen de un gas se puede describir de
una forma sencilla gracias a las leyes de los gases Cuando el volumen aumenta
durante un proceso irreversible las leyes de los gases no pueden determinar por
si solas queacute ocurre con la temperatura y presioacuten del gas
En general cuando un gas se expande adiabaacuteticamente la temperatura
puede aumentar o disminuir dependiendo de la presioacuten y temperatura inicial Para
una presioacuten constante (fijada previamente) un gas tendraacute una temperatura de
inversioacuten de Joule-Thompson (Kelvin) sobre la cual al expandirse el gas causa
un aumento de temperatura y por debajo la expansioacuten del gas causa un
enfriamiento En la mayoriacutea de los gases a presioacuten atmosfeacuterica esta temperatura
es bastante alta mucho mayor que la temperatura ambiental y por ello la mayoriacutea
de los gases se enfriacutean al expandirse
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
27
Figura 6 Expansioacuten Joule Thomson Plantas GNL por Refrigeracioacuten
Hemos visto que cuando un gas sufre una expansioacuten a traveacutes de un
obstaacuteculo o estrangulamiento a presiones y temperaturas adecuadas se produce
una disminucioacuten de su temperatura Como se cumple que cuanto maacutes baja es la
temperatura el teacutermino es de mayor valor absoluto y negativo el
coeficiente de Joule-Thomson tendraacute los valores positivos maacutes altos a
temperatura bajas Como consecuencia de ello el enfriamiento por efecto de
Joule-Thomson seraacute mas pronunciado a temperaturas bajas y presiones bajas
El cientiacutefico ingleacutes llamado John Dalton afirmoacute que la presioacuten total de una
mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los
componentes Esta afirmacioacuten ahora es conocida como la ley de presiones
parciales de Dalton la cual nos permite calcular el volumen maacuteximo de vapor de
agua que el gas natural puede contener a una temperatura y presioacuten dada
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
28
La temperatura del gas y las presiones son los factores maacutes importantes en
el disentildeo de un sistema de deshidratacioacuten del gas Sin eacutesta informacioacuten baacutesica el
tamantildeo de un deshidratador adecuado es imposible
La expansioacuten Joule-Thomson utiliza caiacutedas de temperatura para remover
agua condensada y asiacute deshidratar el gas natural En algunos casos el glicol
podriacutea ser inyectado al intercambiador de calor para obtener temperaturas maacutes
bajas antes de la expansioacuten que ocurre en un separador de bajas temperaturas
En esta expansioacuten el gas pasa primero por un intercambiador de calor para
recibir un pre-enfriamiento y posteriormente a traveacutes de una vaacutelvula de expansioacuten
o estrangulador Esta expansioacuten es un proceso isoentaacutelpico donde la caiacuteda de
presioacuten genera una disminucioacuten de temperatura la cual provoca una separacioacuten
de los liacutequidos condensables Generalmente en este tipo de proceso el gas debe
comprimirse para alcanzar la presioacuten requerida para su transporte
Figura 7 Esquema de Proceso de Enfriamiento de Gas Natural mediante
Expansioacuten con Vaacutelvula (efecto de Joule-Thompson)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
29
Figura 8 Refrigeracioacuten por Joule- Thomson
3 Uso de los Productos del proceso de Fraccionamiento
Luego del tratamiento se somete al gas natural a los procesos de extraccioacuten y
Fraccionamiento para separar sus componentes y disponer de gas metano para
su transportacioacuten y distribucioacuten bajo las normas de calidad establecidas Los
componentes separados en este proceso como son el etano propano butano y
pentano se utilizaraacuten posteriormente de manera individual como productos
cotizados en el mercado
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
30
Figura 9 Esquema de los productos del Gas Natural
31 Productos claves del proceso de Fraccionamiento
311 Etano
El etano ( de eacuteter y el sufijo -ano) es un hidrocarburo alifaacutetico alcano con dos
aacutetomos de carbono de foacutermula C2H6 A condiciones normales es gaseoso y un
excelente combustible Su punto de ebullicioacuten estaacute en -88 degC
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
31
Figura 10 Formula Estructural del Etano
El etano se encuentra en cantidad apreciable en el gas natural y constituye el
primer homoacutelogo del metano Los meacutetodos empleados para su obtencioacuten asiacute
como sus propiedades son muy semejantes a las del metano Aunque el etano
tiene poca importancia praacutectica su foacutermula presenta nuevos aspectos que son
muy interesantes
Propiedades Fiacutesicas
Se encuentra en estado gaseoso a temperatura ambiente Presenta un iacutendice
de octanaje superior al de la gasolina y tiene una presioacuten de vapor inferior
resultando en menores emisiones evaporativas La combustioacuten en el aire es
inferior a la de la gasolina lo que reduce el nuacutemero y la importancia de los
incendios en los vehiacuteculos Su punto de fusioacuten es -1833deg y su punto de ebullicioacuten
es de -886 deg C
Propiedades Quiacutemicas
Su estructura es uacutenica ya que existe una sola manera de unir los aacutetomos de
carbono en estas moleacuteculas No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
32
Aplicaciones
El etano se puede utilizar de dos maneras
Como mezcla con la gasolina con el objetivo de un aumento del octanaje de
la gasolina
Como etano puro compuesto de etano hidratado a 955 GL
Es un excelente combustible automotriz El etano anhidro tiene un poder
caloriacutefero inferior y superior de 212 y 234 mega joule por litro respectivamente
contra 301 y 349 mega joule por litro de gasolina En Brasil las propiedades del
etano (como combustible) llevaron al desarrollo de motores a alcohol y motores
para la mezcla alcohol gasolina Hasta 1988 los avances se realizaron por la
industria automoviliacutestica (GM Ford Volkswagen Fiat) para sistemas carburados
actualmente se encuentran disponibles para todos los motores con sistemas a
inyeccioacuten electroacutenica
Existen varias formas para obtener olefinas pero nosotros nos vamos a centrar
en la produccioacuten de Etileno y Propileno a partir del gas natural o Propano y Etano
esta misma materia prima es la que se usa en la Planta de Olefinas del Complejo
Petroquiacutemico El Tablazo ubicado en los Puertos de Altagracia Estado Zulia
Venezuela (Pequiven SA)
Estaacute la alimentacioacuten de materia prima que es el propano y etano a un 95 y
955 de pureza respectivamente esto ocurre de forma liquida a una presioacuten de
176 kgcm2 y 38 ordmC Este gas pasa por una seccioacuten de hornos en total hay 9
hornos en los cuales hay 7 hornos con celdas simples y 2 con celdas dobles
cada celda con la misma capacidad que la otra En estas celdas se va a realizar la
pirolisis con una mezcla de vapor de agua con los hidrocarburos con una relacioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
33
de 03 kg de vapor de agua sobre kg de hidrocarburo la pirolisis para el Etano
ocurre a 843 ordmC para el etano y de 826 a 843 ordmC para el propano
Figura 11 Esquema de distribucioacuten del Etileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
34
312 Propano
El propano (de abreviacioacuten de propioacutenico mas el sufijo -ano) es un gas
incoloro e inodoro Pertenece a los hidrocarburos alifaacuteticos (los alcanos) Su
foacutermula quiacutemica C3H8
Figura 12 Formula Estructural del Propano
El propano se suele obtener del gas natural o de los gases de los procesos
de cracking producidos en las instalaciones petroquiacutemicas Se obtiene en
yacimientos subterraacuteneos de petroacuteleo Una vez extraiacutedo el crudo se procede a un
tratamiento de refino para obtener los distintos productos que provienen de este
aceite entre ellos el gas propano
Propiedades Fiacutesicas
Hidrocarburo gaseoso incoloro y combustible que se halla en el petroacuteleo
americano Tiene 3 aacutetomos de Carbono su punto de fusioacuten es -18765degC y su
punto de ebullicioacuten es de -421 deg C
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
35
Propiedades Quiacutemicas
Posee baja polaridad No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
Aplicaciones
Por sus aplicaciones es un buen sustituto del gas obtenido por destilacioacuten seca
de la hulla El principal uso del propano es el aprovechamiento energeacutetico como
combustible en hogares comercios e industrias Con base al punto de ebullicioacuten
maacutes bajo que el butano y el mayor valor energeacutetico por gramo a veces se mezcla
con eacuteste o se utiliza propano en vez de butano En la industria quiacutemica es uno de
los productos de partida en la siacutentesis del propeno Es usado para la siacutentesis de
productos quiacutemicos petroquiacutemicos o plaacutestico (PVC Polietileno polipropileno
etc) Ademaacutes se utiliza como gas refrigerante (R290) o como gas propulsor en
aerosoles
No suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje No es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya
que por su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las
conducciones De hecho se eliminan los restos de butano y propano del gas
natural por este motivo
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
36
Figura 13 Esquema de distribucioacuten del Propileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
37
313 Butano
El butano (del aacutecido butiacuterico y eacuteste del latiacuten butyrum manteca y del sufijo -
ano) tambieacuten llamado n-butano es un hidrocarburo saturado parafiacutenico o
alifaacutetico inflamable gaseoso que se licuacutea a presioacuten atmosfeacuterica a -05 degC formado
por cuatro aacutetomos de carbono y por diez de hidroacutegeno cuya foacutermula quiacutemica es
C4H10 Tambieacuten puede denominarse con el mismo nombre a un isoacutemero de eacuteste
gas el isobutano o metilpropano
Los aacutetomos de carbono se encuentran unidos formando una cadena abierta
En el n-butano (normal) la cadena es continua y sin ramificaciones mientras que
en el i-butano (iso) o metilpropano uno de los aacutetomos de carbono forma una
ramificacioacuten lateral Esta diferencia de estructura es la causa de las distintas
propiedades que presentan
Como es un gas incoloro e inodoro en su elaboracioacuten se le antildeade un
odorizante (generalmente un mercaptano) que le confiere olor desagradable Esto
le permite ser detectado en una fuga porque es altamente volaacutetil y puede provocar
una explosioacuten
En caso de extincioacuten de un fuego por gas butano se emplea dioacutexido de
carbono (CO2) polvo quiacutemico o niebla de agua para enfriar y dispersar vapores El
butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
38
Figura 14 Formula Estructural del Butano
El butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
Propiedades Fiacutesicas
- Estado de agregacioacuten Gas
- Apariencia Incoloro
- Densidad 252 kgm3 000252 gcm3
- Masa 5808 u
- Punto de fusioacuten 1349 K (minus1383 degC)
- Punto de ebullicioacuten 2727 K (-05 degC)
- Punto de descomposicioacuten K (-27315 degC)
- Temperatura criacutetica K (-27315 degC)
Propiedades Quiacutemicas
- Solubilidad en agua 61 g100 ml H2O
- KPS nd
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
39
Aplicaciones
La principal aplicacioacuten del gas butano es la de combustible en hogares para la
cocina y agua caliente el gas butano no suele usarse en sistemas de calefaccioacuten
ya que no suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje es un gas un tanto inestable desde el punto de vista de la
licuefaccioacuten por ello la normativa espantildeola el Real Decreto 9192006 no permite
el tener mas de dos bombonas de gas butano en el interior de locales que tengan
aparatos a gas uno en reserva y uno en descarga ademaacutes de esto tampoco esta
permitido el almacenamiento en posicioacuten horizontal por esto cuando se ven
almacenes de envases GLP (bombonas de gas butano) estaacuten estos colocados en
estructuras metaacutelicas tipo estanteriacutea y siempre estaacuten en posicioacuten vertical asiacute
mismo como los camiones de transporte o distribucioacuten de gas butano
El gas butano no es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya que por
su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las conducciones y
esto provocar graves accidentes De hecho se eliminan los restos de butano y
propano del gas natural por este motivo creando un gas mucho maacutes estable para
su transporte por gaseoductos nos referimos al gas natural
Figura 15 Bombonas de Gas Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
40
El iso- butano tiene su uso principal para alquilato y MTBE componentes
clave en la produccioacuten de gasolinas El eacuteter metil tert-butiacutelico metil tert-butil
eacuteter metil terc-butil eacuteter o por sus siglas MTBE es un liacutequido inflamable de olor
caracteriacutestico desagradable Se fabrica combinando sustancias quiacutemicas como
isobutileno y metanol y se ha usado desde los antildeos 1980 como aditivo para
incrementar el octanaje de la gasolina sin plomo
El MTBE se usa tambieacuten para disolver caacutelculos biliares En estos pacientes
el MTBE se hace llegar directamente a los caacutelculos a traveacutes de tubos especiales
insertados por medio de cirugiacutea
El n - butano provee volatilidad en gasolinas Gas combustible (solo o
mezclado con propano) Plantas de butadieno (cuero sinteacutetico) y olefinas
314 Gasolina Natural
Producto resultante del procesamiento de gas natural Compuesta
baacutesicamente por pentano hexano y heptano Los meacutetodos utilizados para su
elaboracioacuten son la absorcioacuten con aceite pesado la absorcioacuten con carboacuten vegetal
compresioacuten y refinacioacuten Se utiliza para la mezcla con gasolina que se produce en
las refineriacuteas o con el petroacuteleo para mejorar la densidad de ese producto y
aumentar su valor comercial
32 Liacutequidos de Gas Natural (LGN)
Los liacutequidos del gas natural (LGN) formados por etano propano butano y
otros componentes hidrocarburos maacutes pesados son utilizados en el mercado
interno como combustible y materia prima (industria petroquiacutemica entre ellas)
Entre los clientes nacionales de la industria del LGN se encuentran mercado
interno de propano Pequiven Refineriacutea de Puerto La Cruz Refineriacutea El Palito las
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
41
plantas de Carenero Guamache Punta Cardoacuten y Super Octanos asiacute como el
mercado domeacutestico en especial las zonas populares
Por otro lado 31 de la produccioacuten de este hidrocarburo abastece los
mercados internacionales Cuba paiacuteses del CARICOM EE UU Meacutexico Chile
Brasil Curazao Puerto Rico y Europa La capacidad total de procesamiento de
LGN en el paiacutes es de 2660 MMPCD estimaacutendose la demanda para el antildeo 2005
en 14 millones de kg (35 MBD) siendo el consumo promedio 36 kgpersona
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)
Infraestructura de LGN
3 plantas de fraccionamiento Joseacute Uleacute y Bajo Grande
3 plantas de extraccioacuten San Joaquiacuten Santa Baacuterbara y Jusepiacuten
3 muelles de embarque Joseacute La Salinas y Bajo Grande
Existen 85 plantas de llenado que cubren casi todo el paiacutes y que surten a
230 empresas privadas distribuidoras y comercializadoras de gas
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
42
321 Almacenamiento de GNL
El GNL se almacena a -161 degC y a presioacuten atmosfeacuterica en tanques
criogeacutenicos especiales para baja temperatura El tiacutepico tanque de GNL tiene doble
pared una pared externa de hormigoacuten armado recubierto con acero al carbono y
una pared interna de acero niquelado al 9 La seguridad y la resistencia son las
consideraciones de disentildeo primarias al construir estos tanques los cuales se
disentildean para soportar terremotos y fuertes vientos
A presioacuten se almacenan los productos a la presioacuten de vapor a la
temperatura ambiente
Refrigerado se mantienen los productos a la temperatura de burbuja a
presioacuten cerca de la atmosfeacuterica (05 ndash 2 psig)
Refrigerado y a presioacuten
322 Transporte de GNL
El GNL se transporta a presioacuten atmosfeacuterica en buques especialmente
construidos con casco doble El sistema de contencioacuten de carga se disentildea y
construye utilizando materiales especiales para el aislamiento y tanque para
asegurar el transporte seguro de esta carga criogeacutenica
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
43
El GNL en los tanques de carga del buque se mantiene a su temperatura de
saturacioacuten (-161 degC) a lo largo de toda la navegacioacuten pero se permite que una
pequentildea cantidad de vapor se disipe por ebullicioacuten en un proceso que se
denomina autorrefrigeracioacuten El gas evaporado se utiliza para impulsar los
motores del buque
Figura 17 Transporte de GNL
Aproximadamente 40 de los buques de GNL actualmente en servicio
cuentan con sistemas de contencioacuten de carga del tipo de membrana de modo que
tienen un aspecto muy similar al de otros cargueros El resto de los buques tienen
un sistema de contencioacuten de carga maacutes particular que incluye cuatro o maacutes
tanques esfeacutericos grandes Ambos tipos de sistema de contencioacuten poseen
antecedentes de operacioacuten extremadamente seguros y confiables
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
44
Datos sobre buques
- Actualmente se encuentran en servicio maacutes de 120 buques de GNL
- El transporte de GNL por buque tiene antecedentes de seguridad
ejemplares
- Liacutemites de capacidad de carga 19000 m3 a 138000 m3
- Esloras 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft)
- Calados 65 m (12 ft) a 12 m (39 ft)
La flota de buques estaacute desarrollaacutendose raacutepidamente con maacutes de 100 buques
pedidos a los astilleros y que entraraacuten en servicio en los proacuteximos antildeos Tambieacuten
estaacuten naciendo proyectos alternativos para el transporte de GNL en pequentildeas
cantidades bien sea en camiones o en barcos mucho menores que los actuales
323 Regasificacioacuten de GNL
Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificacioacuten
en la zona de mercado el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de
almacenamiento Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal
de licuefaccioacuten Generalmente la descarga de un buque requiere unas 12 horas
Luego el GNL vuelve a su estado gaseoso original Para ello se bombea desde
los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las
condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los
usuarios finales ubicados corriente abajo de la tuberiacutea Posteriormente el gas se
distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
45
Otra modalidad de distribucioacuten consiste en el transporte de GNL a bordo de
cisternas especialmente disentildeadas para su carga desde las plantas
regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros hasta clientes
que disponen de depoacutesitos de GNL que estaacuten disentildeados para almacenar y
regasificar el gas para su uso Esta es la uacutenica modalidad de transporte de GNL
posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional
324 Riesgos de un proyecto de GNL
Debido a que los proyectos de GNL estaacuten basados en contratos de compra y
venta a largo plazo la mayor parte de los riesgos estaacuten basados en la
disponibilidad de gas al proyecto la estabilidad de los paiacuteses donde se ejecuta el
proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del grupo que estaacute ejecutando el
proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr
una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida uacutetil
Las caracteriacutesticas de un buen proyecto de GNL incluyen
Bajos costos de infraestructura y produccioacuten del gas
Bajos costos de transporte del gas y otros productos liacutequidos
Buena estructura del proyecto y de la compantildeiacutea establecida para este
efecto
Ambiente fiscal atractivo
Confianza de los compradores en la estabilidad del proyecto
Seguridad de mercado
Iacutendice del precio del gas con cambios de mercado
Proyecto que sea faacutecilmente financiable
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
46
33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
47
GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
48
GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
49
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
52
BIBLIOGRAFIA
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Venezuela
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ENCICLOPEDIA Encarta (2007) Biblioteca de Consulta
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X
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
2
Ministerio de Educacioacuten
Superior
RREEPPUacuteUacuteBBLLIICCAA BBOOLLIIVVAARRIIAANNAA DDEE VVEENNEEZZUUEELLAA
MMIINNIISSTTEERRIIOO DDEE EEDDUUCCAACCIIOacuteOacuteNN SSUUPPEERRIIOORR
UUNNIIVVEERRSSIIDDAADD NNAACCIIOONNAALL EEXXPPEERRIIMMEENNTTAALL ldquoldquoRRAAFFAAEELL MMAARRIacuteIacuteAA BBAARRAALLTTrdquordquo
PPRROOGGRRAAMMAA IINNGGEENNIIEERRIacuteIacuteAA YY TTEECCNNOOLLOOGGIacuteIacuteAA
PPRROOYYEECCTTOO IINNGGEENNIIEERRIacuteIacuteAA DDEE GGAASS
CCAacuteAacuteTTEEDDRRAA FFRRAACCCCIIOONNAAMMIIEENNTTOO
INTEGRANTES
Barrero Alvanis CI 18342405
Gonzaacutelez Jesuacutes CI 19574622
Herrera Darwin CI 18283489
Nazariego Asneidy CI17825727
Pentildea Enrique CI 19101866
Pintildea Juan CI 19252833
Rojas Johan CI 18457763
Prof Ing Andreeduis Rodriacuteguez
LOS PUERTOS DE ALTAGRACIA SEPTIEMBRE DE 2009
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
3
INDICE GENERAL
Paacuteg
Iacutendice de FigurashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipV
Iacutendice de TablashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipVI
IntroduccioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipVII
1 Gas Naturalhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip9
11 Composicioacuten del gas naturalhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip10
12 Caracteriacutesticas del Gas Naturalhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip12
13 Clasificacioacuten del Gas Natural en funcioacuten de su Composicioacutenhelliphellip13
14 Ventajas del Uso del Gas Naturalhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip14
141 Ventajas Ambientaleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip14
142 Ventajas Econoacutemicashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip19
1421 Precios equivalentes de los combustibleshelliphelliphelliphelliphellip19
143 Ventajas Operacionaleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip20
15 Procesamiento del Gas Naturalhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip21
2 Fraccionamiento del Gas Naturalhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip23
3 Uso de los Productos del proceso de Fraccionamientohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip29
31 Productos claves del proceso de Fraccionamientohelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip30
311 Etanohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip30
312 Propanohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip34
313 Butanohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip37
314 Gasolina Naturalhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip40
32 Liacutequidos de Gas Natural (LGN)helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip40
321 Almacenamiento de GNLhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip42
322 Transporte de GNLhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip42
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
4
323 Regasificacioacuten de GNLhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip44
324 Riesgos de un proyecto de GNLhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip45
33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip46
ConclusioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipVIII
BibliografiacuteahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
5
INDICE DE FIGURAS
Paacuteg
Figura 1 Gas Natural desde sus origeneshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip9
Figura 2 Imagen Esquematizada de las Ventajas del Gas Natural en
el Ambientehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip15
Figura 3 Procesos del Gas Naturalhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip23
Figura 4 Algunas Torres de Fraccionamientohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip24
Figura 5 Fraccionamientohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip25
Figura 6 Expansioacuten Joule Thomson Plantas GNL por Refrigeracioacutenhelliphelliphellip27
Figura 7 Esquema de Proceso de Enfriamiento de Gas Natural
mediante Expansioacuten con Vaacutelvula (efecto de Joule-Thompson)helliphelliphelliphelliphelliphellip28
Figura 8 Refrigeracioacuten por Joule- Thomsonhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip29
Figura 9 Esquema de los productos del Gas Naturalhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip30
Figura 10 Formula Estructural del Etanohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip31
Figura 11 Esquema de distribucioacuten del Etilenohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip33
Figura 12 Formula Estructural del Propanohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip34
Figura 13 Esquema de distribucioacuten del Propilenohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip36
Figura 14 Formula Estructural del Butanohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip38
Figura 15 Bombonas de Gas Domesticohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip39
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip41
Figura 17 Transporte de GNLhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip43
Figura 18 GLP Domesticohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip46
Figura 19 GLP Comercial Industrialhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip47
Figura 20 GLP Automotorhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip48
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip49
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
6
INDICE DE TABLAS
Paacuteg
Tabla 1 Composicioacuten y porcentaje molar de una mezcla de gas naturalhelliphelliphellip10
Tabla 2 Cuadro comparativo de las emisiones producidas por los
Combustibleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip19
Tabla 3 Precios equivalentes de los combustibleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip19
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
7
INTRODUCCION
El gas natural se originoacute hace millones de antildeos como producto de la
descomposicioacuten de las plantas y animales que fueron atrapados en el interior de la
Tierra bajo gruesas capas de fango arena y lodo
El gas natural se utiliza como combustible y materia prima en la industria
petroquiacutemica Como combustible se emplea por su gran poder caloriacutefico por ser
su combustioacuten faacutecilmente regulable y por ser limpia y producir escasa
contaminacioacuten Como materia prima es la maacutes adecuada para la fabricacioacuten de
amoniacuteaco y tambieacuten del metanol (producto que se utiliza en la fabricacioacuten de
plaacutesticos) A partir del gas natural se obtienen materias primas de base en la
industria petroquiacutemica (etileno butadieno y propileno)
Anteriormente al gas natural no se le daba utilizacioacuten ya que no existiacutean las
tecnologiacuteas adecuadas para su tratamiento pero hoy diacutea el desarrollo de muchos
paiacuteses ha inducido a la buacutesqueda de nuevas alternativas de fuentes de energiacutea
en su buacutesqueda el Gas Natural resulto idoacuteneo ya que es menos perjudicial que
muchos otros combustibles en cuanto a contaminacioacuten se refiere y en todo el
mundo especialmente en Venezuela existen millones de pie cuacutebicos de reservas
de gas natural en yacimientos asociados y no asociados
En los paiacuteses industrializados dadas las ventajas econoacutemicas y ambientales
su consumo es el que supera con creces al resto de combustibles tradicionales
VII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
8
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
9
1 Gas Natural
El gas natural es una mezcla de hidrocarburos gaseosos producidos por la
transformacioacuten lenta de la materia orgaacutenica animal y vegetal especialmente de
especies marinas microscoacutepicas sepultadas durante millones de antildeos a grandes
profundidades Conforma con el carboacuten petroacuteleo y bitumen el grupo de los
combustibles foacutesiles los cuales han hecho posible el progreso acelerado de la
humanidad en los uacuteltimos trescientos antildeos A su valor como energiacutea limpia
econoacutemica y abundante para uso domeacutestico comercial e industrial se antildeade su
importancia como sustituto de la gasolina en el transporte automotor y materia
prima fundamental en la industria petroquiacutemica
Figura 1 Gas natural desde sus oriacutegenes
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
10
El gas natural es incoloro inodoro insiacutepido sin forma particular y maacutes ligero
que el aire Se presenta en su forma gaseosa por debajo de los -161ordmC Por
razones de seguridad se le antildeade mercaptano un agente quiacutemico que le da un
olor a huevo podrido con el propoacutesito de detectar una posible fuga de gas
El Gas Natural es una mezcla de varios gases llamados hidrocarburos ya
que estaacuten formados por aacutetomos de hidrogeno y carbono (C-H) por lo regular estaacuten
asociados con otras sustancias como el dioacutexido de carbono el nitroacutegeno (H2S) los
cuales disminuyen su potencial energeacutetico
11 Composicioacuten del gas natural
La composicioacuten del gas natural variacutea dependiendo del depoacutesito del cual es
extraiacutedo
Tabla 1 Composicioacuten y porcentaje molar de una mezcla de gas natural
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
11
Los compuestos orgaacutenicos o hidrocarburos forman largas cadenas de
combinacioacuten por o general desde C-1 hasta C-60 pero solo los primeros cuatro
componentes son gaseosos y son los que componen el Gas Natural
Estos gases son
Metano
- Foacutermula Molecular CH4
Etano
- Formula Molecular CH3ndashCH3
- Formula Semidesarrollada C2H6
Propano
- Foacutermula Molecular C3H8
- Foacutermula Semidesarrollada CH3-CH2-CH3
Butano
- Formula Molecular C4H10
- Formula Semidesarrollada CH3-CH2-CH2CH3
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
12
12 Caracteriacutesticas del Gas Natural
El gas natural tiene ciertas caracteriacutesticas que dependen de su origen y
formacioacuten y otras que son inherentes a todo gas Las principales son las
siguientes
a) Tienen en su composicioacuten hidrocarburos pesados esto quiere decir
desde los pentanos hacia arriba (C5+) Estos hidrocarburos son
liacutequidos a una temperatura y presioacuten muy cercanas a las atmosfeacutericas
razoacuten por la que se transforman en liacutequidos con muy bajos niveles de
compresioacuten o de disminucioacuten de la temperatura Estos hidrocarburos
son los que forman la gasolina natural que es un subproducto de las
plantas de fabricacioacuten de GLP o mezcla de propano y butanos
b) Los gases de origen natural sea en estado libre o asociado son gases
saturados esto quiere decir que no contienen compuestos con dobles
enlaces o triples enlaces Por lo tanto la composicioacuten de estos gases
responderaacuten a la formula general de CnH(2n+2)
c) El propano y butanos mezclados y que seguacuten hemos indicado
constituyen el GLP son hidrocarburos que se mantienen liacutequidos a la
temperatura ambiente siempre que su presioacuten supere las 140 psi
Obviamente a mayor temperatura ambiente mayor seraacute la presioacuten
requerida para mantenerse en estado liacutequido
d) En nuestro medio el gas se produce en el Oriente y en la Peniacutensula
estaacute libre de contaminantes como el Sulfuro de Hidrogeno salvo en
contadas excepciones razoacuten por la cual carece de olor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
13
13 Clasificacioacuten del Gas Natural en funcioacuten de su Composicioacuten
Gas Aacutecido Son los que contienen impurezas en alta concentracioacuten tales
como Dioacutexido de Carbono (CO2) Sulfuro de Hidrogeno (H2S) Sulfuro de
Carbonilo (COS) Mercaptanos (RSH) y Dioacutexido de Azufre (SO2) de las
cuales las maacutes comunes son el Dioacutexido de Carbono (CO2) y el Sulfuro de
Hidrogeno (H2S) dichos gases forman aacutecidos en presencia de agua
Gas Agrio Es aquel que tiene cantidades apreciables de componentes
aacutecidos en proporciones que obligan a su tratamiento previo antes de
llevarlo a las tuberiacuteas o entregarlo al comprador
Gas Dulce Es aquel que tiene menos de 4ppmv de sulfuro de hidroacutegeno y
un contenido bajo de dioacutexido de carbono en el que han sido separados los
compuestos aacutecidos hasta satisfacer las condiciones de tuberiacutea
Gas Rico Es aquel que contiene una buena cantidad de productos
condensables Usualmente alimenta una planta de procesamiento para
extraccioacuten de productos condensables (C3+)
Gas Pobre oacute Seco Gas natural con bajo contenido de compuestos
pesados Tambieacuten se le llama gas seco y estaacute constituido principalmente
por Metano
Gas condensado Este gas se puede definir con un gas con liacutequido
disuelto El contenido de metano es de (C1)gt a 60 y el de Heptanos y
compuestos maacutes pesados (C7+) alcanza valores mayores a 125 (lt
125) La mezcla de hidrocarburos a las condiciones iniacuteciales de presioacuten y
temperatura se encuentra en fase gaseosa o en el punto de rociacuteo El gas
presenta condensacioacuten retroacutegrada durante el agotamiento isoteacutermico de la
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
14
presioacuten proceso que en la mayoriacutea de los casos puede representar alguacuten
problema en la comercializacioacuten de estos yacimientos
Composicioacuten tiacutepica de mezclas provenientes de yacimientos
El Gas Natural se encuentra
- Asociado Es el que se extrae junto con el petroacuteleo crudo y contiene
grandes cantidades de hidrocarburos como etano propano butano y
naftas
- No asociado o libre Es el que se encuentra en depoacutesitos que
contienen uacutenicamente gas natural
14 Ventajas del Uso del Gas Natural
141 Ventajas Ambientales
El gas natural es un combustible muy limpio comparado con los combustibles
tradicionales lo que facilita el cumplimiento de exigentes normas ambientales
Una de las grandes ventajas del gas natural respecto a otros combustibles es la
baja emisioacuten de contaminantes en su combustioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
15
Figura 2 Imagen Esquematizada de las Ventajas del Gas Natural en el
Ambiente
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
16
En la Extraccioacuten
Por lo que respeta a su extraccioacuten el gas natural tienes dos grandes
ventajas es un combustible muy abundante y sus yacimientos estaacuten repartidos en
un gran nuacutemero de paiacuteses Ello garantiza su suministro y disponibilidad durante
muchos antildeos Por otra parte en su proceso de extraccioacuten se genera menos
contaminacioacuten que en el de otros combustibles foacutesiles
En el transporte y distribucioacuten del Gas
El gas natural llega a las ciudades y fabricas a traveacutes de gasoductos
enterrados sin producir impacto ambiental sobre el paisaje
En la generacioacuten de electricidad
En los paiacuteses mas avanzados el uso del gas natural en las modernas
centrales de ciclo combinado se ha desarrollado ampliamente por sus bajas
emisiones contaminantes Las ventajas ambientales son
Eficiencia energeacutetica en estas centrales el 60 de la energiacutea que se
introduce en el sistema se transforma realmente en energiacutea eleacutectrica En las
centrales teacutermicas tradicionales esta eficiencia es solo de un 37 Tiene
por tanto menos consumo energeacutetico que una central convencional
Menor contaminacioacuten atmosfeacuterica Al usar el gas natural se producen
menos emisiones a la atmosfera de dioacutexido de carbono (reduccioacuten de un
65) de oacutexidos de nitroacutegeno (reduccioacuten de un 70) y de dioacutexido de azufre
(reduccioacuten praacutecticamente del 100) con respecto a las centrales teacutermicas
tradicionales
No se producen residuos ni partiacuteculas solidas en suspensioacuten
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3
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
17
En el consumo domestico
Aplicado a la calefaccioacuten y produccioacuten de agua caliente el gas natural
Emite niveles maacutes bajos de contaminantes a la atmosfera que el carboacuten y
los productos y los productos petroliacuteferos
Entre un 30 y un 40 menos de dioacutexido de carbono que el gasoacuteleo y un
50 menos que el carboacuten
Entre un 40 y un 50 menos de oacutexidos de nitroacutegeno que los otros
combustibles foacutesiles
Elimina praacutecticamente del todo las emisiones de dioacutexido de azufre
En su utilizacioacuten para vehiacuteculos
El gas natural es una alternativa muy utilizada en otros paiacuteses como
carburante para vehiacuteculos de transporte ya que reduce notablemente la
contaminacioacuten atmosfeacuterica en las ciudades Por ello se esta introduciendo en
Espantildea para flotas de autobuses urbanos y vehiacuteculos de recogida de residuos
Las emisiones se encuentran por debajo del 25 de los valores maacuteximos
admitidos por la vigente Directiva Europea
Como fuente de obtencioacuten de hidrogeno
El gas natural es actualmente la principal fuente para la obtencioacuten de
hidrogeno que se utiliza en la nueva tecnologiacutea de las pilas de combustible Esta
tecnologiacutea aparece como una prometedora alternativa para reducir las emisiones
contaminantes en la produccioacuten de electricidad a pequentildea y mediana escala y su
aplicacioacuten es particularmente interesante en vehiacuteculos de transporte
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6
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
18
En su uso industrial
La utilizacioacuten del gas natural en los procesos industriales conlleva
importante ventajas ambientales tal como se demuestra en sectores como el
ceraacutemico papelero o sideruacutergico entre muchos otros Algunas de estas ventajas
ambientales son
Disminucioacuten del consumo energeacutetico
Reduccioacuten de las emisiones contaminantes a la atmosfera que pueden
superar el 50 en algunos procesos
Eliminacioacuten de las partiacuteculas en suspensioacuten en los gases de combustioacuten
En los procesos de cogeneracioacuten
El gas natural se utiliza en la cogeneracioacuten que es la produccioacuten
simultaacutenea de electricidad y calor generado por un mismo equipo Las ventajas
ambientales de la cogeneracioacuten son
Disminucioacuten del consumo de energiacutea
Reduccioacuten de hasta un 60 de las emisiones de dioacutexido de carbono De
hasta un 70 de los oacutexidos de nitroacutegeno y praacutectica eliminacioacuten del dioacutexido
de azufre y de las partiacuteculas solidad en suspensioacuten
Para entender mejor sobre las emisiones producidas por los combustibles
se presenta lo siguiente
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USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
19
Tabla 2 Cuadro comparativo de las emisiones producidas por los
combustibles
142 Ventajas Econoacutemicas
El gas natural es el combustible de menor precio y permite obtener
importantes ahorros en relacioacuten con otros combustibles
1421 Precios equivalentes de los combustibles
Tabla 3 Precios equivalentes de los combustibles
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
20
143 Ventajas Operacionales
El gas natural estaacute disponible en forma continua no requiere tanques de
almacenamiento disminuyendo los riesgos que ello implica y tambieacuten los
costos financieros
No requiere preparacioacuten previa a su utilizacioacuten como por ejemplo
calentarlo pulverizarlo o bombearlo como ocurre con el petroacuteleo o el
carboacuten
Los equipos y quemadores de gas natural son faacuteciles de limpiar y
conservar
La combustioacuten del gas natural puede finalizar instantaacuteneamente tan pronto
como cese la demanda de calor de los aparatos que lo utilizan lo cual es
muy adecuado para cargas variables e intermitentes
La regulacioacuten automaacutetica es sencilla y de gran precisioacuten manteniendo
constante la temperatura o la presioacuten al variar la carga
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
21
El rendimiento del gas natural en la combustioacuten es superior al de otros
combustibles
15 Procesamiento del Gas Natural
Acondicionamiento del gas natural Consiste en la eliminacioacuten de las
impurezas azufre agua CO2 y otras que no tienen valor comercial
Separacioacuten de componentes del gas natural Mediante este proceso el
gas se separa en
- Gas natural seco (metano y etano) que se transporta por gasoductos
hasta los centros de consumo
- Liacutequidos de gas natural (LGN) constituido por propano butanos
pentanos e hidrocarburos maacutes pesados que se transportan por
poliductos hasta una planta de fraccionamiento
Fraccionamiento de componentes del LGN Viene a ser la separacioacuten
de los liacutequidos de gas natural en
- Propano butano (GLP)
- Gasolina natural (pentanos e hidrocarburos maacutes pesados)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
22
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
23
Figura 3 Procesos del Gas Natural
2 Fraccionamiento del Gas Natural
Es un proceso que consiste en separar los liacutequidos del gas natural (LGN) en
gas licuado de petroacuteleo (GLP) y gasolina natural Los Liacutequidos del Gas Natural
(LGN) se enviacutean a las plantas de fraccionamiento donde se obtiene por separado
etano propano butano normal e iso-butano gasolina natural y nafta residual que
se almacenan en forma refrigerada y presurizada en recipientes esfeacutericos
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
24
Figura 4 Algunas Torres de Fraccionamiento
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
25
Figura 5 Fraccionamiento
El proceso de fraccionamiento recibe liacutequidos del gas del proceso
criogeacutenico y condensados dulces que pueden provenir de las plantas endulzadora
de liacutequidos o directamente de los campos productores Consiste en varias etapas
de separacioacuten que se logran a traveacutes de la destilacioacuten Con lo anterior se logra la
separacioacuten de cada uno de los productos como se muestra en la figura
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
26
La forma maacutes utilizada para la separacioacuten de los componentes del gas
natural es mediante enfriamiento se utilizan los principios de refrigeracioacuten
mecaacutenica o autorefrigeracion mediante el principio de Joule Thompson (expansioacuten
isentroacutepica o adiabaacutetica) Posteriormente la mezcla liquida es sometida a
fraccionamiento en una columna de platos o empaques
Efecto Joule Thomson
El efecto de Joule-Thomson o efecto Joule-Kelvin es el proceso en el
cual la temperatura de un sistema disminuye o aumenta al permitir que el sistema
se expanda libremente manteniendo la entalpiacutea constante (lo que significa que el
gas no recibe ni transfiere calor y no realiza ninguacuten trabajo)
Fue descrito por James Prescott Joule y William Thomson el primer Baroacuten
Kelvin quienes establecieron el efecto en 1852 modificando un experimento previo
de Joule en el que un gas se expandiacutea manteniendo constante su energiacutea interna
La relacioacuten entre temperatura presioacuten y volumen de un gas se puede describir de
una forma sencilla gracias a las leyes de los gases Cuando el volumen aumenta
durante un proceso irreversible las leyes de los gases no pueden determinar por
si solas queacute ocurre con la temperatura y presioacuten del gas
En general cuando un gas se expande adiabaacuteticamente la temperatura
puede aumentar o disminuir dependiendo de la presioacuten y temperatura inicial Para
una presioacuten constante (fijada previamente) un gas tendraacute una temperatura de
inversioacuten de Joule-Thompson (Kelvin) sobre la cual al expandirse el gas causa
un aumento de temperatura y por debajo la expansioacuten del gas causa un
enfriamiento En la mayoriacutea de los gases a presioacuten atmosfeacuterica esta temperatura
es bastante alta mucho mayor que la temperatura ambiental y por ello la mayoriacutea
de los gases se enfriacutean al expandirse
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
27
Figura 6 Expansioacuten Joule Thomson Plantas GNL por Refrigeracioacuten
Hemos visto que cuando un gas sufre una expansioacuten a traveacutes de un
obstaacuteculo o estrangulamiento a presiones y temperaturas adecuadas se produce
una disminucioacuten de su temperatura Como se cumple que cuanto maacutes baja es la
temperatura el teacutermino es de mayor valor absoluto y negativo el
coeficiente de Joule-Thomson tendraacute los valores positivos maacutes altos a
temperatura bajas Como consecuencia de ello el enfriamiento por efecto de
Joule-Thomson seraacute mas pronunciado a temperaturas bajas y presiones bajas
El cientiacutefico ingleacutes llamado John Dalton afirmoacute que la presioacuten total de una
mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los
componentes Esta afirmacioacuten ahora es conocida como la ley de presiones
parciales de Dalton la cual nos permite calcular el volumen maacuteximo de vapor de
agua que el gas natural puede contener a una temperatura y presioacuten dada
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
28
La temperatura del gas y las presiones son los factores maacutes importantes en
el disentildeo de un sistema de deshidratacioacuten del gas Sin eacutesta informacioacuten baacutesica el
tamantildeo de un deshidratador adecuado es imposible
La expansioacuten Joule-Thomson utiliza caiacutedas de temperatura para remover
agua condensada y asiacute deshidratar el gas natural En algunos casos el glicol
podriacutea ser inyectado al intercambiador de calor para obtener temperaturas maacutes
bajas antes de la expansioacuten que ocurre en un separador de bajas temperaturas
En esta expansioacuten el gas pasa primero por un intercambiador de calor para
recibir un pre-enfriamiento y posteriormente a traveacutes de una vaacutelvula de expansioacuten
o estrangulador Esta expansioacuten es un proceso isoentaacutelpico donde la caiacuteda de
presioacuten genera una disminucioacuten de temperatura la cual provoca una separacioacuten
de los liacutequidos condensables Generalmente en este tipo de proceso el gas debe
comprimirse para alcanzar la presioacuten requerida para su transporte
Figura 7 Esquema de Proceso de Enfriamiento de Gas Natural mediante
Expansioacuten con Vaacutelvula (efecto de Joule-Thompson)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
29
Figura 8 Refrigeracioacuten por Joule- Thomson
3 Uso de los Productos del proceso de Fraccionamiento
Luego del tratamiento se somete al gas natural a los procesos de extraccioacuten y
Fraccionamiento para separar sus componentes y disponer de gas metano para
su transportacioacuten y distribucioacuten bajo las normas de calidad establecidas Los
componentes separados en este proceso como son el etano propano butano y
pentano se utilizaraacuten posteriormente de manera individual como productos
cotizados en el mercado
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
30
Figura 9 Esquema de los productos del Gas Natural
31 Productos claves del proceso de Fraccionamiento
311 Etano
El etano ( de eacuteter y el sufijo -ano) es un hidrocarburo alifaacutetico alcano con dos
aacutetomos de carbono de foacutermula C2H6 A condiciones normales es gaseoso y un
excelente combustible Su punto de ebullicioacuten estaacute en -88 degC
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
31
Figura 10 Formula Estructural del Etano
El etano se encuentra en cantidad apreciable en el gas natural y constituye el
primer homoacutelogo del metano Los meacutetodos empleados para su obtencioacuten asiacute
como sus propiedades son muy semejantes a las del metano Aunque el etano
tiene poca importancia praacutectica su foacutermula presenta nuevos aspectos que son
muy interesantes
Propiedades Fiacutesicas
Se encuentra en estado gaseoso a temperatura ambiente Presenta un iacutendice
de octanaje superior al de la gasolina y tiene una presioacuten de vapor inferior
resultando en menores emisiones evaporativas La combustioacuten en el aire es
inferior a la de la gasolina lo que reduce el nuacutemero y la importancia de los
incendios en los vehiacuteculos Su punto de fusioacuten es -1833deg y su punto de ebullicioacuten
es de -886 deg C
Propiedades Quiacutemicas
Su estructura es uacutenica ya que existe una sola manera de unir los aacutetomos de
carbono en estas moleacuteculas No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
32
Aplicaciones
El etano se puede utilizar de dos maneras
Como mezcla con la gasolina con el objetivo de un aumento del octanaje de
la gasolina
Como etano puro compuesto de etano hidratado a 955 GL
Es un excelente combustible automotriz El etano anhidro tiene un poder
caloriacutefero inferior y superior de 212 y 234 mega joule por litro respectivamente
contra 301 y 349 mega joule por litro de gasolina En Brasil las propiedades del
etano (como combustible) llevaron al desarrollo de motores a alcohol y motores
para la mezcla alcohol gasolina Hasta 1988 los avances se realizaron por la
industria automoviliacutestica (GM Ford Volkswagen Fiat) para sistemas carburados
actualmente se encuentran disponibles para todos los motores con sistemas a
inyeccioacuten electroacutenica
Existen varias formas para obtener olefinas pero nosotros nos vamos a centrar
en la produccioacuten de Etileno y Propileno a partir del gas natural o Propano y Etano
esta misma materia prima es la que se usa en la Planta de Olefinas del Complejo
Petroquiacutemico El Tablazo ubicado en los Puertos de Altagracia Estado Zulia
Venezuela (Pequiven SA)
Estaacute la alimentacioacuten de materia prima que es el propano y etano a un 95 y
955 de pureza respectivamente esto ocurre de forma liquida a una presioacuten de
176 kgcm2 y 38 ordmC Este gas pasa por una seccioacuten de hornos en total hay 9
hornos en los cuales hay 7 hornos con celdas simples y 2 con celdas dobles
cada celda con la misma capacidad que la otra En estas celdas se va a realizar la
pirolisis con una mezcla de vapor de agua con los hidrocarburos con una relacioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
33
de 03 kg de vapor de agua sobre kg de hidrocarburo la pirolisis para el Etano
ocurre a 843 ordmC para el etano y de 826 a 843 ordmC para el propano
Figura 11 Esquema de distribucioacuten del Etileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
34
312 Propano
El propano (de abreviacioacuten de propioacutenico mas el sufijo -ano) es un gas
incoloro e inodoro Pertenece a los hidrocarburos alifaacuteticos (los alcanos) Su
foacutermula quiacutemica C3H8
Figura 12 Formula Estructural del Propano
El propano se suele obtener del gas natural o de los gases de los procesos
de cracking producidos en las instalaciones petroquiacutemicas Se obtiene en
yacimientos subterraacuteneos de petroacuteleo Una vez extraiacutedo el crudo se procede a un
tratamiento de refino para obtener los distintos productos que provienen de este
aceite entre ellos el gas propano
Propiedades Fiacutesicas
Hidrocarburo gaseoso incoloro y combustible que se halla en el petroacuteleo
americano Tiene 3 aacutetomos de Carbono su punto de fusioacuten es -18765degC y su
punto de ebullicioacuten es de -421 deg C
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
35
Propiedades Quiacutemicas
Posee baja polaridad No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
Aplicaciones
Por sus aplicaciones es un buen sustituto del gas obtenido por destilacioacuten seca
de la hulla El principal uso del propano es el aprovechamiento energeacutetico como
combustible en hogares comercios e industrias Con base al punto de ebullicioacuten
maacutes bajo que el butano y el mayor valor energeacutetico por gramo a veces se mezcla
con eacuteste o se utiliza propano en vez de butano En la industria quiacutemica es uno de
los productos de partida en la siacutentesis del propeno Es usado para la siacutentesis de
productos quiacutemicos petroquiacutemicos o plaacutestico (PVC Polietileno polipropileno
etc) Ademaacutes se utiliza como gas refrigerante (R290) o como gas propulsor en
aerosoles
No suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje No es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya
que por su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las
conducciones De hecho se eliminan los restos de butano y propano del gas
natural por este motivo
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
36
Figura 13 Esquema de distribucioacuten del Propileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
37
313 Butano
El butano (del aacutecido butiacuterico y eacuteste del latiacuten butyrum manteca y del sufijo -
ano) tambieacuten llamado n-butano es un hidrocarburo saturado parafiacutenico o
alifaacutetico inflamable gaseoso que se licuacutea a presioacuten atmosfeacuterica a -05 degC formado
por cuatro aacutetomos de carbono y por diez de hidroacutegeno cuya foacutermula quiacutemica es
C4H10 Tambieacuten puede denominarse con el mismo nombre a un isoacutemero de eacuteste
gas el isobutano o metilpropano
Los aacutetomos de carbono se encuentran unidos formando una cadena abierta
En el n-butano (normal) la cadena es continua y sin ramificaciones mientras que
en el i-butano (iso) o metilpropano uno de los aacutetomos de carbono forma una
ramificacioacuten lateral Esta diferencia de estructura es la causa de las distintas
propiedades que presentan
Como es un gas incoloro e inodoro en su elaboracioacuten se le antildeade un
odorizante (generalmente un mercaptano) que le confiere olor desagradable Esto
le permite ser detectado en una fuga porque es altamente volaacutetil y puede provocar
una explosioacuten
En caso de extincioacuten de un fuego por gas butano se emplea dioacutexido de
carbono (CO2) polvo quiacutemico o niebla de agua para enfriar y dispersar vapores El
butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
38
Figura 14 Formula Estructural del Butano
El butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
Propiedades Fiacutesicas
- Estado de agregacioacuten Gas
- Apariencia Incoloro
- Densidad 252 kgm3 000252 gcm3
- Masa 5808 u
- Punto de fusioacuten 1349 K (minus1383 degC)
- Punto de ebullicioacuten 2727 K (-05 degC)
- Punto de descomposicioacuten K (-27315 degC)
- Temperatura criacutetica K (-27315 degC)
Propiedades Quiacutemicas
- Solubilidad en agua 61 g100 ml H2O
- KPS nd
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Aplicaciones
La principal aplicacioacuten del gas butano es la de combustible en hogares para la
cocina y agua caliente el gas butano no suele usarse en sistemas de calefaccioacuten
ya que no suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje es un gas un tanto inestable desde el punto de vista de la
licuefaccioacuten por ello la normativa espantildeola el Real Decreto 9192006 no permite
el tener mas de dos bombonas de gas butano en el interior de locales que tengan
aparatos a gas uno en reserva y uno en descarga ademaacutes de esto tampoco esta
permitido el almacenamiento en posicioacuten horizontal por esto cuando se ven
almacenes de envases GLP (bombonas de gas butano) estaacuten estos colocados en
estructuras metaacutelicas tipo estanteriacutea y siempre estaacuten en posicioacuten vertical asiacute
mismo como los camiones de transporte o distribucioacuten de gas butano
El gas butano no es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya que por
su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las conducciones y
esto provocar graves accidentes De hecho se eliminan los restos de butano y
propano del gas natural por este motivo creando un gas mucho maacutes estable para
su transporte por gaseoductos nos referimos al gas natural
Figura 15 Bombonas de Gas Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
40
El iso- butano tiene su uso principal para alquilato y MTBE componentes
clave en la produccioacuten de gasolinas El eacuteter metil tert-butiacutelico metil tert-butil
eacuteter metil terc-butil eacuteter o por sus siglas MTBE es un liacutequido inflamable de olor
caracteriacutestico desagradable Se fabrica combinando sustancias quiacutemicas como
isobutileno y metanol y se ha usado desde los antildeos 1980 como aditivo para
incrementar el octanaje de la gasolina sin plomo
El MTBE se usa tambieacuten para disolver caacutelculos biliares En estos pacientes
el MTBE se hace llegar directamente a los caacutelculos a traveacutes de tubos especiales
insertados por medio de cirugiacutea
El n - butano provee volatilidad en gasolinas Gas combustible (solo o
mezclado con propano) Plantas de butadieno (cuero sinteacutetico) y olefinas
314 Gasolina Natural
Producto resultante del procesamiento de gas natural Compuesta
baacutesicamente por pentano hexano y heptano Los meacutetodos utilizados para su
elaboracioacuten son la absorcioacuten con aceite pesado la absorcioacuten con carboacuten vegetal
compresioacuten y refinacioacuten Se utiliza para la mezcla con gasolina que se produce en
las refineriacuteas o con el petroacuteleo para mejorar la densidad de ese producto y
aumentar su valor comercial
32 Liacutequidos de Gas Natural (LGN)
Los liacutequidos del gas natural (LGN) formados por etano propano butano y
otros componentes hidrocarburos maacutes pesados son utilizados en el mercado
interno como combustible y materia prima (industria petroquiacutemica entre ellas)
Entre los clientes nacionales de la industria del LGN se encuentran mercado
interno de propano Pequiven Refineriacutea de Puerto La Cruz Refineriacutea El Palito las
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
41
plantas de Carenero Guamache Punta Cardoacuten y Super Octanos asiacute como el
mercado domeacutestico en especial las zonas populares
Por otro lado 31 de la produccioacuten de este hidrocarburo abastece los
mercados internacionales Cuba paiacuteses del CARICOM EE UU Meacutexico Chile
Brasil Curazao Puerto Rico y Europa La capacidad total de procesamiento de
LGN en el paiacutes es de 2660 MMPCD estimaacutendose la demanda para el antildeo 2005
en 14 millones de kg (35 MBD) siendo el consumo promedio 36 kgpersona
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)
Infraestructura de LGN
3 plantas de fraccionamiento Joseacute Uleacute y Bajo Grande
3 plantas de extraccioacuten San Joaquiacuten Santa Baacuterbara y Jusepiacuten
3 muelles de embarque Joseacute La Salinas y Bajo Grande
Existen 85 plantas de llenado que cubren casi todo el paiacutes y que surten a
230 empresas privadas distribuidoras y comercializadoras de gas
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
42
321 Almacenamiento de GNL
El GNL se almacena a -161 degC y a presioacuten atmosfeacuterica en tanques
criogeacutenicos especiales para baja temperatura El tiacutepico tanque de GNL tiene doble
pared una pared externa de hormigoacuten armado recubierto con acero al carbono y
una pared interna de acero niquelado al 9 La seguridad y la resistencia son las
consideraciones de disentildeo primarias al construir estos tanques los cuales se
disentildean para soportar terremotos y fuertes vientos
A presioacuten se almacenan los productos a la presioacuten de vapor a la
temperatura ambiente
Refrigerado se mantienen los productos a la temperatura de burbuja a
presioacuten cerca de la atmosfeacuterica (05 ndash 2 psig)
Refrigerado y a presioacuten
322 Transporte de GNL
El GNL se transporta a presioacuten atmosfeacuterica en buques especialmente
construidos con casco doble El sistema de contencioacuten de carga se disentildea y
construye utilizando materiales especiales para el aislamiento y tanque para
asegurar el transporte seguro de esta carga criogeacutenica
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
43
El GNL en los tanques de carga del buque se mantiene a su temperatura de
saturacioacuten (-161 degC) a lo largo de toda la navegacioacuten pero se permite que una
pequentildea cantidad de vapor se disipe por ebullicioacuten en un proceso que se
denomina autorrefrigeracioacuten El gas evaporado se utiliza para impulsar los
motores del buque
Figura 17 Transporte de GNL
Aproximadamente 40 de los buques de GNL actualmente en servicio
cuentan con sistemas de contencioacuten de carga del tipo de membrana de modo que
tienen un aspecto muy similar al de otros cargueros El resto de los buques tienen
un sistema de contencioacuten de carga maacutes particular que incluye cuatro o maacutes
tanques esfeacutericos grandes Ambos tipos de sistema de contencioacuten poseen
antecedentes de operacioacuten extremadamente seguros y confiables
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
44
Datos sobre buques
- Actualmente se encuentran en servicio maacutes de 120 buques de GNL
- El transporte de GNL por buque tiene antecedentes de seguridad
ejemplares
- Liacutemites de capacidad de carga 19000 m3 a 138000 m3
- Esloras 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft)
- Calados 65 m (12 ft) a 12 m (39 ft)
La flota de buques estaacute desarrollaacutendose raacutepidamente con maacutes de 100 buques
pedidos a los astilleros y que entraraacuten en servicio en los proacuteximos antildeos Tambieacuten
estaacuten naciendo proyectos alternativos para el transporte de GNL en pequentildeas
cantidades bien sea en camiones o en barcos mucho menores que los actuales
323 Regasificacioacuten de GNL
Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificacioacuten
en la zona de mercado el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de
almacenamiento Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal
de licuefaccioacuten Generalmente la descarga de un buque requiere unas 12 horas
Luego el GNL vuelve a su estado gaseoso original Para ello se bombea desde
los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las
condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los
usuarios finales ubicados corriente abajo de la tuberiacutea Posteriormente el gas se
distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
45
Otra modalidad de distribucioacuten consiste en el transporte de GNL a bordo de
cisternas especialmente disentildeadas para su carga desde las plantas
regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros hasta clientes
que disponen de depoacutesitos de GNL que estaacuten disentildeados para almacenar y
regasificar el gas para su uso Esta es la uacutenica modalidad de transporte de GNL
posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional
324 Riesgos de un proyecto de GNL
Debido a que los proyectos de GNL estaacuten basados en contratos de compra y
venta a largo plazo la mayor parte de los riesgos estaacuten basados en la
disponibilidad de gas al proyecto la estabilidad de los paiacuteses donde se ejecuta el
proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del grupo que estaacute ejecutando el
proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr
una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida uacutetil
Las caracteriacutesticas de un buen proyecto de GNL incluyen
Bajos costos de infraestructura y produccioacuten del gas
Bajos costos de transporte del gas y otros productos liacutequidos
Buena estructura del proyecto y de la compantildeiacutea establecida para este
efecto
Ambiente fiscal atractivo
Confianza de los compradores en la estabilidad del proyecto
Seguridad de mercado
Iacutendice del precio del gas con cambios de mercado
Proyecto que sea faacutecilmente financiable
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
46
33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
47
GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
48
GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
49
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
52
BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
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Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
ENCICLOPEDIA Encarta (2007) Biblioteca de Consulta
MICROSOFT Internet www googlecom
X
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
3
INDICE GENERAL
Paacuteg
Iacutendice de FigurashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipV
Iacutendice de TablashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipVI
IntroduccioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipVII
1 Gas Naturalhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip9
11 Composicioacuten del gas naturalhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip10
12 Caracteriacutesticas del Gas Naturalhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip12
13 Clasificacioacuten del Gas Natural en funcioacuten de su Composicioacutenhelliphellip13
14 Ventajas del Uso del Gas Naturalhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip14
141 Ventajas Ambientaleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip14
142 Ventajas Econoacutemicashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip19
1421 Precios equivalentes de los combustibleshelliphelliphelliphelliphellip19
143 Ventajas Operacionaleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip20
15 Procesamiento del Gas Naturalhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip21
2 Fraccionamiento del Gas Naturalhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip23
3 Uso de los Productos del proceso de Fraccionamientohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip29
31 Productos claves del proceso de Fraccionamientohelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip30
311 Etanohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip30
312 Propanohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip34
313 Butanohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip37
314 Gasolina Naturalhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip40
32 Liacutequidos de Gas Natural (LGN)helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip40
321 Almacenamiento de GNLhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip42
322 Transporte de GNLhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip42
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
4
323 Regasificacioacuten de GNLhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip44
324 Riesgos de un proyecto de GNLhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip45
33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip46
ConclusioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipVIII
BibliografiacuteahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
5
INDICE DE FIGURAS
Paacuteg
Figura 1 Gas Natural desde sus origeneshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip9
Figura 2 Imagen Esquematizada de las Ventajas del Gas Natural en
el Ambientehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip15
Figura 3 Procesos del Gas Naturalhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip23
Figura 4 Algunas Torres de Fraccionamientohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip24
Figura 5 Fraccionamientohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip25
Figura 6 Expansioacuten Joule Thomson Plantas GNL por Refrigeracioacutenhelliphelliphellip27
Figura 7 Esquema de Proceso de Enfriamiento de Gas Natural
mediante Expansioacuten con Vaacutelvula (efecto de Joule-Thompson)helliphelliphelliphelliphelliphellip28
Figura 8 Refrigeracioacuten por Joule- Thomsonhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip29
Figura 9 Esquema de los productos del Gas Naturalhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip30
Figura 10 Formula Estructural del Etanohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip31
Figura 11 Esquema de distribucioacuten del Etilenohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip33
Figura 12 Formula Estructural del Propanohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip34
Figura 13 Esquema de distribucioacuten del Propilenohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip36
Figura 14 Formula Estructural del Butanohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip38
Figura 15 Bombonas de Gas Domesticohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip39
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip41
Figura 17 Transporte de GNLhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip43
Figura 18 GLP Domesticohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip46
Figura 19 GLP Comercial Industrialhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip47
Figura 20 GLP Automotorhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip48
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip49
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
6
INDICE DE TABLAS
Paacuteg
Tabla 1 Composicioacuten y porcentaje molar de una mezcla de gas naturalhelliphelliphellip10
Tabla 2 Cuadro comparativo de las emisiones producidas por los
Combustibleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip19
Tabla 3 Precios equivalentes de los combustibleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip19
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
7
INTRODUCCION
El gas natural se originoacute hace millones de antildeos como producto de la
descomposicioacuten de las plantas y animales que fueron atrapados en el interior de la
Tierra bajo gruesas capas de fango arena y lodo
El gas natural se utiliza como combustible y materia prima en la industria
petroquiacutemica Como combustible se emplea por su gran poder caloriacutefico por ser
su combustioacuten faacutecilmente regulable y por ser limpia y producir escasa
contaminacioacuten Como materia prima es la maacutes adecuada para la fabricacioacuten de
amoniacuteaco y tambieacuten del metanol (producto que se utiliza en la fabricacioacuten de
plaacutesticos) A partir del gas natural se obtienen materias primas de base en la
industria petroquiacutemica (etileno butadieno y propileno)
Anteriormente al gas natural no se le daba utilizacioacuten ya que no existiacutean las
tecnologiacuteas adecuadas para su tratamiento pero hoy diacutea el desarrollo de muchos
paiacuteses ha inducido a la buacutesqueda de nuevas alternativas de fuentes de energiacutea
en su buacutesqueda el Gas Natural resulto idoacuteneo ya que es menos perjudicial que
muchos otros combustibles en cuanto a contaminacioacuten se refiere y en todo el
mundo especialmente en Venezuela existen millones de pie cuacutebicos de reservas
de gas natural en yacimientos asociados y no asociados
En los paiacuteses industrializados dadas las ventajas econoacutemicas y ambientales
su consumo es el que supera con creces al resto de combustibles tradicionales
VII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
8
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
9
1 Gas Natural
El gas natural es una mezcla de hidrocarburos gaseosos producidos por la
transformacioacuten lenta de la materia orgaacutenica animal y vegetal especialmente de
especies marinas microscoacutepicas sepultadas durante millones de antildeos a grandes
profundidades Conforma con el carboacuten petroacuteleo y bitumen el grupo de los
combustibles foacutesiles los cuales han hecho posible el progreso acelerado de la
humanidad en los uacuteltimos trescientos antildeos A su valor como energiacutea limpia
econoacutemica y abundante para uso domeacutestico comercial e industrial se antildeade su
importancia como sustituto de la gasolina en el transporte automotor y materia
prima fundamental en la industria petroquiacutemica
Figura 1 Gas natural desde sus oriacutegenes
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
10
El gas natural es incoloro inodoro insiacutepido sin forma particular y maacutes ligero
que el aire Se presenta en su forma gaseosa por debajo de los -161ordmC Por
razones de seguridad se le antildeade mercaptano un agente quiacutemico que le da un
olor a huevo podrido con el propoacutesito de detectar una posible fuga de gas
El Gas Natural es una mezcla de varios gases llamados hidrocarburos ya
que estaacuten formados por aacutetomos de hidrogeno y carbono (C-H) por lo regular estaacuten
asociados con otras sustancias como el dioacutexido de carbono el nitroacutegeno (H2S) los
cuales disminuyen su potencial energeacutetico
11 Composicioacuten del gas natural
La composicioacuten del gas natural variacutea dependiendo del depoacutesito del cual es
extraiacutedo
Tabla 1 Composicioacuten y porcentaje molar de una mezcla de gas natural
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
11
Los compuestos orgaacutenicos o hidrocarburos forman largas cadenas de
combinacioacuten por o general desde C-1 hasta C-60 pero solo los primeros cuatro
componentes son gaseosos y son los que componen el Gas Natural
Estos gases son
Metano
- Foacutermula Molecular CH4
Etano
- Formula Molecular CH3ndashCH3
- Formula Semidesarrollada C2H6
Propano
- Foacutermula Molecular C3H8
- Foacutermula Semidesarrollada CH3-CH2-CH3
Butano
- Formula Molecular C4H10
- Formula Semidesarrollada CH3-CH2-CH2CH3
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
12
12 Caracteriacutesticas del Gas Natural
El gas natural tiene ciertas caracteriacutesticas que dependen de su origen y
formacioacuten y otras que son inherentes a todo gas Las principales son las
siguientes
a) Tienen en su composicioacuten hidrocarburos pesados esto quiere decir
desde los pentanos hacia arriba (C5+) Estos hidrocarburos son
liacutequidos a una temperatura y presioacuten muy cercanas a las atmosfeacutericas
razoacuten por la que se transforman en liacutequidos con muy bajos niveles de
compresioacuten o de disminucioacuten de la temperatura Estos hidrocarburos
son los que forman la gasolina natural que es un subproducto de las
plantas de fabricacioacuten de GLP o mezcla de propano y butanos
b) Los gases de origen natural sea en estado libre o asociado son gases
saturados esto quiere decir que no contienen compuestos con dobles
enlaces o triples enlaces Por lo tanto la composicioacuten de estos gases
responderaacuten a la formula general de CnH(2n+2)
c) El propano y butanos mezclados y que seguacuten hemos indicado
constituyen el GLP son hidrocarburos que se mantienen liacutequidos a la
temperatura ambiente siempre que su presioacuten supere las 140 psi
Obviamente a mayor temperatura ambiente mayor seraacute la presioacuten
requerida para mantenerse en estado liacutequido
d) En nuestro medio el gas se produce en el Oriente y en la Peniacutensula
estaacute libre de contaminantes como el Sulfuro de Hidrogeno salvo en
contadas excepciones razoacuten por la cual carece de olor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
13
13 Clasificacioacuten del Gas Natural en funcioacuten de su Composicioacuten
Gas Aacutecido Son los que contienen impurezas en alta concentracioacuten tales
como Dioacutexido de Carbono (CO2) Sulfuro de Hidrogeno (H2S) Sulfuro de
Carbonilo (COS) Mercaptanos (RSH) y Dioacutexido de Azufre (SO2) de las
cuales las maacutes comunes son el Dioacutexido de Carbono (CO2) y el Sulfuro de
Hidrogeno (H2S) dichos gases forman aacutecidos en presencia de agua
Gas Agrio Es aquel que tiene cantidades apreciables de componentes
aacutecidos en proporciones que obligan a su tratamiento previo antes de
llevarlo a las tuberiacuteas o entregarlo al comprador
Gas Dulce Es aquel que tiene menos de 4ppmv de sulfuro de hidroacutegeno y
un contenido bajo de dioacutexido de carbono en el que han sido separados los
compuestos aacutecidos hasta satisfacer las condiciones de tuberiacutea
Gas Rico Es aquel que contiene una buena cantidad de productos
condensables Usualmente alimenta una planta de procesamiento para
extraccioacuten de productos condensables (C3+)
Gas Pobre oacute Seco Gas natural con bajo contenido de compuestos
pesados Tambieacuten se le llama gas seco y estaacute constituido principalmente
por Metano
Gas condensado Este gas se puede definir con un gas con liacutequido
disuelto El contenido de metano es de (C1)gt a 60 y el de Heptanos y
compuestos maacutes pesados (C7+) alcanza valores mayores a 125 (lt
125) La mezcla de hidrocarburos a las condiciones iniacuteciales de presioacuten y
temperatura se encuentra en fase gaseosa o en el punto de rociacuteo El gas
presenta condensacioacuten retroacutegrada durante el agotamiento isoteacutermico de la
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
14
presioacuten proceso que en la mayoriacutea de los casos puede representar alguacuten
problema en la comercializacioacuten de estos yacimientos
Composicioacuten tiacutepica de mezclas provenientes de yacimientos
El Gas Natural se encuentra
- Asociado Es el que se extrae junto con el petroacuteleo crudo y contiene
grandes cantidades de hidrocarburos como etano propano butano y
naftas
- No asociado o libre Es el que se encuentra en depoacutesitos que
contienen uacutenicamente gas natural
14 Ventajas del Uso del Gas Natural
141 Ventajas Ambientales
El gas natural es un combustible muy limpio comparado con los combustibles
tradicionales lo que facilita el cumplimiento de exigentes normas ambientales
Una de las grandes ventajas del gas natural respecto a otros combustibles es la
baja emisioacuten de contaminantes en su combustioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
15
Figura 2 Imagen Esquematizada de las Ventajas del Gas Natural en el
Ambiente
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
16
En la Extraccioacuten
Por lo que respeta a su extraccioacuten el gas natural tienes dos grandes
ventajas es un combustible muy abundante y sus yacimientos estaacuten repartidos en
un gran nuacutemero de paiacuteses Ello garantiza su suministro y disponibilidad durante
muchos antildeos Por otra parte en su proceso de extraccioacuten se genera menos
contaminacioacuten que en el de otros combustibles foacutesiles
En el transporte y distribucioacuten del Gas
El gas natural llega a las ciudades y fabricas a traveacutes de gasoductos
enterrados sin producir impacto ambiental sobre el paisaje
En la generacioacuten de electricidad
En los paiacuteses mas avanzados el uso del gas natural en las modernas
centrales de ciclo combinado se ha desarrollado ampliamente por sus bajas
emisiones contaminantes Las ventajas ambientales son
Eficiencia energeacutetica en estas centrales el 60 de la energiacutea que se
introduce en el sistema se transforma realmente en energiacutea eleacutectrica En las
centrales teacutermicas tradicionales esta eficiencia es solo de un 37 Tiene
por tanto menos consumo energeacutetico que una central convencional
Menor contaminacioacuten atmosfeacuterica Al usar el gas natural se producen
menos emisiones a la atmosfera de dioacutexido de carbono (reduccioacuten de un
65) de oacutexidos de nitroacutegeno (reduccioacuten de un 70) y de dioacutexido de azufre
(reduccioacuten praacutecticamente del 100) con respecto a las centrales teacutermicas
tradicionales
No se producen residuos ni partiacuteculas solidas en suspensioacuten
1
2
3
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
17
En el consumo domestico
Aplicado a la calefaccioacuten y produccioacuten de agua caliente el gas natural
Emite niveles maacutes bajos de contaminantes a la atmosfera que el carboacuten y
los productos y los productos petroliacuteferos
Entre un 30 y un 40 menos de dioacutexido de carbono que el gasoacuteleo y un
50 menos que el carboacuten
Entre un 40 y un 50 menos de oacutexidos de nitroacutegeno que los otros
combustibles foacutesiles
Elimina praacutecticamente del todo las emisiones de dioacutexido de azufre
En su utilizacioacuten para vehiacuteculos
El gas natural es una alternativa muy utilizada en otros paiacuteses como
carburante para vehiacuteculos de transporte ya que reduce notablemente la
contaminacioacuten atmosfeacuterica en las ciudades Por ello se esta introduciendo en
Espantildea para flotas de autobuses urbanos y vehiacuteculos de recogida de residuos
Las emisiones se encuentran por debajo del 25 de los valores maacuteximos
admitidos por la vigente Directiva Europea
Como fuente de obtencioacuten de hidrogeno
El gas natural es actualmente la principal fuente para la obtencioacuten de
hidrogeno que se utiliza en la nueva tecnologiacutea de las pilas de combustible Esta
tecnologiacutea aparece como una prometedora alternativa para reducir las emisiones
contaminantes en la produccioacuten de electricidad a pequentildea y mediana escala y su
aplicacioacuten es particularmente interesante en vehiacuteculos de transporte
4
5
6
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
18
En su uso industrial
La utilizacioacuten del gas natural en los procesos industriales conlleva
importante ventajas ambientales tal como se demuestra en sectores como el
ceraacutemico papelero o sideruacutergico entre muchos otros Algunas de estas ventajas
ambientales son
Disminucioacuten del consumo energeacutetico
Reduccioacuten de las emisiones contaminantes a la atmosfera que pueden
superar el 50 en algunos procesos
Eliminacioacuten de las partiacuteculas en suspensioacuten en los gases de combustioacuten
En los procesos de cogeneracioacuten
El gas natural se utiliza en la cogeneracioacuten que es la produccioacuten
simultaacutenea de electricidad y calor generado por un mismo equipo Las ventajas
ambientales de la cogeneracioacuten son
Disminucioacuten del consumo de energiacutea
Reduccioacuten de hasta un 60 de las emisiones de dioacutexido de carbono De
hasta un 70 de los oacutexidos de nitroacutegeno y praacutectica eliminacioacuten del dioacutexido
de azufre y de las partiacuteculas solidad en suspensioacuten
Para entender mejor sobre las emisiones producidas por los combustibles
se presenta lo siguiente
7
8
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
19
Tabla 2 Cuadro comparativo de las emisiones producidas por los
combustibles
142 Ventajas Econoacutemicas
El gas natural es el combustible de menor precio y permite obtener
importantes ahorros en relacioacuten con otros combustibles
1421 Precios equivalentes de los combustibles
Tabla 3 Precios equivalentes de los combustibles
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
20
143 Ventajas Operacionales
El gas natural estaacute disponible en forma continua no requiere tanques de
almacenamiento disminuyendo los riesgos que ello implica y tambieacuten los
costos financieros
No requiere preparacioacuten previa a su utilizacioacuten como por ejemplo
calentarlo pulverizarlo o bombearlo como ocurre con el petroacuteleo o el
carboacuten
Los equipos y quemadores de gas natural son faacuteciles de limpiar y
conservar
La combustioacuten del gas natural puede finalizar instantaacuteneamente tan pronto
como cese la demanda de calor de los aparatos que lo utilizan lo cual es
muy adecuado para cargas variables e intermitentes
La regulacioacuten automaacutetica es sencilla y de gran precisioacuten manteniendo
constante la temperatura o la presioacuten al variar la carga
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
21
El rendimiento del gas natural en la combustioacuten es superior al de otros
combustibles
15 Procesamiento del Gas Natural
Acondicionamiento del gas natural Consiste en la eliminacioacuten de las
impurezas azufre agua CO2 y otras que no tienen valor comercial
Separacioacuten de componentes del gas natural Mediante este proceso el
gas se separa en
- Gas natural seco (metano y etano) que se transporta por gasoductos
hasta los centros de consumo
- Liacutequidos de gas natural (LGN) constituido por propano butanos
pentanos e hidrocarburos maacutes pesados que se transportan por
poliductos hasta una planta de fraccionamiento
Fraccionamiento de componentes del LGN Viene a ser la separacioacuten
de los liacutequidos de gas natural en
- Propano butano (GLP)
- Gasolina natural (pentanos e hidrocarburos maacutes pesados)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
22
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
23
Figura 3 Procesos del Gas Natural
2 Fraccionamiento del Gas Natural
Es un proceso que consiste en separar los liacutequidos del gas natural (LGN) en
gas licuado de petroacuteleo (GLP) y gasolina natural Los Liacutequidos del Gas Natural
(LGN) se enviacutean a las plantas de fraccionamiento donde se obtiene por separado
etano propano butano normal e iso-butano gasolina natural y nafta residual que
se almacenan en forma refrigerada y presurizada en recipientes esfeacutericos
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
24
Figura 4 Algunas Torres de Fraccionamiento
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
25
Figura 5 Fraccionamiento
El proceso de fraccionamiento recibe liacutequidos del gas del proceso
criogeacutenico y condensados dulces que pueden provenir de las plantas endulzadora
de liacutequidos o directamente de los campos productores Consiste en varias etapas
de separacioacuten que se logran a traveacutes de la destilacioacuten Con lo anterior se logra la
separacioacuten de cada uno de los productos como se muestra en la figura
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
26
La forma maacutes utilizada para la separacioacuten de los componentes del gas
natural es mediante enfriamiento se utilizan los principios de refrigeracioacuten
mecaacutenica o autorefrigeracion mediante el principio de Joule Thompson (expansioacuten
isentroacutepica o adiabaacutetica) Posteriormente la mezcla liquida es sometida a
fraccionamiento en una columna de platos o empaques
Efecto Joule Thomson
El efecto de Joule-Thomson o efecto Joule-Kelvin es el proceso en el
cual la temperatura de un sistema disminuye o aumenta al permitir que el sistema
se expanda libremente manteniendo la entalpiacutea constante (lo que significa que el
gas no recibe ni transfiere calor y no realiza ninguacuten trabajo)
Fue descrito por James Prescott Joule y William Thomson el primer Baroacuten
Kelvin quienes establecieron el efecto en 1852 modificando un experimento previo
de Joule en el que un gas se expandiacutea manteniendo constante su energiacutea interna
La relacioacuten entre temperatura presioacuten y volumen de un gas se puede describir de
una forma sencilla gracias a las leyes de los gases Cuando el volumen aumenta
durante un proceso irreversible las leyes de los gases no pueden determinar por
si solas queacute ocurre con la temperatura y presioacuten del gas
En general cuando un gas se expande adiabaacuteticamente la temperatura
puede aumentar o disminuir dependiendo de la presioacuten y temperatura inicial Para
una presioacuten constante (fijada previamente) un gas tendraacute una temperatura de
inversioacuten de Joule-Thompson (Kelvin) sobre la cual al expandirse el gas causa
un aumento de temperatura y por debajo la expansioacuten del gas causa un
enfriamiento En la mayoriacutea de los gases a presioacuten atmosfeacuterica esta temperatura
es bastante alta mucho mayor que la temperatura ambiental y por ello la mayoriacutea
de los gases se enfriacutean al expandirse
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
27
Figura 6 Expansioacuten Joule Thomson Plantas GNL por Refrigeracioacuten
Hemos visto que cuando un gas sufre una expansioacuten a traveacutes de un
obstaacuteculo o estrangulamiento a presiones y temperaturas adecuadas se produce
una disminucioacuten de su temperatura Como se cumple que cuanto maacutes baja es la
temperatura el teacutermino es de mayor valor absoluto y negativo el
coeficiente de Joule-Thomson tendraacute los valores positivos maacutes altos a
temperatura bajas Como consecuencia de ello el enfriamiento por efecto de
Joule-Thomson seraacute mas pronunciado a temperaturas bajas y presiones bajas
El cientiacutefico ingleacutes llamado John Dalton afirmoacute que la presioacuten total de una
mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los
componentes Esta afirmacioacuten ahora es conocida como la ley de presiones
parciales de Dalton la cual nos permite calcular el volumen maacuteximo de vapor de
agua que el gas natural puede contener a una temperatura y presioacuten dada
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
28
La temperatura del gas y las presiones son los factores maacutes importantes en
el disentildeo de un sistema de deshidratacioacuten del gas Sin eacutesta informacioacuten baacutesica el
tamantildeo de un deshidratador adecuado es imposible
La expansioacuten Joule-Thomson utiliza caiacutedas de temperatura para remover
agua condensada y asiacute deshidratar el gas natural En algunos casos el glicol
podriacutea ser inyectado al intercambiador de calor para obtener temperaturas maacutes
bajas antes de la expansioacuten que ocurre en un separador de bajas temperaturas
En esta expansioacuten el gas pasa primero por un intercambiador de calor para
recibir un pre-enfriamiento y posteriormente a traveacutes de una vaacutelvula de expansioacuten
o estrangulador Esta expansioacuten es un proceso isoentaacutelpico donde la caiacuteda de
presioacuten genera una disminucioacuten de temperatura la cual provoca una separacioacuten
de los liacutequidos condensables Generalmente en este tipo de proceso el gas debe
comprimirse para alcanzar la presioacuten requerida para su transporte
Figura 7 Esquema de Proceso de Enfriamiento de Gas Natural mediante
Expansioacuten con Vaacutelvula (efecto de Joule-Thompson)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
29
Figura 8 Refrigeracioacuten por Joule- Thomson
3 Uso de los Productos del proceso de Fraccionamiento
Luego del tratamiento se somete al gas natural a los procesos de extraccioacuten y
Fraccionamiento para separar sus componentes y disponer de gas metano para
su transportacioacuten y distribucioacuten bajo las normas de calidad establecidas Los
componentes separados en este proceso como son el etano propano butano y
pentano se utilizaraacuten posteriormente de manera individual como productos
cotizados en el mercado
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
30
Figura 9 Esquema de los productos del Gas Natural
31 Productos claves del proceso de Fraccionamiento
311 Etano
El etano ( de eacuteter y el sufijo -ano) es un hidrocarburo alifaacutetico alcano con dos
aacutetomos de carbono de foacutermula C2H6 A condiciones normales es gaseoso y un
excelente combustible Su punto de ebullicioacuten estaacute en -88 degC
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
31
Figura 10 Formula Estructural del Etano
El etano se encuentra en cantidad apreciable en el gas natural y constituye el
primer homoacutelogo del metano Los meacutetodos empleados para su obtencioacuten asiacute
como sus propiedades son muy semejantes a las del metano Aunque el etano
tiene poca importancia praacutectica su foacutermula presenta nuevos aspectos que son
muy interesantes
Propiedades Fiacutesicas
Se encuentra en estado gaseoso a temperatura ambiente Presenta un iacutendice
de octanaje superior al de la gasolina y tiene una presioacuten de vapor inferior
resultando en menores emisiones evaporativas La combustioacuten en el aire es
inferior a la de la gasolina lo que reduce el nuacutemero y la importancia de los
incendios en los vehiacuteculos Su punto de fusioacuten es -1833deg y su punto de ebullicioacuten
es de -886 deg C
Propiedades Quiacutemicas
Su estructura es uacutenica ya que existe una sola manera de unir los aacutetomos de
carbono en estas moleacuteculas No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
32
Aplicaciones
El etano se puede utilizar de dos maneras
Como mezcla con la gasolina con el objetivo de un aumento del octanaje de
la gasolina
Como etano puro compuesto de etano hidratado a 955 GL
Es un excelente combustible automotriz El etano anhidro tiene un poder
caloriacutefero inferior y superior de 212 y 234 mega joule por litro respectivamente
contra 301 y 349 mega joule por litro de gasolina En Brasil las propiedades del
etano (como combustible) llevaron al desarrollo de motores a alcohol y motores
para la mezcla alcohol gasolina Hasta 1988 los avances se realizaron por la
industria automoviliacutestica (GM Ford Volkswagen Fiat) para sistemas carburados
actualmente se encuentran disponibles para todos los motores con sistemas a
inyeccioacuten electroacutenica
Existen varias formas para obtener olefinas pero nosotros nos vamos a centrar
en la produccioacuten de Etileno y Propileno a partir del gas natural o Propano y Etano
esta misma materia prima es la que se usa en la Planta de Olefinas del Complejo
Petroquiacutemico El Tablazo ubicado en los Puertos de Altagracia Estado Zulia
Venezuela (Pequiven SA)
Estaacute la alimentacioacuten de materia prima que es el propano y etano a un 95 y
955 de pureza respectivamente esto ocurre de forma liquida a una presioacuten de
176 kgcm2 y 38 ordmC Este gas pasa por una seccioacuten de hornos en total hay 9
hornos en los cuales hay 7 hornos con celdas simples y 2 con celdas dobles
cada celda con la misma capacidad que la otra En estas celdas se va a realizar la
pirolisis con una mezcla de vapor de agua con los hidrocarburos con una relacioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
33
de 03 kg de vapor de agua sobre kg de hidrocarburo la pirolisis para el Etano
ocurre a 843 ordmC para el etano y de 826 a 843 ordmC para el propano
Figura 11 Esquema de distribucioacuten del Etileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
34
312 Propano
El propano (de abreviacioacuten de propioacutenico mas el sufijo -ano) es un gas
incoloro e inodoro Pertenece a los hidrocarburos alifaacuteticos (los alcanos) Su
foacutermula quiacutemica C3H8
Figura 12 Formula Estructural del Propano
El propano se suele obtener del gas natural o de los gases de los procesos
de cracking producidos en las instalaciones petroquiacutemicas Se obtiene en
yacimientos subterraacuteneos de petroacuteleo Una vez extraiacutedo el crudo se procede a un
tratamiento de refino para obtener los distintos productos que provienen de este
aceite entre ellos el gas propano
Propiedades Fiacutesicas
Hidrocarburo gaseoso incoloro y combustible que se halla en el petroacuteleo
americano Tiene 3 aacutetomos de Carbono su punto de fusioacuten es -18765degC y su
punto de ebullicioacuten es de -421 deg C
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
35
Propiedades Quiacutemicas
Posee baja polaridad No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
Aplicaciones
Por sus aplicaciones es un buen sustituto del gas obtenido por destilacioacuten seca
de la hulla El principal uso del propano es el aprovechamiento energeacutetico como
combustible en hogares comercios e industrias Con base al punto de ebullicioacuten
maacutes bajo que el butano y el mayor valor energeacutetico por gramo a veces se mezcla
con eacuteste o se utiliza propano en vez de butano En la industria quiacutemica es uno de
los productos de partida en la siacutentesis del propeno Es usado para la siacutentesis de
productos quiacutemicos petroquiacutemicos o plaacutestico (PVC Polietileno polipropileno
etc) Ademaacutes se utiliza como gas refrigerante (R290) o como gas propulsor en
aerosoles
No suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje No es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya
que por su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las
conducciones De hecho se eliminan los restos de butano y propano del gas
natural por este motivo
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
36
Figura 13 Esquema de distribucioacuten del Propileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
37
313 Butano
El butano (del aacutecido butiacuterico y eacuteste del latiacuten butyrum manteca y del sufijo -
ano) tambieacuten llamado n-butano es un hidrocarburo saturado parafiacutenico o
alifaacutetico inflamable gaseoso que se licuacutea a presioacuten atmosfeacuterica a -05 degC formado
por cuatro aacutetomos de carbono y por diez de hidroacutegeno cuya foacutermula quiacutemica es
C4H10 Tambieacuten puede denominarse con el mismo nombre a un isoacutemero de eacuteste
gas el isobutano o metilpropano
Los aacutetomos de carbono se encuentran unidos formando una cadena abierta
En el n-butano (normal) la cadena es continua y sin ramificaciones mientras que
en el i-butano (iso) o metilpropano uno de los aacutetomos de carbono forma una
ramificacioacuten lateral Esta diferencia de estructura es la causa de las distintas
propiedades que presentan
Como es un gas incoloro e inodoro en su elaboracioacuten se le antildeade un
odorizante (generalmente un mercaptano) que le confiere olor desagradable Esto
le permite ser detectado en una fuga porque es altamente volaacutetil y puede provocar
una explosioacuten
En caso de extincioacuten de un fuego por gas butano se emplea dioacutexido de
carbono (CO2) polvo quiacutemico o niebla de agua para enfriar y dispersar vapores El
butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
38
Figura 14 Formula Estructural del Butano
El butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
Propiedades Fiacutesicas
- Estado de agregacioacuten Gas
- Apariencia Incoloro
- Densidad 252 kgm3 000252 gcm3
- Masa 5808 u
- Punto de fusioacuten 1349 K (minus1383 degC)
- Punto de ebullicioacuten 2727 K (-05 degC)
- Punto de descomposicioacuten K (-27315 degC)
- Temperatura criacutetica K (-27315 degC)
Propiedades Quiacutemicas
- Solubilidad en agua 61 g100 ml H2O
- KPS nd
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
39
Aplicaciones
La principal aplicacioacuten del gas butano es la de combustible en hogares para la
cocina y agua caliente el gas butano no suele usarse en sistemas de calefaccioacuten
ya que no suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje es un gas un tanto inestable desde el punto de vista de la
licuefaccioacuten por ello la normativa espantildeola el Real Decreto 9192006 no permite
el tener mas de dos bombonas de gas butano en el interior de locales que tengan
aparatos a gas uno en reserva y uno en descarga ademaacutes de esto tampoco esta
permitido el almacenamiento en posicioacuten horizontal por esto cuando se ven
almacenes de envases GLP (bombonas de gas butano) estaacuten estos colocados en
estructuras metaacutelicas tipo estanteriacutea y siempre estaacuten en posicioacuten vertical asiacute
mismo como los camiones de transporte o distribucioacuten de gas butano
El gas butano no es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya que por
su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las conducciones y
esto provocar graves accidentes De hecho se eliminan los restos de butano y
propano del gas natural por este motivo creando un gas mucho maacutes estable para
su transporte por gaseoductos nos referimos al gas natural
Figura 15 Bombonas de Gas Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
40
El iso- butano tiene su uso principal para alquilato y MTBE componentes
clave en la produccioacuten de gasolinas El eacuteter metil tert-butiacutelico metil tert-butil
eacuteter metil terc-butil eacuteter o por sus siglas MTBE es un liacutequido inflamable de olor
caracteriacutestico desagradable Se fabrica combinando sustancias quiacutemicas como
isobutileno y metanol y se ha usado desde los antildeos 1980 como aditivo para
incrementar el octanaje de la gasolina sin plomo
El MTBE se usa tambieacuten para disolver caacutelculos biliares En estos pacientes
el MTBE se hace llegar directamente a los caacutelculos a traveacutes de tubos especiales
insertados por medio de cirugiacutea
El n - butano provee volatilidad en gasolinas Gas combustible (solo o
mezclado con propano) Plantas de butadieno (cuero sinteacutetico) y olefinas
314 Gasolina Natural
Producto resultante del procesamiento de gas natural Compuesta
baacutesicamente por pentano hexano y heptano Los meacutetodos utilizados para su
elaboracioacuten son la absorcioacuten con aceite pesado la absorcioacuten con carboacuten vegetal
compresioacuten y refinacioacuten Se utiliza para la mezcla con gasolina que se produce en
las refineriacuteas o con el petroacuteleo para mejorar la densidad de ese producto y
aumentar su valor comercial
32 Liacutequidos de Gas Natural (LGN)
Los liacutequidos del gas natural (LGN) formados por etano propano butano y
otros componentes hidrocarburos maacutes pesados son utilizados en el mercado
interno como combustible y materia prima (industria petroquiacutemica entre ellas)
Entre los clientes nacionales de la industria del LGN se encuentran mercado
interno de propano Pequiven Refineriacutea de Puerto La Cruz Refineriacutea El Palito las
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
41
plantas de Carenero Guamache Punta Cardoacuten y Super Octanos asiacute como el
mercado domeacutestico en especial las zonas populares
Por otro lado 31 de la produccioacuten de este hidrocarburo abastece los
mercados internacionales Cuba paiacuteses del CARICOM EE UU Meacutexico Chile
Brasil Curazao Puerto Rico y Europa La capacidad total de procesamiento de
LGN en el paiacutes es de 2660 MMPCD estimaacutendose la demanda para el antildeo 2005
en 14 millones de kg (35 MBD) siendo el consumo promedio 36 kgpersona
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)
Infraestructura de LGN
3 plantas de fraccionamiento Joseacute Uleacute y Bajo Grande
3 plantas de extraccioacuten San Joaquiacuten Santa Baacuterbara y Jusepiacuten
3 muelles de embarque Joseacute La Salinas y Bajo Grande
Existen 85 plantas de llenado que cubren casi todo el paiacutes y que surten a
230 empresas privadas distribuidoras y comercializadoras de gas
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
42
321 Almacenamiento de GNL
El GNL se almacena a -161 degC y a presioacuten atmosfeacuterica en tanques
criogeacutenicos especiales para baja temperatura El tiacutepico tanque de GNL tiene doble
pared una pared externa de hormigoacuten armado recubierto con acero al carbono y
una pared interna de acero niquelado al 9 La seguridad y la resistencia son las
consideraciones de disentildeo primarias al construir estos tanques los cuales se
disentildean para soportar terremotos y fuertes vientos
A presioacuten se almacenan los productos a la presioacuten de vapor a la
temperatura ambiente
Refrigerado se mantienen los productos a la temperatura de burbuja a
presioacuten cerca de la atmosfeacuterica (05 ndash 2 psig)
Refrigerado y a presioacuten
322 Transporte de GNL
El GNL se transporta a presioacuten atmosfeacuterica en buques especialmente
construidos con casco doble El sistema de contencioacuten de carga se disentildea y
construye utilizando materiales especiales para el aislamiento y tanque para
asegurar el transporte seguro de esta carga criogeacutenica
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
43
El GNL en los tanques de carga del buque se mantiene a su temperatura de
saturacioacuten (-161 degC) a lo largo de toda la navegacioacuten pero se permite que una
pequentildea cantidad de vapor se disipe por ebullicioacuten en un proceso que se
denomina autorrefrigeracioacuten El gas evaporado se utiliza para impulsar los
motores del buque
Figura 17 Transporte de GNL
Aproximadamente 40 de los buques de GNL actualmente en servicio
cuentan con sistemas de contencioacuten de carga del tipo de membrana de modo que
tienen un aspecto muy similar al de otros cargueros El resto de los buques tienen
un sistema de contencioacuten de carga maacutes particular que incluye cuatro o maacutes
tanques esfeacutericos grandes Ambos tipos de sistema de contencioacuten poseen
antecedentes de operacioacuten extremadamente seguros y confiables
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
44
Datos sobre buques
- Actualmente se encuentran en servicio maacutes de 120 buques de GNL
- El transporte de GNL por buque tiene antecedentes de seguridad
ejemplares
- Liacutemites de capacidad de carga 19000 m3 a 138000 m3
- Esloras 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft)
- Calados 65 m (12 ft) a 12 m (39 ft)
La flota de buques estaacute desarrollaacutendose raacutepidamente con maacutes de 100 buques
pedidos a los astilleros y que entraraacuten en servicio en los proacuteximos antildeos Tambieacuten
estaacuten naciendo proyectos alternativos para el transporte de GNL en pequentildeas
cantidades bien sea en camiones o en barcos mucho menores que los actuales
323 Regasificacioacuten de GNL
Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificacioacuten
en la zona de mercado el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de
almacenamiento Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal
de licuefaccioacuten Generalmente la descarga de un buque requiere unas 12 horas
Luego el GNL vuelve a su estado gaseoso original Para ello se bombea desde
los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las
condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los
usuarios finales ubicados corriente abajo de la tuberiacutea Posteriormente el gas se
distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
45
Otra modalidad de distribucioacuten consiste en el transporte de GNL a bordo de
cisternas especialmente disentildeadas para su carga desde las plantas
regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros hasta clientes
que disponen de depoacutesitos de GNL que estaacuten disentildeados para almacenar y
regasificar el gas para su uso Esta es la uacutenica modalidad de transporte de GNL
posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional
324 Riesgos de un proyecto de GNL
Debido a que los proyectos de GNL estaacuten basados en contratos de compra y
venta a largo plazo la mayor parte de los riesgos estaacuten basados en la
disponibilidad de gas al proyecto la estabilidad de los paiacuteses donde se ejecuta el
proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del grupo que estaacute ejecutando el
proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr
una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida uacutetil
Las caracteriacutesticas de un buen proyecto de GNL incluyen
Bajos costos de infraestructura y produccioacuten del gas
Bajos costos de transporte del gas y otros productos liacutequidos
Buena estructura del proyecto y de la compantildeiacutea establecida para este
efecto
Ambiente fiscal atractivo
Confianza de los compradores en la estabilidad del proyecto
Seguridad de mercado
Iacutendice del precio del gas con cambios de mercado
Proyecto que sea faacutecilmente financiable
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
46
33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
47
GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
48
GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
49
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
52
BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
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Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
ENCICLOPEDIA Encarta (2007) Biblioteca de Consulta
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USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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323 Regasificacioacuten de GNLhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip44
324 Riesgos de un proyecto de GNLhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip45
33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip46
ConclusioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipVIII
BibliografiacuteahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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INDICE DE FIGURAS
Paacuteg
Figura 1 Gas Natural desde sus origeneshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip9
Figura 2 Imagen Esquematizada de las Ventajas del Gas Natural en
el Ambientehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip15
Figura 3 Procesos del Gas Naturalhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip23
Figura 4 Algunas Torres de Fraccionamientohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip24
Figura 5 Fraccionamientohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip25
Figura 6 Expansioacuten Joule Thomson Plantas GNL por Refrigeracioacutenhelliphelliphellip27
Figura 7 Esquema de Proceso de Enfriamiento de Gas Natural
mediante Expansioacuten con Vaacutelvula (efecto de Joule-Thompson)helliphelliphelliphelliphelliphellip28
Figura 8 Refrigeracioacuten por Joule- Thomsonhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip29
Figura 9 Esquema de los productos del Gas Naturalhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip30
Figura 10 Formula Estructural del Etanohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip31
Figura 11 Esquema de distribucioacuten del Etilenohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip33
Figura 12 Formula Estructural del Propanohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip34
Figura 13 Esquema de distribucioacuten del Propilenohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip36
Figura 14 Formula Estructural del Butanohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip38
Figura 15 Bombonas de Gas Domesticohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip39
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip41
Figura 17 Transporte de GNLhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip43
Figura 18 GLP Domesticohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip46
Figura 19 GLP Comercial Industrialhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip47
Figura 20 GLP Automotorhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip48
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip49
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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INDICE DE TABLAS
Paacuteg
Tabla 1 Composicioacuten y porcentaje molar de una mezcla de gas naturalhelliphelliphellip10
Tabla 2 Cuadro comparativo de las emisiones producidas por los
Combustibleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip19
Tabla 3 Precios equivalentes de los combustibleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip19
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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INTRODUCCION
El gas natural se originoacute hace millones de antildeos como producto de la
descomposicioacuten de las plantas y animales que fueron atrapados en el interior de la
Tierra bajo gruesas capas de fango arena y lodo
El gas natural se utiliza como combustible y materia prima en la industria
petroquiacutemica Como combustible se emplea por su gran poder caloriacutefico por ser
su combustioacuten faacutecilmente regulable y por ser limpia y producir escasa
contaminacioacuten Como materia prima es la maacutes adecuada para la fabricacioacuten de
amoniacuteaco y tambieacuten del metanol (producto que se utiliza en la fabricacioacuten de
plaacutesticos) A partir del gas natural se obtienen materias primas de base en la
industria petroquiacutemica (etileno butadieno y propileno)
Anteriormente al gas natural no se le daba utilizacioacuten ya que no existiacutean las
tecnologiacuteas adecuadas para su tratamiento pero hoy diacutea el desarrollo de muchos
paiacuteses ha inducido a la buacutesqueda de nuevas alternativas de fuentes de energiacutea
en su buacutesqueda el Gas Natural resulto idoacuteneo ya que es menos perjudicial que
muchos otros combustibles en cuanto a contaminacioacuten se refiere y en todo el
mundo especialmente en Venezuela existen millones de pie cuacutebicos de reservas
de gas natural en yacimientos asociados y no asociados
En los paiacuteses industrializados dadas las ventajas econoacutemicas y ambientales
su consumo es el que supera con creces al resto de combustibles tradicionales
VII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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1 Gas Natural
El gas natural es una mezcla de hidrocarburos gaseosos producidos por la
transformacioacuten lenta de la materia orgaacutenica animal y vegetal especialmente de
especies marinas microscoacutepicas sepultadas durante millones de antildeos a grandes
profundidades Conforma con el carboacuten petroacuteleo y bitumen el grupo de los
combustibles foacutesiles los cuales han hecho posible el progreso acelerado de la
humanidad en los uacuteltimos trescientos antildeos A su valor como energiacutea limpia
econoacutemica y abundante para uso domeacutestico comercial e industrial se antildeade su
importancia como sustituto de la gasolina en el transporte automotor y materia
prima fundamental en la industria petroquiacutemica
Figura 1 Gas natural desde sus oriacutegenes
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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El gas natural es incoloro inodoro insiacutepido sin forma particular y maacutes ligero
que el aire Se presenta en su forma gaseosa por debajo de los -161ordmC Por
razones de seguridad se le antildeade mercaptano un agente quiacutemico que le da un
olor a huevo podrido con el propoacutesito de detectar una posible fuga de gas
El Gas Natural es una mezcla de varios gases llamados hidrocarburos ya
que estaacuten formados por aacutetomos de hidrogeno y carbono (C-H) por lo regular estaacuten
asociados con otras sustancias como el dioacutexido de carbono el nitroacutegeno (H2S) los
cuales disminuyen su potencial energeacutetico
11 Composicioacuten del gas natural
La composicioacuten del gas natural variacutea dependiendo del depoacutesito del cual es
extraiacutedo
Tabla 1 Composicioacuten y porcentaje molar de una mezcla de gas natural
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Los compuestos orgaacutenicos o hidrocarburos forman largas cadenas de
combinacioacuten por o general desde C-1 hasta C-60 pero solo los primeros cuatro
componentes son gaseosos y son los que componen el Gas Natural
Estos gases son
Metano
- Foacutermula Molecular CH4
Etano
- Formula Molecular CH3ndashCH3
- Formula Semidesarrollada C2H6
Propano
- Foacutermula Molecular C3H8
- Foacutermula Semidesarrollada CH3-CH2-CH3
Butano
- Formula Molecular C4H10
- Formula Semidesarrollada CH3-CH2-CH2CH3
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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12 Caracteriacutesticas del Gas Natural
El gas natural tiene ciertas caracteriacutesticas que dependen de su origen y
formacioacuten y otras que son inherentes a todo gas Las principales son las
siguientes
a) Tienen en su composicioacuten hidrocarburos pesados esto quiere decir
desde los pentanos hacia arriba (C5+) Estos hidrocarburos son
liacutequidos a una temperatura y presioacuten muy cercanas a las atmosfeacutericas
razoacuten por la que se transforman en liacutequidos con muy bajos niveles de
compresioacuten o de disminucioacuten de la temperatura Estos hidrocarburos
son los que forman la gasolina natural que es un subproducto de las
plantas de fabricacioacuten de GLP o mezcla de propano y butanos
b) Los gases de origen natural sea en estado libre o asociado son gases
saturados esto quiere decir que no contienen compuestos con dobles
enlaces o triples enlaces Por lo tanto la composicioacuten de estos gases
responderaacuten a la formula general de CnH(2n+2)
c) El propano y butanos mezclados y que seguacuten hemos indicado
constituyen el GLP son hidrocarburos que se mantienen liacutequidos a la
temperatura ambiente siempre que su presioacuten supere las 140 psi
Obviamente a mayor temperatura ambiente mayor seraacute la presioacuten
requerida para mantenerse en estado liacutequido
d) En nuestro medio el gas se produce en el Oriente y en la Peniacutensula
estaacute libre de contaminantes como el Sulfuro de Hidrogeno salvo en
contadas excepciones razoacuten por la cual carece de olor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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13 Clasificacioacuten del Gas Natural en funcioacuten de su Composicioacuten
Gas Aacutecido Son los que contienen impurezas en alta concentracioacuten tales
como Dioacutexido de Carbono (CO2) Sulfuro de Hidrogeno (H2S) Sulfuro de
Carbonilo (COS) Mercaptanos (RSH) y Dioacutexido de Azufre (SO2) de las
cuales las maacutes comunes son el Dioacutexido de Carbono (CO2) y el Sulfuro de
Hidrogeno (H2S) dichos gases forman aacutecidos en presencia de agua
Gas Agrio Es aquel que tiene cantidades apreciables de componentes
aacutecidos en proporciones que obligan a su tratamiento previo antes de
llevarlo a las tuberiacuteas o entregarlo al comprador
Gas Dulce Es aquel que tiene menos de 4ppmv de sulfuro de hidroacutegeno y
un contenido bajo de dioacutexido de carbono en el que han sido separados los
compuestos aacutecidos hasta satisfacer las condiciones de tuberiacutea
Gas Rico Es aquel que contiene una buena cantidad de productos
condensables Usualmente alimenta una planta de procesamiento para
extraccioacuten de productos condensables (C3+)
Gas Pobre oacute Seco Gas natural con bajo contenido de compuestos
pesados Tambieacuten se le llama gas seco y estaacute constituido principalmente
por Metano
Gas condensado Este gas se puede definir con un gas con liacutequido
disuelto El contenido de metano es de (C1)gt a 60 y el de Heptanos y
compuestos maacutes pesados (C7+) alcanza valores mayores a 125 (lt
125) La mezcla de hidrocarburos a las condiciones iniacuteciales de presioacuten y
temperatura se encuentra en fase gaseosa o en el punto de rociacuteo El gas
presenta condensacioacuten retroacutegrada durante el agotamiento isoteacutermico de la
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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presioacuten proceso que en la mayoriacutea de los casos puede representar alguacuten
problema en la comercializacioacuten de estos yacimientos
Composicioacuten tiacutepica de mezclas provenientes de yacimientos
El Gas Natural se encuentra
- Asociado Es el que se extrae junto con el petroacuteleo crudo y contiene
grandes cantidades de hidrocarburos como etano propano butano y
naftas
- No asociado o libre Es el que se encuentra en depoacutesitos que
contienen uacutenicamente gas natural
14 Ventajas del Uso del Gas Natural
141 Ventajas Ambientales
El gas natural es un combustible muy limpio comparado con los combustibles
tradicionales lo que facilita el cumplimiento de exigentes normas ambientales
Una de las grandes ventajas del gas natural respecto a otros combustibles es la
baja emisioacuten de contaminantes en su combustioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 2 Imagen Esquematizada de las Ventajas del Gas Natural en el
Ambiente
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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En la Extraccioacuten
Por lo que respeta a su extraccioacuten el gas natural tienes dos grandes
ventajas es un combustible muy abundante y sus yacimientos estaacuten repartidos en
un gran nuacutemero de paiacuteses Ello garantiza su suministro y disponibilidad durante
muchos antildeos Por otra parte en su proceso de extraccioacuten se genera menos
contaminacioacuten que en el de otros combustibles foacutesiles
En el transporte y distribucioacuten del Gas
El gas natural llega a las ciudades y fabricas a traveacutes de gasoductos
enterrados sin producir impacto ambiental sobre el paisaje
En la generacioacuten de electricidad
En los paiacuteses mas avanzados el uso del gas natural en las modernas
centrales de ciclo combinado se ha desarrollado ampliamente por sus bajas
emisiones contaminantes Las ventajas ambientales son
Eficiencia energeacutetica en estas centrales el 60 de la energiacutea que se
introduce en el sistema se transforma realmente en energiacutea eleacutectrica En las
centrales teacutermicas tradicionales esta eficiencia es solo de un 37 Tiene
por tanto menos consumo energeacutetico que una central convencional
Menor contaminacioacuten atmosfeacuterica Al usar el gas natural se producen
menos emisiones a la atmosfera de dioacutexido de carbono (reduccioacuten de un
65) de oacutexidos de nitroacutegeno (reduccioacuten de un 70) y de dioacutexido de azufre
(reduccioacuten praacutecticamente del 100) con respecto a las centrales teacutermicas
tradicionales
No se producen residuos ni partiacuteculas solidas en suspensioacuten
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USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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En el consumo domestico
Aplicado a la calefaccioacuten y produccioacuten de agua caliente el gas natural
Emite niveles maacutes bajos de contaminantes a la atmosfera que el carboacuten y
los productos y los productos petroliacuteferos
Entre un 30 y un 40 menos de dioacutexido de carbono que el gasoacuteleo y un
50 menos que el carboacuten
Entre un 40 y un 50 menos de oacutexidos de nitroacutegeno que los otros
combustibles foacutesiles
Elimina praacutecticamente del todo las emisiones de dioacutexido de azufre
En su utilizacioacuten para vehiacuteculos
El gas natural es una alternativa muy utilizada en otros paiacuteses como
carburante para vehiacuteculos de transporte ya que reduce notablemente la
contaminacioacuten atmosfeacuterica en las ciudades Por ello se esta introduciendo en
Espantildea para flotas de autobuses urbanos y vehiacuteculos de recogida de residuos
Las emisiones se encuentran por debajo del 25 de los valores maacuteximos
admitidos por la vigente Directiva Europea
Como fuente de obtencioacuten de hidrogeno
El gas natural es actualmente la principal fuente para la obtencioacuten de
hidrogeno que se utiliza en la nueva tecnologiacutea de las pilas de combustible Esta
tecnologiacutea aparece como una prometedora alternativa para reducir las emisiones
contaminantes en la produccioacuten de electricidad a pequentildea y mediana escala y su
aplicacioacuten es particularmente interesante en vehiacuteculos de transporte
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USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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En su uso industrial
La utilizacioacuten del gas natural en los procesos industriales conlleva
importante ventajas ambientales tal como se demuestra en sectores como el
ceraacutemico papelero o sideruacutergico entre muchos otros Algunas de estas ventajas
ambientales son
Disminucioacuten del consumo energeacutetico
Reduccioacuten de las emisiones contaminantes a la atmosfera que pueden
superar el 50 en algunos procesos
Eliminacioacuten de las partiacuteculas en suspensioacuten en los gases de combustioacuten
En los procesos de cogeneracioacuten
El gas natural se utiliza en la cogeneracioacuten que es la produccioacuten
simultaacutenea de electricidad y calor generado por un mismo equipo Las ventajas
ambientales de la cogeneracioacuten son
Disminucioacuten del consumo de energiacutea
Reduccioacuten de hasta un 60 de las emisiones de dioacutexido de carbono De
hasta un 70 de los oacutexidos de nitroacutegeno y praacutectica eliminacioacuten del dioacutexido
de azufre y de las partiacuteculas solidad en suspensioacuten
Para entender mejor sobre las emisiones producidas por los combustibles
se presenta lo siguiente
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USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Tabla 2 Cuadro comparativo de las emisiones producidas por los
combustibles
142 Ventajas Econoacutemicas
El gas natural es el combustible de menor precio y permite obtener
importantes ahorros en relacioacuten con otros combustibles
1421 Precios equivalentes de los combustibles
Tabla 3 Precios equivalentes de los combustibles
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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143 Ventajas Operacionales
El gas natural estaacute disponible en forma continua no requiere tanques de
almacenamiento disminuyendo los riesgos que ello implica y tambieacuten los
costos financieros
No requiere preparacioacuten previa a su utilizacioacuten como por ejemplo
calentarlo pulverizarlo o bombearlo como ocurre con el petroacuteleo o el
carboacuten
Los equipos y quemadores de gas natural son faacuteciles de limpiar y
conservar
La combustioacuten del gas natural puede finalizar instantaacuteneamente tan pronto
como cese la demanda de calor de los aparatos que lo utilizan lo cual es
muy adecuado para cargas variables e intermitentes
La regulacioacuten automaacutetica es sencilla y de gran precisioacuten manteniendo
constante la temperatura o la presioacuten al variar la carga
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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El rendimiento del gas natural en la combustioacuten es superior al de otros
combustibles
15 Procesamiento del Gas Natural
Acondicionamiento del gas natural Consiste en la eliminacioacuten de las
impurezas azufre agua CO2 y otras que no tienen valor comercial
Separacioacuten de componentes del gas natural Mediante este proceso el
gas se separa en
- Gas natural seco (metano y etano) que se transporta por gasoductos
hasta los centros de consumo
- Liacutequidos de gas natural (LGN) constituido por propano butanos
pentanos e hidrocarburos maacutes pesados que se transportan por
poliductos hasta una planta de fraccionamiento
Fraccionamiento de componentes del LGN Viene a ser la separacioacuten
de los liacutequidos de gas natural en
- Propano butano (GLP)
- Gasolina natural (pentanos e hidrocarburos maacutes pesados)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 3 Procesos del Gas Natural
2 Fraccionamiento del Gas Natural
Es un proceso que consiste en separar los liacutequidos del gas natural (LGN) en
gas licuado de petroacuteleo (GLP) y gasolina natural Los Liacutequidos del Gas Natural
(LGN) se enviacutean a las plantas de fraccionamiento donde se obtiene por separado
etano propano butano normal e iso-butano gasolina natural y nafta residual que
se almacenan en forma refrigerada y presurizada en recipientes esfeacutericos
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 4 Algunas Torres de Fraccionamiento
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 5 Fraccionamiento
El proceso de fraccionamiento recibe liacutequidos del gas del proceso
criogeacutenico y condensados dulces que pueden provenir de las plantas endulzadora
de liacutequidos o directamente de los campos productores Consiste en varias etapas
de separacioacuten que se logran a traveacutes de la destilacioacuten Con lo anterior se logra la
separacioacuten de cada uno de los productos como se muestra en la figura
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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La forma maacutes utilizada para la separacioacuten de los componentes del gas
natural es mediante enfriamiento se utilizan los principios de refrigeracioacuten
mecaacutenica o autorefrigeracion mediante el principio de Joule Thompson (expansioacuten
isentroacutepica o adiabaacutetica) Posteriormente la mezcla liquida es sometida a
fraccionamiento en una columna de platos o empaques
Efecto Joule Thomson
El efecto de Joule-Thomson o efecto Joule-Kelvin es el proceso en el
cual la temperatura de un sistema disminuye o aumenta al permitir que el sistema
se expanda libremente manteniendo la entalpiacutea constante (lo que significa que el
gas no recibe ni transfiere calor y no realiza ninguacuten trabajo)
Fue descrito por James Prescott Joule y William Thomson el primer Baroacuten
Kelvin quienes establecieron el efecto en 1852 modificando un experimento previo
de Joule en el que un gas se expandiacutea manteniendo constante su energiacutea interna
La relacioacuten entre temperatura presioacuten y volumen de un gas se puede describir de
una forma sencilla gracias a las leyes de los gases Cuando el volumen aumenta
durante un proceso irreversible las leyes de los gases no pueden determinar por
si solas queacute ocurre con la temperatura y presioacuten del gas
En general cuando un gas se expande adiabaacuteticamente la temperatura
puede aumentar o disminuir dependiendo de la presioacuten y temperatura inicial Para
una presioacuten constante (fijada previamente) un gas tendraacute una temperatura de
inversioacuten de Joule-Thompson (Kelvin) sobre la cual al expandirse el gas causa
un aumento de temperatura y por debajo la expansioacuten del gas causa un
enfriamiento En la mayoriacutea de los gases a presioacuten atmosfeacuterica esta temperatura
es bastante alta mucho mayor que la temperatura ambiental y por ello la mayoriacutea
de los gases se enfriacutean al expandirse
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 6 Expansioacuten Joule Thomson Plantas GNL por Refrigeracioacuten
Hemos visto que cuando un gas sufre una expansioacuten a traveacutes de un
obstaacuteculo o estrangulamiento a presiones y temperaturas adecuadas se produce
una disminucioacuten de su temperatura Como se cumple que cuanto maacutes baja es la
temperatura el teacutermino es de mayor valor absoluto y negativo el
coeficiente de Joule-Thomson tendraacute los valores positivos maacutes altos a
temperatura bajas Como consecuencia de ello el enfriamiento por efecto de
Joule-Thomson seraacute mas pronunciado a temperaturas bajas y presiones bajas
El cientiacutefico ingleacutes llamado John Dalton afirmoacute que la presioacuten total de una
mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los
componentes Esta afirmacioacuten ahora es conocida como la ley de presiones
parciales de Dalton la cual nos permite calcular el volumen maacuteximo de vapor de
agua que el gas natural puede contener a una temperatura y presioacuten dada
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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La temperatura del gas y las presiones son los factores maacutes importantes en
el disentildeo de un sistema de deshidratacioacuten del gas Sin eacutesta informacioacuten baacutesica el
tamantildeo de un deshidratador adecuado es imposible
La expansioacuten Joule-Thomson utiliza caiacutedas de temperatura para remover
agua condensada y asiacute deshidratar el gas natural En algunos casos el glicol
podriacutea ser inyectado al intercambiador de calor para obtener temperaturas maacutes
bajas antes de la expansioacuten que ocurre en un separador de bajas temperaturas
En esta expansioacuten el gas pasa primero por un intercambiador de calor para
recibir un pre-enfriamiento y posteriormente a traveacutes de una vaacutelvula de expansioacuten
o estrangulador Esta expansioacuten es un proceso isoentaacutelpico donde la caiacuteda de
presioacuten genera una disminucioacuten de temperatura la cual provoca una separacioacuten
de los liacutequidos condensables Generalmente en este tipo de proceso el gas debe
comprimirse para alcanzar la presioacuten requerida para su transporte
Figura 7 Esquema de Proceso de Enfriamiento de Gas Natural mediante
Expansioacuten con Vaacutelvula (efecto de Joule-Thompson)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 8 Refrigeracioacuten por Joule- Thomson
3 Uso de los Productos del proceso de Fraccionamiento
Luego del tratamiento se somete al gas natural a los procesos de extraccioacuten y
Fraccionamiento para separar sus componentes y disponer de gas metano para
su transportacioacuten y distribucioacuten bajo las normas de calidad establecidas Los
componentes separados en este proceso como son el etano propano butano y
pentano se utilizaraacuten posteriormente de manera individual como productos
cotizados en el mercado
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 9 Esquema de los productos del Gas Natural
31 Productos claves del proceso de Fraccionamiento
311 Etano
El etano ( de eacuteter y el sufijo -ano) es un hidrocarburo alifaacutetico alcano con dos
aacutetomos de carbono de foacutermula C2H6 A condiciones normales es gaseoso y un
excelente combustible Su punto de ebullicioacuten estaacute en -88 degC
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 10 Formula Estructural del Etano
El etano se encuentra en cantidad apreciable en el gas natural y constituye el
primer homoacutelogo del metano Los meacutetodos empleados para su obtencioacuten asiacute
como sus propiedades son muy semejantes a las del metano Aunque el etano
tiene poca importancia praacutectica su foacutermula presenta nuevos aspectos que son
muy interesantes
Propiedades Fiacutesicas
Se encuentra en estado gaseoso a temperatura ambiente Presenta un iacutendice
de octanaje superior al de la gasolina y tiene una presioacuten de vapor inferior
resultando en menores emisiones evaporativas La combustioacuten en el aire es
inferior a la de la gasolina lo que reduce el nuacutemero y la importancia de los
incendios en los vehiacuteculos Su punto de fusioacuten es -1833deg y su punto de ebullicioacuten
es de -886 deg C
Propiedades Quiacutemicas
Su estructura es uacutenica ya que existe una sola manera de unir los aacutetomos de
carbono en estas moleacuteculas No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Aplicaciones
El etano se puede utilizar de dos maneras
Como mezcla con la gasolina con el objetivo de un aumento del octanaje de
la gasolina
Como etano puro compuesto de etano hidratado a 955 GL
Es un excelente combustible automotriz El etano anhidro tiene un poder
caloriacutefero inferior y superior de 212 y 234 mega joule por litro respectivamente
contra 301 y 349 mega joule por litro de gasolina En Brasil las propiedades del
etano (como combustible) llevaron al desarrollo de motores a alcohol y motores
para la mezcla alcohol gasolina Hasta 1988 los avances se realizaron por la
industria automoviliacutestica (GM Ford Volkswagen Fiat) para sistemas carburados
actualmente se encuentran disponibles para todos los motores con sistemas a
inyeccioacuten electroacutenica
Existen varias formas para obtener olefinas pero nosotros nos vamos a centrar
en la produccioacuten de Etileno y Propileno a partir del gas natural o Propano y Etano
esta misma materia prima es la que se usa en la Planta de Olefinas del Complejo
Petroquiacutemico El Tablazo ubicado en los Puertos de Altagracia Estado Zulia
Venezuela (Pequiven SA)
Estaacute la alimentacioacuten de materia prima que es el propano y etano a un 95 y
955 de pureza respectivamente esto ocurre de forma liquida a una presioacuten de
176 kgcm2 y 38 ordmC Este gas pasa por una seccioacuten de hornos en total hay 9
hornos en los cuales hay 7 hornos con celdas simples y 2 con celdas dobles
cada celda con la misma capacidad que la otra En estas celdas se va a realizar la
pirolisis con una mezcla de vapor de agua con los hidrocarburos con una relacioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
33
de 03 kg de vapor de agua sobre kg de hidrocarburo la pirolisis para el Etano
ocurre a 843 ordmC para el etano y de 826 a 843 ordmC para el propano
Figura 11 Esquema de distribucioacuten del Etileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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312 Propano
El propano (de abreviacioacuten de propioacutenico mas el sufijo -ano) es un gas
incoloro e inodoro Pertenece a los hidrocarburos alifaacuteticos (los alcanos) Su
foacutermula quiacutemica C3H8
Figura 12 Formula Estructural del Propano
El propano se suele obtener del gas natural o de los gases de los procesos
de cracking producidos en las instalaciones petroquiacutemicas Se obtiene en
yacimientos subterraacuteneos de petroacuteleo Una vez extraiacutedo el crudo se procede a un
tratamiento de refino para obtener los distintos productos que provienen de este
aceite entre ellos el gas propano
Propiedades Fiacutesicas
Hidrocarburo gaseoso incoloro y combustible que se halla en el petroacuteleo
americano Tiene 3 aacutetomos de Carbono su punto de fusioacuten es -18765degC y su
punto de ebullicioacuten es de -421 deg C
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Propiedades Quiacutemicas
Posee baja polaridad No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
Aplicaciones
Por sus aplicaciones es un buen sustituto del gas obtenido por destilacioacuten seca
de la hulla El principal uso del propano es el aprovechamiento energeacutetico como
combustible en hogares comercios e industrias Con base al punto de ebullicioacuten
maacutes bajo que el butano y el mayor valor energeacutetico por gramo a veces se mezcla
con eacuteste o se utiliza propano en vez de butano En la industria quiacutemica es uno de
los productos de partida en la siacutentesis del propeno Es usado para la siacutentesis de
productos quiacutemicos petroquiacutemicos o plaacutestico (PVC Polietileno polipropileno
etc) Ademaacutes se utiliza como gas refrigerante (R290) o como gas propulsor en
aerosoles
No suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje No es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya
que por su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las
conducciones De hecho se eliminan los restos de butano y propano del gas
natural por este motivo
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
36
Figura 13 Esquema de distribucioacuten del Propileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
37
313 Butano
El butano (del aacutecido butiacuterico y eacuteste del latiacuten butyrum manteca y del sufijo -
ano) tambieacuten llamado n-butano es un hidrocarburo saturado parafiacutenico o
alifaacutetico inflamable gaseoso que se licuacutea a presioacuten atmosfeacuterica a -05 degC formado
por cuatro aacutetomos de carbono y por diez de hidroacutegeno cuya foacutermula quiacutemica es
C4H10 Tambieacuten puede denominarse con el mismo nombre a un isoacutemero de eacuteste
gas el isobutano o metilpropano
Los aacutetomos de carbono se encuentran unidos formando una cadena abierta
En el n-butano (normal) la cadena es continua y sin ramificaciones mientras que
en el i-butano (iso) o metilpropano uno de los aacutetomos de carbono forma una
ramificacioacuten lateral Esta diferencia de estructura es la causa de las distintas
propiedades que presentan
Como es un gas incoloro e inodoro en su elaboracioacuten se le antildeade un
odorizante (generalmente un mercaptano) que le confiere olor desagradable Esto
le permite ser detectado en una fuga porque es altamente volaacutetil y puede provocar
una explosioacuten
En caso de extincioacuten de un fuego por gas butano se emplea dioacutexido de
carbono (CO2) polvo quiacutemico o niebla de agua para enfriar y dispersar vapores El
butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
38
Figura 14 Formula Estructural del Butano
El butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
Propiedades Fiacutesicas
- Estado de agregacioacuten Gas
- Apariencia Incoloro
- Densidad 252 kgm3 000252 gcm3
- Masa 5808 u
- Punto de fusioacuten 1349 K (minus1383 degC)
- Punto de ebullicioacuten 2727 K (-05 degC)
- Punto de descomposicioacuten K (-27315 degC)
- Temperatura criacutetica K (-27315 degC)
Propiedades Quiacutemicas
- Solubilidad en agua 61 g100 ml H2O
- KPS nd
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
39
Aplicaciones
La principal aplicacioacuten del gas butano es la de combustible en hogares para la
cocina y agua caliente el gas butano no suele usarse en sistemas de calefaccioacuten
ya que no suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje es un gas un tanto inestable desde el punto de vista de la
licuefaccioacuten por ello la normativa espantildeola el Real Decreto 9192006 no permite
el tener mas de dos bombonas de gas butano en el interior de locales que tengan
aparatos a gas uno en reserva y uno en descarga ademaacutes de esto tampoco esta
permitido el almacenamiento en posicioacuten horizontal por esto cuando se ven
almacenes de envases GLP (bombonas de gas butano) estaacuten estos colocados en
estructuras metaacutelicas tipo estanteriacutea y siempre estaacuten en posicioacuten vertical asiacute
mismo como los camiones de transporte o distribucioacuten de gas butano
El gas butano no es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya que por
su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las conducciones y
esto provocar graves accidentes De hecho se eliminan los restos de butano y
propano del gas natural por este motivo creando un gas mucho maacutes estable para
su transporte por gaseoductos nos referimos al gas natural
Figura 15 Bombonas de Gas Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
40
El iso- butano tiene su uso principal para alquilato y MTBE componentes
clave en la produccioacuten de gasolinas El eacuteter metil tert-butiacutelico metil tert-butil
eacuteter metil terc-butil eacuteter o por sus siglas MTBE es un liacutequido inflamable de olor
caracteriacutestico desagradable Se fabrica combinando sustancias quiacutemicas como
isobutileno y metanol y se ha usado desde los antildeos 1980 como aditivo para
incrementar el octanaje de la gasolina sin plomo
El MTBE se usa tambieacuten para disolver caacutelculos biliares En estos pacientes
el MTBE se hace llegar directamente a los caacutelculos a traveacutes de tubos especiales
insertados por medio de cirugiacutea
El n - butano provee volatilidad en gasolinas Gas combustible (solo o
mezclado con propano) Plantas de butadieno (cuero sinteacutetico) y olefinas
314 Gasolina Natural
Producto resultante del procesamiento de gas natural Compuesta
baacutesicamente por pentano hexano y heptano Los meacutetodos utilizados para su
elaboracioacuten son la absorcioacuten con aceite pesado la absorcioacuten con carboacuten vegetal
compresioacuten y refinacioacuten Se utiliza para la mezcla con gasolina que se produce en
las refineriacuteas o con el petroacuteleo para mejorar la densidad de ese producto y
aumentar su valor comercial
32 Liacutequidos de Gas Natural (LGN)
Los liacutequidos del gas natural (LGN) formados por etano propano butano y
otros componentes hidrocarburos maacutes pesados son utilizados en el mercado
interno como combustible y materia prima (industria petroquiacutemica entre ellas)
Entre los clientes nacionales de la industria del LGN se encuentran mercado
interno de propano Pequiven Refineriacutea de Puerto La Cruz Refineriacutea El Palito las
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
41
plantas de Carenero Guamache Punta Cardoacuten y Super Octanos asiacute como el
mercado domeacutestico en especial las zonas populares
Por otro lado 31 de la produccioacuten de este hidrocarburo abastece los
mercados internacionales Cuba paiacuteses del CARICOM EE UU Meacutexico Chile
Brasil Curazao Puerto Rico y Europa La capacidad total de procesamiento de
LGN en el paiacutes es de 2660 MMPCD estimaacutendose la demanda para el antildeo 2005
en 14 millones de kg (35 MBD) siendo el consumo promedio 36 kgpersona
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)
Infraestructura de LGN
3 plantas de fraccionamiento Joseacute Uleacute y Bajo Grande
3 plantas de extraccioacuten San Joaquiacuten Santa Baacuterbara y Jusepiacuten
3 muelles de embarque Joseacute La Salinas y Bajo Grande
Existen 85 plantas de llenado que cubren casi todo el paiacutes y que surten a
230 empresas privadas distribuidoras y comercializadoras de gas
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
42
321 Almacenamiento de GNL
El GNL se almacena a -161 degC y a presioacuten atmosfeacuterica en tanques
criogeacutenicos especiales para baja temperatura El tiacutepico tanque de GNL tiene doble
pared una pared externa de hormigoacuten armado recubierto con acero al carbono y
una pared interna de acero niquelado al 9 La seguridad y la resistencia son las
consideraciones de disentildeo primarias al construir estos tanques los cuales se
disentildean para soportar terremotos y fuertes vientos
A presioacuten se almacenan los productos a la presioacuten de vapor a la
temperatura ambiente
Refrigerado se mantienen los productos a la temperatura de burbuja a
presioacuten cerca de la atmosfeacuterica (05 ndash 2 psig)
Refrigerado y a presioacuten
322 Transporte de GNL
El GNL se transporta a presioacuten atmosfeacuterica en buques especialmente
construidos con casco doble El sistema de contencioacuten de carga se disentildea y
construye utilizando materiales especiales para el aislamiento y tanque para
asegurar el transporte seguro de esta carga criogeacutenica
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
43
El GNL en los tanques de carga del buque se mantiene a su temperatura de
saturacioacuten (-161 degC) a lo largo de toda la navegacioacuten pero se permite que una
pequentildea cantidad de vapor se disipe por ebullicioacuten en un proceso que se
denomina autorrefrigeracioacuten El gas evaporado se utiliza para impulsar los
motores del buque
Figura 17 Transporte de GNL
Aproximadamente 40 de los buques de GNL actualmente en servicio
cuentan con sistemas de contencioacuten de carga del tipo de membrana de modo que
tienen un aspecto muy similar al de otros cargueros El resto de los buques tienen
un sistema de contencioacuten de carga maacutes particular que incluye cuatro o maacutes
tanques esfeacutericos grandes Ambos tipos de sistema de contencioacuten poseen
antecedentes de operacioacuten extremadamente seguros y confiables
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
44
Datos sobre buques
- Actualmente se encuentran en servicio maacutes de 120 buques de GNL
- El transporte de GNL por buque tiene antecedentes de seguridad
ejemplares
- Liacutemites de capacidad de carga 19000 m3 a 138000 m3
- Esloras 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft)
- Calados 65 m (12 ft) a 12 m (39 ft)
La flota de buques estaacute desarrollaacutendose raacutepidamente con maacutes de 100 buques
pedidos a los astilleros y que entraraacuten en servicio en los proacuteximos antildeos Tambieacuten
estaacuten naciendo proyectos alternativos para el transporte de GNL en pequentildeas
cantidades bien sea en camiones o en barcos mucho menores que los actuales
323 Regasificacioacuten de GNL
Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificacioacuten
en la zona de mercado el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de
almacenamiento Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal
de licuefaccioacuten Generalmente la descarga de un buque requiere unas 12 horas
Luego el GNL vuelve a su estado gaseoso original Para ello se bombea desde
los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las
condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los
usuarios finales ubicados corriente abajo de la tuberiacutea Posteriormente el gas se
distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
45
Otra modalidad de distribucioacuten consiste en el transporte de GNL a bordo de
cisternas especialmente disentildeadas para su carga desde las plantas
regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros hasta clientes
que disponen de depoacutesitos de GNL que estaacuten disentildeados para almacenar y
regasificar el gas para su uso Esta es la uacutenica modalidad de transporte de GNL
posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional
324 Riesgos de un proyecto de GNL
Debido a que los proyectos de GNL estaacuten basados en contratos de compra y
venta a largo plazo la mayor parte de los riesgos estaacuten basados en la
disponibilidad de gas al proyecto la estabilidad de los paiacuteses donde se ejecuta el
proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del grupo que estaacute ejecutando el
proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr
una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida uacutetil
Las caracteriacutesticas de un buen proyecto de GNL incluyen
Bajos costos de infraestructura y produccioacuten del gas
Bajos costos de transporte del gas y otros productos liacutequidos
Buena estructura del proyecto y de la compantildeiacutea establecida para este
efecto
Ambiente fiscal atractivo
Confianza de los compradores en la estabilidad del proyecto
Seguridad de mercado
Iacutendice del precio del gas con cambios de mercado
Proyecto que sea faacutecilmente financiable
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
46
33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
47
GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
48
GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
49
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
52
BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
ENCICLOPEDIA Hispaacutenica (2001) MACROPEDIA VOLUMEN 7 Segunda
Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
ENCICLOPEDIA Encarta (2007) Biblioteca de Consulta
MICROSOFT Internet www googlecom
X
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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INDICE DE FIGURAS
Paacuteg
Figura 1 Gas Natural desde sus origeneshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip9
Figura 2 Imagen Esquematizada de las Ventajas del Gas Natural en
el Ambientehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip15
Figura 3 Procesos del Gas Naturalhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip23
Figura 4 Algunas Torres de Fraccionamientohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip24
Figura 5 Fraccionamientohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip25
Figura 6 Expansioacuten Joule Thomson Plantas GNL por Refrigeracioacutenhelliphelliphellip27
Figura 7 Esquema de Proceso de Enfriamiento de Gas Natural
mediante Expansioacuten con Vaacutelvula (efecto de Joule-Thompson)helliphelliphelliphelliphelliphellip28
Figura 8 Refrigeracioacuten por Joule- Thomsonhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip29
Figura 9 Esquema de los productos del Gas Naturalhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip30
Figura 10 Formula Estructural del Etanohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip31
Figura 11 Esquema de distribucioacuten del Etilenohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip33
Figura 12 Formula Estructural del Propanohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip34
Figura 13 Esquema de distribucioacuten del Propilenohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip36
Figura 14 Formula Estructural del Butanohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip38
Figura 15 Bombonas de Gas Domesticohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip39
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip41
Figura 17 Transporte de GNLhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip43
Figura 18 GLP Domesticohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip46
Figura 19 GLP Comercial Industrialhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip47
Figura 20 GLP Automotorhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip48
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip49
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
6
INDICE DE TABLAS
Paacuteg
Tabla 1 Composicioacuten y porcentaje molar de una mezcla de gas naturalhelliphelliphellip10
Tabla 2 Cuadro comparativo de las emisiones producidas por los
Combustibleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip19
Tabla 3 Precios equivalentes de los combustibleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip19
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
7
INTRODUCCION
El gas natural se originoacute hace millones de antildeos como producto de la
descomposicioacuten de las plantas y animales que fueron atrapados en el interior de la
Tierra bajo gruesas capas de fango arena y lodo
El gas natural se utiliza como combustible y materia prima en la industria
petroquiacutemica Como combustible se emplea por su gran poder caloriacutefico por ser
su combustioacuten faacutecilmente regulable y por ser limpia y producir escasa
contaminacioacuten Como materia prima es la maacutes adecuada para la fabricacioacuten de
amoniacuteaco y tambieacuten del metanol (producto que se utiliza en la fabricacioacuten de
plaacutesticos) A partir del gas natural se obtienen materias primas de base en la
industria petroquiacutemica (etileno butadieno y propileno)
Anteriormente al gas natural no se le daba utilizacioacuten ya que no existiacutean las
tecnologiacuteas adecuadas para su tratamiento pero hoy diacutea el desarrollo de muchos
paiacuteses ha inducido a la buacutesqueda de nuevas alternativas de fuentes de energiacutea
en su buacutesqueda el Gas Natural resulto idoacuteneo ya que es menos perjudicial que
muchos otros combustibles en cuanto a contaminacioacuten se refiere y en todo el
mundo especialmente en Venezuela existen millones de pie cuacutebicos de reservas
de gas natural en yacimientos asociados y no asociados
En los paiacuteses industrializados dadas las ventajas econoacutemicas y ambientales
su consumo es el que supera con creces al resto de combustibles tradicionales
VII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
8
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
9
1 Gas Natural
El gas natural es una mezcla de hidrocarburos gaseosos producidos por la
transformacioacuten lenta de la materia orgaacutenica animal y vegetal especialmente de
especies marinas microscoacutepicas sepultadas durante millones de antildeos a grandes
profundidades Conforma con el carboacuten petroacuteleo y bitumen el grupo de los
combustibles foacutesiles los cuales han hecho posible el progreso acelerado de la
humanidad en los uacuteltimos trescientos antildeos A su valor como energiacutea limpia
econoacutemica y abundante para uso domeacutestico comercial e industrial se antildeade su
importancia como sustituto de la gasolina en el transporte automotor y materia
prima fundamental en la industria petroquiacutemica
Figura 1 Gas natural desde sus oriacutegenes
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
10
El gas natural es incoloro inodoro insiacutepido sin forma particular y maacutes ligero
que el aire Se presenta en su forma gaseosa por debajo de los -161ordmC Por
razones de seguridad se le antildeade mercaptano un agente quiacutemico que le da un
olor a huevo podrido con el propoacutesito de detectar una posible fuga de gas
El Gas Natural es una mezcla de varios gases llamados hidrocarburos ya
que estaacuten formados por aacutetomos de hidrogeno y carbono (C-H) por lo regular estaacuten
asociados con otras sustancias como el dioacutexido de carbono el nitroacutegeno (H2S) los
cuales disminuyen su potencial energeacutetico
11 Composicioacuten del gas natural
La composicioacuten del gas natural variacutea dependiendo del depoacutesito del cual es
extraiacutedo
Tabla 1 Composicioacuten y porcentaje molar de una mezcla de gas natural
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
11
Los compuestos orgaacutenicos o hidrocarburos forman largas cadenas de
combinacioacuten por o general desde C-1 hasta C-60 pero solo los primeros cuatro
componentes son gaseosos y son los que componen el Gas Natural
Estos gases son
Metano
- Foacutermula Molecular CH4
Etano
- Formula Molecular CH3ndashCH3
- Formula Semidesarrollada C2H6
Propano
- Foacutermula Molecular C3H8
- Foacutermula Semidesarrollada CH3-CH2-CH3
Butano
- Formula Molecular C4H10
- Formula Semidesarrollada CH3-CH2-CH2CH3
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
12
12 Caracteriacutesticas del Gas Natural
El gas natural tiene ciertas caracteriacutesticas que dependen de su origen y
formacioacuten y otras que son inherentes a todo gas Las principales son las
siguientes
a) Tienen en su composicioacuten hidrocarburos pesados esto quiere decir
desde los pentanos hacia arriba (C5+) Estos hidrocarburos son
liacutequidos a una temperatura y presioacuten muy cercanas a las atmosfeacutericas
razoacuten por la que se transforman en liacutequidos con muy bajos niveles de
compresioacuten o de disminucioacuten de la temperatura Estos hidrocarburos
son los que forman la gasolina natural que es un subproducto de las
plantas de fabricacioacuten de GLP o mezcla de propano y butanos
b) Los gases de origen natural sea en estado libre o asociado son gases
saturados esto quiere decir que no contienen compuestos con dobles
enlaces o triples enlaces Por lo tanto la composicioacuten de estos gases
responderaacuten a la formula general de CnH(2n+2)
c) El propano y butanos mezclados y que seguacuten hemos indicado
constituyen el GLP son hidrocarburos que se mantienen liacutequidos a la
temperatura ambiente siempre que su presioacuten supere las 140 psi
Obviamente a mayor temperatura ambiente mayor seraacute la presioacuten
requerida para mantenerse en estado liacutequido
d) En nuestro medio el gas se produce en el Oriente y en la Peniacutensula
estaacute libre de contaminantes como el Sulfuro de Hidrogeno salvo en
contadas excepciones razoacuten por la cual carece de olor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
13
13 Clasificacioacuten del Gas Natural en funcioacuten de su Composicioacuten
Gas Aacutecido Son los que contienen impurezas en alta concentracioacuten tales
como Dioacutexido de Carbono (CO2) Sulfuro de Hidrogeno (H2S) Sulfuro de
Carbonilo (COS) Mercaptanos (RSH) y Dioacutexido de Azufre (SO2) de las
cuales las maacutes comunes son el Dioacutexido de Carbono (CO2) y el Sulfuro de
Hidrogeno (H2S) dichos gases forman aacutecidos en presencia de agua
Gas Agrio Es aquel que tiene cantidades apreciables de componentes
aacutecidos en proporciones que obligan a su tratamiento previo antes de
llevarlo a las tuberiacuteas o entregarlo al comprador
Gas Dulce Es aquel que tiene menos de 4ppmv de sulfuro de hidroacutegeno y
un contenido bajo de dioacutexido de carbono en el que han sido separados los
compuestos aacutecidos hasta satisfacer las condiciones de tuberiacutea
Gas Rico Es aquel que contiene una buena cantidad de productos
condensables Usualmente alimenta una planta de procesamiento para
extraccioacuten de productos condensables (C3+)
Gas Pobre oacute Seco Gas natural con bajo contenido de compuestos
pesados Tambieacuten se le llama gas seco y estaacute constituido principalmente
por Metano
Gas condensado Este gas se puede definir con un gas con liacutequido
disuelto El contenido de metano es de (C1)gt a 60 y el de Heptanos y
compuestos maacutes pesados (C7+) alcanza valores mayores a 125 (lt
125) La mezcla de hidrocarburos a las condiciones iniacuteciales de presioacuten y
temperatura se encuentra en fase gaseosa o en el punto de rociacuteo El gas
presenta condensacioacuten retroacutegrada durante el agotamiento isoteacutermico de la
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
14
presioacuten proceso que en la mayoriacutea de los casos puede representar alguacuten
problema en la comercializacioacuten de estos yacimientos
Composicioacuten tiacutepica de mezclas provenientes de yacimientos
El Gas Natural se encuentra
- Asociado Es el que se extrae junto con el petroacuteleo crudo y contiene
grandes cantidades de hidrocarburos como etano propano butano y
naftas
- No asociado o libre Es el que se encuentra en depoacutesitos que
contienen uacutenicamente gas natural
14 Ventajas del Uso del Gas Natural
141 Ventajas Ambientales
El gas natural es un combustible muy limpio comparado con los combustibles
tradicionales lo que facilita el cumplimiento de exigentes normas ambientales
Una de las grandes ventajas del gas natural respecto a otros combustibles es la
baja emisioacuten de contaminantes en su combustioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
15
Figura 2 Imagen Esquematizada de las Ventajas del Gas Natural en el
Ambiente
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
16
En la Extraccioacuten
Por lo que respeta a su extraccioacuten el gas natural tienes dos grandes
ventajas es un combustible muy abundante y sus yacimientos estaacuten repartidos en
un gran nuacutemero de paiacuteses Ello garantiza su suministro y disponibilidad durante
muchos antildeos Por otra parte en su proceso de extraccioacuten se genera menos
contaminacioacuten que en el de otros combustibles foacutesiles
En el transporte y distribucioacuten del Gas
El gas natural llega a las ciudades y fabricas a traveacutes de gasoductos
enterrados sin producir impacto ambiental sobre el paisaje
En la generacioacuten de electricidad
En los paiacuteses mas avanzados el uso del gas natural en las modernas
centrales de ciclo combinado se ha desarrollado ampliamente por sus bajas
emisiones contaminantes Las ventajas ambientales son
Eficiencia energeacutetica en estas centrales el 60 de la energiacutea que se
introduce en el sistema se transforma realmente en energiacutea eleacutectrica En las
centrales teacutermicas tradicionales esta eficiencia es solo de un 37 Tiene
por tanto menos consumo energeacutetico que una central convencional
Menor contaminacioacuten atmosfeacuterica Al usar el gas natural se producen
menos emisiones a la atmosfera de dioacutexido de carbono (reduccioacuten de un
65) de oacutexidos de nitroacutegeno (reduccioacuten de un 70) y de dioacutexido de azufre
(reduccioacuten praacutecticamente del 100) con respecto a las centrales teacutermicas
tradicionales
No se producen residuos ni partiacuteculas solidas en suspensioacuten
1
2
3
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
17
En el consumo domestico
Aplicado a la calefaccioacuten y produccioacuten de agua caliente el gas natural
Emite niveles maacutes bajos de contaminantes a la atmosfera que el carboacuten y
los productos y los productos petroliacuteferos
Entre un 30 y un 40 menos de dioacutexido de carbono que el gasoacuteleo y un
50 menos que el carboacuten
Entre un 40 y un 50 menos de oacutexidos de nitroacutegeno que los otros
combustibles foacutesiles
Elimina praacutecticamente del todo las emisiones de dioacutexido de azufre
En su utilizacioacuten para vehiacuteculos
El gas natural es una alternativa muy utilizada en otros paiacuteses como
carburante para vehiacuteculos de transporte ya que reduce notablemente la
contaminacioacuten atmosfeacuterica en las ciudades Por ello se esta introduciendo en
Espantildea para flotas de autobuses urbanos y vehiacuteculos de recogida de residuos
Las emisiones se encuentran por debajo del 25 de los valores maacuteximos
admitidos por la vigente Directiva Europea
Como fuente de obtencioacuten de hidrogeno
El gas natural es actualmente la principal fuente para la obtencioacuten de
hidrogeno que se utiliza en la nueva tecnologiacutea de las pilas de combustible Esta
tecnologiacutea aparece como una prometedora alternativa para reducir las emisiones
contaminantes en la produccioacuten de electricidad a pequentildea y mediana escala y su
aplicacioacuten es particularmente interesante en vehiacuteculos de transporte
4
5
6
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
18
En su uso industrial
La utilizacioacuten del gas natural en los procesos industriales conlleva
importante ventajas ambientales tal como se demuestra en sectores como el
ceraacutemico papelero o sideruacutergico entre muchos otros Algunas de estas ventajas
ambientales son
Disminucioacuten del consumo energeacutetico
Reduccioacuten de las emisiones contaminantes a la atmosfera que pueden
superar el 50 en algunos procesos
Eliminacioacuten de las partiacuteculas en suspensioacuten en los gases de combustioacuten
En los procesos de cogeneracioacuten
El gas natural se utiliza en la cogeneracioacuten que es la produccioacuten
simultaacutenea de electricidad y calor generado por un mismo equipo Las ventajas
ambientales de la cogeneracioacuten son
Disminucioacuten del consumo de energiacutea
Reduccioacuten de hasta un 60 de las emisiones de dioacutexido de carbono De
hasta un 70 de los oacutexidos de nitroacutegeno y praacutectica eliminacioacuten del dioacutexido
de azufre y de las partiacuteculas solidad en suspensioacuten
Para entender mejor sobre las emisiones producidas por los combustibles
se presenta lo siguiente
7
8
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
19
Tabla 2 Cuadro comparativo de las emisiones producidas por los
combustibles
142 Ventajas Econoacutemicas
El gas natural es el combustible de menor precio y permite obtener
importantes ahorros en relacioacuten con otros combustibles
1421 Precios equivalentes de los combustibles
Tabla 3 Precios equivalentes de los combustibles
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
20
143 Ventajas Operacionales
El gas natural estaacute disponible en forma continua no requiere tanques de
almacenamiento disminuyendo los riesgos que ello implica y tambieacuten los
costos financieros
No requiere preparacioacuten previa a su utilizacioacuten como por ejemplo
calentarlo pulverizarlo o bombearlo como ocurre con el petroacuteleo o el
carboacuten
Los equipos y quemadores de gas natural son faacuteciles de limpiar y
conservar
La combustioacuten del gas natural puede finalizar instantaacuteneamente tan pronto
como cese la demanda de calor de los aparatos que lo utilizan lo cual es
muy adecuado para cargas variables e intermitentes
La regulacioacuten automaacutetica es sencilla y de gran precisioacuten manteniendo
constante la temperatura o la presioacuten al variar la carga
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
21
El rendimiento del gas natural en la combustioacuten es superior al de otros
combustibles
15 Procesamiento del Gas Natural
Acondicionamiento del gas natural Consiste en la eliminacioacuten de las
impurezas azufre agua CO2 y otras que no tienen valor comercial
Separacioacuten de componentes del gas natural Mediante este proceso el
gas se separa en
- Gas natural seco (metano y etano) que se transporta por gasoductos
hasta los centros de consumo
- Liacutequidos de gas natural (LGN) constituido por propano butanos
pentanos e hidrocarburos maacutes pesados que se transportan por
poliductos hasta una planta de fraccionamiento
Fraccionamiento de componentes del LGN Viene a ser la separacioacuten
de los liacutequidos de gas natural en
- Propano butano (GLP)
- Gasolina natural (pentanos e hidrocarburos maacutes pesados)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
22
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
23
Figura 3 Procesos del Gas Natural
2 Fraccionamiento del Gas Natural
Es un proceso que consiste en separar los liacutequidos del gas natural (LGN) en
gas licuado de petroacuteleo (GLP) y gasolina natural Los Liacutequidos del Gas Natural
(LGN) se enviacutean a las plantas de fraccionamiento donde se obtiene por separado
etano propano butano normal e iso-butano gasolina natural y nafta residual que
se almacenan en forma refrigerada y presurizada en recipientes esfeacutericos
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
24
Figura 4 Algunas Torres de Fraccionamiento
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
25
Figura 5 Fraccionamiento
El proceso de fraccionamiento recibe liacutequidos del gas del proceso
criogeacutenico y condensados dulces que pueden provenir de las plantas endulzadora
de liacutequidos o directamente de los campos productores Consiste en varias etapas
de separacioacuten que se logran a traveacutes de la destilacioacuten Con lo anterior se logra la
separacioacuten de cada uno de los productos como se muestra en la figura
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
26
La forma maacutes utilizada para la separacioacuten de los componentes del gas
natural es mediante enfriamiento se utilizan los principios de refrigeracioacuten
mecaacutenica o autorefrigeracion mediante el principio de Joule Thompson (expansioacuten
isentroacutepica o adiabaacutetica) Posteriormente la mezcla liquida es sometida a
fraccionamiento en una columna de platos o empaques
Efecto Joule Thomson
El efecto de Joule-Thomson o efecto Joule-Kelvin es el proceso en el
cual la temperatura de un sistema disminuye o aumenta al permitir que el sistema
se expanda libremente manteniendo la entalpiacutea constante (lo que significa que el
gas no recibe ni transfiere calor y no realiza ninguacuten trabajo)
Fue descrito por James Prescott Joule y William Thomson el primer Baroacuten
Kelvin quienes establecieron el efecto en 1852 modificando un experimento previo
de Joule en el que un gas se expandiacutea manteniendo constante su energiacutea interna
La relacioacuten entre temperatura presioacuten y volumen de un gas se puede describir de
una forma sencilla gracias a las leyes de los gases Cuando el volumen aumenta
durante un proceso irreversible las leyes de los gases no pueden determinar por
si solas queacute ocurre con la temperatura y presioacuten del gas
En general cuando un gas se expande adiabaacuteticamente la temperatura
puede aumentar o disminuir dependiendo de la presioacuten y temperatura inicial Para
una presioacuten constante (fijada previamente) un gas tendraacute una temperatura de
inversioacuten de Joule-Thompson (Kelvin) sobre la cual al expandirse el gas causa
un aumento de temperatura y por debajo la expansioacuten del gas causa un
enfriamiento En la mayoriacutea de los gases a presioacuten atmosfeacuterica esta temperatura
es bastante alta mucho mayor que la temperatura ambiental y por ello la mayoriacutea
de los gases se enfriacutean al expandirse
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
27
Figura 6 Expansioacuten Joule Thomson Plantas GNL por Refrigeracioacuten
Hemos visto que cuando un gas sufre una expansioacuten a traveacutes de un
obstaacuteculo o estrangulamiento a presiones y temperaturas adecuadas se produce
una disminucioacuten de su temperatura Como se cumple que cuanto maacutes baja es la
temperatura el teacutermino es de mayor valor absoluto y negativo el
coeficiente de Joule-Thomson tendraacute los valores positivos maacutes altos a
temperatura bajas Como consecuencia de ello el enfriamiento por efecto de
Joule-Thomson seraacute mas pronunciado a temperaturas bajas y presiones bajas
El cientiacutefico ingleacutes llamado John Dalton afirmoacute que la presioacuten total de una
mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los
componentes Esta afirmacioacuten ahora es conocida como la ley de presiones
parciales de Dalton la cual nos permite calcular el volumen maacuteximo de vapor de
agua que el gas natural puede contener a una temperatura y presioacuten dada
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
28
La temperatura del gas y las presiones son los factores maacutes importantes en
el disentildeo de un sistema de deshidratacioacuten del gas Sin eacutesta informacioacuten baacutesica el
tamantildeo de un deshidratador adecuado es imposible
La expansioacuten Joule-Thomson utiliza caiacutedas de temperatura para remover
agua condensada y asiacute deshidratar el gas natural En algunos casos el glicol
podriacutea ser inyectado al intercambiador de calor para obtener temperaturas maacutes
bajas antes de la expansioacuten que ocurre en un separador de bajas temperaturas
En esta expansioacuten el gas pasa primero por un intercambiador de calor para
recibir un pre-enfriamiento y posteriormente a traveacutes de una vaacutelvula de expansioacuten
o estrangulador Esta expansioacuten es un proceso isoentaacutelpico donde la caiacuteda de
presioacuten genera una disminucioacuten de temperatura la cual provoca una separacioacuten
de los liacutequidos condensables Generalmente en este tipo de proceso el gas debe
comprimirse para alcanzar la presioacuten requerida para su transporte
Figura 7 Esquema de Proceso de Enfriamiento de Gas Natural mediante
Expansioacuten con Vaacutelvula (efecto de Joule-Thompson)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
29
Figura 8 Refrigeracioacuten por Joule- Thomson
3 Uso de los Productos del proceso de Fraccionamiento
Luego del tratamiento se somete al gas natural a los procesos de extraccioacuten y
Fraccionamiento para separar sus componentes y disponer de gas metano para
su transportacioacuten y distribucioacuten bajo las normas de calidad establecidas Los
componentes separados en este proceso como son el etano propano butano y
pentano se utilizaraacuten posteriormente de manera individual como productos
cotizados en el mercado
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
30
Figura 9 Esquema de los productos del Gas Natural
31 Productos claves del proceso de Fraccionamiento
311 Etano
El etano ( de eacuteter y el sufijo -ano) es un hidrocarburo alifaacutetico alcano con dos
aacutetomos de carbono de foacutermula C2H6 A condiciones normales es gaseoso y un
excelente combustible Su punto de ebullicioacuten estaacute en -88 degC
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
31
Figura 10 Formula Estructural del Etano
El etano se encuentra en cantidad apreciable en el gas natural y constituye el
primer homoacutelogo del metano Los meacutetodos empleados para su obtencioacuten asiacute
como sus propiedades son muy semejantes a las del metano Aunque el etano
tiene poca importancia praacutectica su foacutermula presenta nuevos aspectos que son
muy interesantes
Propiedades Fiacutesicas
Se encuentra en estado gaseoso a temperatura ambiente Presenta un iacutendice
de octanaje superior al de la gasolina y tiene una presioacuten de vapor inferior
resultando en menores emisiones evaporativas La combustioacuten en el aire es
inferior a la de la gasolina lo que reduce el nuacutemero y la importancia de los
incendios en los vehiacuteculos Su punto de fusioacuten es -1833deg y su punto de ebullicioacuten
es de -886 deg C
Propiedades Quiacutemicas
Su estructura es uacutenica ya que existe una sola manera de unir los aacutetomos de
carbono en estas moleacuteculas No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
32
Aplicaciones
El etano se puede utilizar de dos maneras
Como mezcla con la gasolina con el objetivo de un aumento del octanaje de
la gasolina
Como etano puro compuesto de etano hidratado a 955 GL
Es un excelente combustible automotriz El etano anhidro tiene un poder
caloriacutefero inferior y superior de 212 y 234 mega joule por litro respectivamente
contra 301 y 349 mega joule por litro de gasolina En Brasil las propiedades del
etano (como combustible) llevaron al desarrollo de motores a alcohol y motores
para la mezcla alcohol gasolina Hasta 1988 los avances se realizaron por la
industria automoviliacutestica (GM Ford Volkswagen Fiat) para sistemas carburados
actualmente se encuentran disponibles para todos los motores con sistemas a
inyeccioacuten electroacutenica
Existen varias formas para obtener olefinas pero nosotros nos vamos a centrar
en la produccioacuten de Etileno y Propileno a partir del gas natural o Propano y Etano
esta misma materia prima es la que se usa en la Planta de Olefinas del Complejo
Petroquiacutemico El Tablazo ubicado en los Puertos de Altagracia Estado Zulia
Venezuela (Pequiven SA)
Estaacute la alimentacioacuten de materia prima que es el propano y etano a un 95 y
955 de pureza respectivamente esto ocurre de forma liquida a una presioacuten de
176 kgcm2 y 38 ordmC Este gas pasa por una seccioacuten de hornos en total hay 9
hornos en los cuales hay 7 hornos con celdas simples y 2 con celdas dobles
cada celda con la misma capacidad que la otra En estas celdas se va a realizar la
pirolisis con una mezcla de vapor de agua con los hidrocarburos con una relacioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
33
de 03 kg de vapor de agua sobre kg de hidrocarburo la pirolisis para el Etano
ocurre a 843 ordmC para el etano y de 826 a 843 ordmC para el propano
Figura 11 Esquema de distribucioacuten del Etileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
34
312 Propano
El propano (de abreviacioacuten de propioacutenico mas el sufijo -ano) es un gas
incoloro e inodoro Pertenece a los hidrocarburos alifaacuteticos (los alcanos) Su
foacutermula quiacutemica C3H8
Figura 12 Formula Estructural del Propano
El propano se suele obtener del gas natural o de los gases de los procesos
de cracking producidos en las instalaciones petroquiacutemicas Se obtiene en
yacimientos subterraacuteneos de petroacuteleo Una vez extraiacutedo el crudo se procede a un
tratamiento de refino para obtener los distintos productos que provienen de este
aceite entre ellos el gas propano
Propiedades Fiacutesicas
Hidrocarburo gaseoso incoloro y combustible que se halla en el petroacuteleo
americano Tiene 3 aacutetomos de Carbono su punto de fusioacuten es -18765degC y su
punto de ebullicioacuten es de -421 deg C
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
35
Propiedades Quiacutemicas
Posee baja polaridad No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
Aplicaciones
Por sus aplicaciones es un buen sustituto del gas obtenido por destilacioacuten seca
de la hulla El principal uso del propano es el aprovechamiento energeacutetico como
combustible en hogares comercios e industrias Con base al punto de ebullicioacuten
maacutes bajo que el butano y el mayor valor energeacutetico por gramo a veces se mezcla
con eacuteste o se utiliza propano en vez de butano En la industria quiacutemica es uno de
los productos de partida en la siacutentesis del propeno Es usado para la siacutentesis de
productos quiacutemicos petroquiacutemicos o plaacutestico (PVC Polietileno polipropileno
etc) Ademaacutes se utiliza como gas refrigerante (R290) o como gas propulsor en
aerosoles
No suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje No es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya
que por su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las
conducciones De hecho se eliminan los restos de butano y propano del gas
natural por este motivo
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
36
Figura 13 Esquema de distribucioacuten del Propileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
37
313 Butano
El butano (del aacutecido butiacuterico y eacuteste del latiacuten butyrum manteca y del sufijo -
ano) tambieacuten llamado n-butano es un hidrocarburo saturado parafiacutenico o
alifaacutetico inflamable gaseoso que se licuacutea a presioacuten atmosfeacuterica a -05 degC formado
por cuatro aacutetomos de carbono y por diez de hidroacutegeno cuya foacutermula quiacutemica es
C4H10 Tambieacuten puede denominarse con el mismo nombre a un isoacutemero de eacuteste
gas el isobutano o metilpropano
Los aacutetomos de carbono se encuentran unidos formando una cadena abierta
En el n-butano (normal) la cadena es continua y sin ramificaciones mientras que
en el i-butano (iso) o metilpropano uno de los aacutetomos de carbono forma una
ramificacioacuten lateral Esta diferencia de estructura es la causa de las distintas
propiedades que presentan
Como es un gas incoloro e inodoro en su elaboracioacuten se le antildeade un
odorizante (generalmente un mercaptano) que le confiere olor desagradable Esto
le permite ser detectado en una fuga porque es altamente volaacutetil y puede provocar
una explosioacuten
En caso de extincioacuten de un fuego por gas butano se emplea dioacutexido de
carbono (CO2) polvo quiacutemico o niebla de agua para enfriar y dispersar vapores El
butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
38
Figura 14 Formula Estructural del Butano
El butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
Propiedades Fiacutesicas
- Estado de agregacioacuten Gas
- Apariencia Incoloro
- Densidad 252 kgm3 000252 gcm3
- Masa 5808 u
- Punto de fusioacuten 1349 K (minus1383 degC)
- Punto de ebullicioacuten 2727 K (-05 degC)
- Punto de descomposicioacuten K (-27315 degC)
- Temperatura criacutetica K (-27315 degC)
Propiedades Quiacutemicas
- Solubilidad en agua 61 g100 ml H2O
- KPS nd
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
39
Aplicaciones
La principal aplicacioacuten del gas butano es la de combustible en hogares para la
cocina y agua caliente el gas butano no suele usarse en sistemas de calefaccioacuten
ya que no suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje es un gas un tanto inestable desde el punto de vista de la
licuefaccioacuten por ello la normativa espantildeola el Real Decreto 9192006 no permite
el tener mas de dos bombonas de gas butano en el interior de locales que tengan
aparatos a gas uno en reserva y uno en descarga ademaacutes de esto tampoco esta
permitido el almacenamiento en posicioacuten horizontal por esto cuando se ven
almacenes de envases GLP (bombonas de gas butano) estaacuten estos colocados en
estructuras metaacutelicas tipo estanteriacutea y siempre estaacuten en posicioacuten vertical asiacute
mismo como los camiones de transporte o distribucioacuten de gas butano
El gas butano no es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya que por
su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las conducciones y
esto provocar graves accidentes De hecho se eliminan los restos de butano y
propano del gas natural por este motivo creando un gas mucho maacutes estable para
su transporte por gaseoductos nos referimos al gas natural
Figura 15 Bombonas de Gas Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
40
El iso- butano tiene su uso principal para alquilato y MTBE componentes
clave en la produccioacuten de gasolinas El eacuteter metil tert-butiacutelico metil tert-butil
eacuteter metil terc-butil eacuteter o por sus siglas MTBE es un liacutequido inflamable de olor
caracteriacutestico desagradable Se fabrica combinando sustancias quiacutemicas como
isobutileno y metanol y se ha usado desde los antildeos 1980 como aditivo para
incrementar el octanaje de la gasolina sin plomo
El MTBE se usa tambieacuten para disolver caacutelculos biliares En estos pacientes
el MTBE se hace llegar directamente a los caacutelculos a traveacutes de tubos especiales
insertados por medio de cirugiacutea
El n - butano provee volatilidad en gasolinas Gas combustible (solo o
mezclado con propano) Plantas de butadieno (cuero sinteacutetico) y olefinas
314 Gasolina Natural
Producto resultante del procesamiento de gas natural Compuesta
baacutesicamente por pentano hexano y heptano Los meacutetodos utilizados para su
elaboracioacuten son la absorcioacuten con aceite pesado la absorcioacuten con carboacuten vegetal
compresioacuten y refinacioacuten Se utiliza para la mezcla con gasolina que se produce en
las refineriacuteas o con el petroacuteleo para mejorar la densidad de ese producto y
aumentar su valor comercial
32 Liacutequidos de Gas Natural (LGN)
Los liacutequidos del gas natural (LGN) formados por etano propano butano y
otros componentes hidrocarburos maacutes pesados son utilizados en el mercado
interno como combustible y materia prima (industria petroquiacutemica entre ellas)
Entre los clientes nacionales de la industria del LGN se encuentran mercado
interno de propano Pequiven Refineriacutea de Puerto La Cruz Refineriacutea El Palito las
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
41
plantas de Carenero Guamache Punta Cardoacuten y Super Octanos asiacute como el
mercado domeacutestico en especial las zonas populares
Por otro lado 31 de la produccioacuten de este hidrocarburo abastece los
mercados internacionales Cuba paiacuteses del CARICOM EE UU Meacutexico Chile
Brasil Curazao Puerto Rico y Europa La capacidad total de procesamiento de
LGN en el paiacutes es de 2660 MMPCD estimaacutendose la demanda para el antildeo 2005
en 14 millones de kg (35 MBD) siendo el consumo promedio 36 kgpersona
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)
Infraestructura de LGN
3 plantas de fraccionamiento Joseacute Uleacute y Bajo Grande
3 plantas de extraccioacuten San Joaquiacuten Santa Baacuterbara y Jusepiacuten
3 muelles de embarque Joseacute La Salinas y Bajo Grande
Existen 85 plantas de llenado que cubren casi todo el paiacutes y que surten a
230 empresas privadas distribuidoras y comercializadoras de gas
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
42
321 Almacenamiento de GNL
El GNL se almacena a -161 degC y a presioacuten atmosfeacuterica en tanques
criogeacutenicos especiales para baja temperatura El tiacutepico tanque de GNL tiene doble
pared una pared externa de hormigoacuten armado recubierto con acero al carbono y
una pared interna de acero niquelado al 9 La seguridad y la resistencia son las
consideraciones de disentildeo primarias al construir estos tanques los cuales se
disentildean para soportar terremotos y fuertes vientos
A presioacuten se almacenan los productos a la presioacuten de vapor a la
temperatura ambiente
Refrigerado se mantienen los productos a la temperatura de burbuja a
presioacuten cerca de la atmosfeacuterica (05 ndash 2 psig)
Refrigerado y a presioacuten
322 Transporte de GNL
El GNL se transporta a presioacuten atmosfeacuterica en buques especialmente
construidos con casco doble El sistema de contencioacuten de carga se disentildea y
construye utilizando materiales especiales para el aislamiento y tanque para
asegurar el transporte seguro de esta carga criogeacutenica
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
43
El GNL en los tanques de carga del buque se mantiene a su temperatura de
saturacioacuten (-161 degC) a lo largo de toda la navegacioacuten pero se permite que una
pequentildea cantidad de vapor se disipe por ebullicioacuten en un proceso que se
denomina autorrefrigeracioacuten El gas evaporado se utiliza para impulsar los
motores del buque
Figura 17 Transporte de GNL
Aproximadamente 40 de los buques de GNL actualmente en servicio
cuentan con sistemas de contencioacuten de carga del tipo de membrana de modo que
tienen un aspecto muy similar al de otros cargueros El resto de los buques tienen
un sistema de contencioacuten de carga maacutes particular que incluye cuatro o maacutes
tanques esfeacutericos grandes Ambos tipos de sistema de contencioacuten poseen
antecedentes de operacioacuten extremadamente seguros y confiables
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
44
Datos sobre buques
- Actualmente se encuentran en servicio maacutes de 120 buques de GNL
- El transporte de GNL por buque tiene antecedentes de seguridad
ejemplares
- Liacutemites de capacidad de carga 19000 m3 a 138000 m3
- Esloras 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft)
- Calados 65 m (12 ft) a 12 m (39 ft)
La flota de buques estaacute desarrollaacutendose raacutepidamente con maacutes de 100 buques
pedidos a los astilleros y que entraraacuten en servicio en los proacuteximos antildeos Tambieacuten
estaacuten naciendo proyectos alternativos para el transporte de GNL en pequentildeas
cantidades bien sea en camiones o en barcos mucho menores que los actuales
323 Regasificacioacuten de GNL
Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificacioacuten
en la zona de mercado el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de
almacenamiento Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal
de licuefaccioacuten Generalmente la descarga de un buque requiere unas 12 horas
Luego el GNL vuelve a su estado gaseoso original Para ello se bombea desde
los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las
condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los
usuarios finales ubicados corriente abajo de la tuberiacutea Posteriormente el gas se
distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
45
Otra modalidad de distribucioacuten consiste en el transporte de GNL a bordo de
cisternas especialmente disentildeadas para su carga desde las plantas
regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros hasta clientes
que disponen de depoacutesitos de GNL que estaacuten disentildeados para almacenar y
regasificar el gas para su uso Esta es la uacutenica modalidad de transporte de GNL
posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional
324 Riesgos de un proyecto de GNL
Debido a que los proyectos de GNL estaacuten basados en contratos de compra y
venta a largo plazo la mayor parte de los riesgos estaacuten basados en la
disponibilidad de gas al proyecto la estabilidad de los paiacuteses donde se ejecuta el
proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del grupo que estaacute ejecutando el
proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr
una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida uacutetil
Las caracteriacutesticas de un buen proyecto de GNL incluyen
Bajos costos de infraestructura y produccioacuten del gas
Bajos costos de transporte del gas y otros productos liacutequidos
Buena estructura del proyecto y de la compantildeiacutea establecida para este
efecto
Ambiente fiscal atractivo
Confianza de los compradores en la estabilidad del proyecto
Seguridad de mercado
Iacutendice del precio del gas con cambios de mercado
Proyecto que sea faacutecilmente financiable
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
46
33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
47
GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
48
GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
49
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
52
BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
ENCICLOPEDIA Hispaacutenica (2001) MACROPEDIA VOLUMEN 7 Segunda
Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
ENCICLOPEDIA Encarta (2007) Biblioteca de Consulta
MICROSOFT Internet www googlecom
X
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
6
INDICE DE TABLAS
Paacuteg
Tabla 1 Composicioacuten y porcentaje molar de una mezcla de gas naturalhelliphelliphellip10
Tabla 2 Cuadro comparativo de las emisiones producidas por los
Combustibleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip19
Tabla 3 Precios equivalentes de los combustibleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip19
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
7
INTRODUCCION
El gas natural se originoacute hace millones de antildeos como producto de la
descomposicioacuten de las plantas y animales que fueron atrapados en el interior de la
Tierra bajo gruesas capas de fango arena y lodo
El gas natural se utiliza como combustible y materia prima en la industria
petroquiacutemica Como combustible se emplea por su gran poder caloriacutefico por ser
su combustioacuten faacutecilmente regulable y por ser limpia y producir escasa
contaminacioacuten Como materia prima es la maacutes adecuada para la fabricacioacuten de
amoniacuteaco y tambieacuten del metanol (producto que se utiliza en la fabricacioacuten de
plaacutesticos) A partir del gas natural se obtienen materias primas de base en la
industria petroquiacutemica (etileno butadieno y propileno)
Anteriormente al gas natural no se le daba utilizacioacuten ya que no existiacutean las
tecnologiacuteas adecuadas para su tratamiento pero hoy diacutea el desarrollo de muchos
paiacuteses ha inducido a la buacutesqueda de nuevas alternativas de fuentes de energiacutea
en su buacutesqueda el Gas Natural resulto idoacuteneo ya que es menos perjudicial que
muchos otros combustibles en cuanto a contaminacioacuten se refiere y en todo el
mundo especialmente en Venezuela existen millones de pie cuacutebicos de reservas
de gas natural en yacimientos asociados y no asociados
En los paiacuteses industrializados dadas las ventajas econoacutemicas y ambientales
su consumo es el que supera con creces al resto de combustibles tradicionales
VII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
8
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
9
1 Gas Natural
El gas natural es una mezcla de hidrocarburos gaseosos producidos por la
transformacioacuten lenta de la materia orgaacutenica animal y vegetal especialmente de
especies marinas microscoacutepicas sepultadas durante millones de antildeos a grandes
profundidades Conforma con el carboacuten petroacuteleo y bitumen el grupo de los
combustibles foacutesiles los cuales han hecho posible el progreso acelerado de la
humanidad en los uacuteltimos trescientos antildeos A su valor como energiacutea limpia
econoacutemica y abundante para uso domeacutestico comercial e industrial se antildeade su
importancia como sustituto de la gasolina en el transporte automotor y materia
prima fundamental en la industria petroquiacutemica
Figura 1 Gas natural desde sus oriacutegenes
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
10
El gas natural es incoloro inodoro insiacutepido sin forma particular y maacutes ligero
que el aire Se presenta en su forma gaseosa por debajo de los -161ordmC Por
razones de seguridad se le antildeade mercaptano un agente quiacutemico que le da un
olor a huevo podrido con el propoacutesito de detectar una posible fuga de gas
El Gas Natural es una mezcla de varios gases llamados hidrocarburos ya
que estaacuten formados por aacutetomos de hidrogeno y carbono (C-H) por lo regular estaacuten
asociados con otras sustancias como el dioacutexido de carbono el nitroacutegeno (H2S) los
cuales disminuyen su potencial energeacutetico
11 Composicioacuten del gas natural
La composicioacuten del gas natural variacutea dependiendo del depoacutesito del cual es
extraiacutedo
Tabla 1 Composicioacuten y porcentaje molar de una mezcla de gas natural
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
11
Los compuestos orgaacutenicos o hidrocarburos forman largas cadenas de
combinacioacuten por o general desde C-1 hasta C-60 pero solo los primeros cuatro
componentes son gaseosos y son los que componen el Gas Natural
Estos gases son
Metano
- Foacutermula Molecular CH4
Etano
- Formula Molecular CH3ndashCH3
- Formula Semidesarrollada C2H6
Propano
- Foacutermula Molecular C3H8
- Foacutermula Semidesarrollada CH3-CH2-CH3
Butano
- Formula Molecular C4H10
- Formula Semidesarrollada CH3-CH2-CH2CH3
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
12
12 Caracteriacutesticas del Gas Natural
El gas natural tiene ciertas caracteriacutesticas que dependen de su origen y
formacioacuten y otras que son inherentes a todo gas Las principales son las
siguientes
a) Tienen en su composicioacuten hidrocarburos pesados esto quiere decir
desde los pentanos hacia arriba (C5+) Estos hidrocarburos son
liacutequidos a una temperatura y presioacuten muy cercanas a las atmosfeacutericas
razoacuten por la que se transforman en liacutequidos con muy bajos niveles de
compresioacuten o de disminucioacuten de la temperatura Estos hidrocarburos
son los que forman la gasolina natural que es un subproducto de las
plantas de fabricacioacuten de GLP o mezcla de propano y butanos
b) Los gases de origen natural sea en estado libre o asociado son gases
saturados esto quiere decir que no contienen compuestos con dobles
enlaces o triples enlaces Por lo tanto la composicioacuten de estos gases
responderaacuten a la formula general de CnH(2n+2)
c) El propano y butanos mezclados y que seguacuten hemos indicado
constituyen el GLP son hidrocarburos que se mantienen liacutequidos a la
temperatura ambiente siempre que su presioacuten supere las 140 psi
Obviamente a mayor temperatura ambiente mayor seraacute la presioacuten
requerida para mantenerse en estado liacutequido
d) En nuestro medio el gas se produce en el Oriente y en la Peniacutensula
estaacute libre de contaminantes como el Sulfuro de Hidrogeno salvo en
contadas excepciones razoacuten por la cual carece de olor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
13
13 Clasificacioacuten del Gas Natural en funcioacuten de su Composicioacuten
Gas Aacutecido Son los que contienen impurezas en alta concentracioacuten tales
como Dioacutexido de Carbono (CO2) Sulfuro de Hidrogeno (H2S) Sulfuro de
Carbonilo (COS) Mercaptanos (RSH) y Dioacutexido de Azufre (SO2) de las
cuales las maacutes comunes son el Dioacutexido de Carbono (CO2) y el Sulfuro de
Hidrogeno (H2S) dichos gases forman aacutecidos en presencia de agua
Gas Agrio Es aquel que tiene cantidades apreciables de componentes
aacutecidos en proporciones que obligan a su tratamiento previo antes de
llevarlo a las tuberiacuteas o entregarlo al comprador
Gas Dulce Es aquel que tiene menos de 4ppmv de sulfuro de hidroacutegeno y
un contenido bajo de dioacutexido de carbono en el que han sido separados los
compuestos aacutecidos hasta satisfacer las condiciones de tuberiacutea
Gas Rico Es aquel que contiene una buena cantidad de productos
condensables Usualmente alimenta una planta de procesamiento para
extraccioacuten de productos condensables (C3+)
Gas Pobre oacute Seco Gas natural con bajo contenido de compuestos
pesados Tambieacuten se le llama gas seco y estaacute constituido principalmente
por Metano
Gas condensado Este gas se puede definir con un gas con liacutequido
disuelto El contenido de metano es de (C1)gt a 60 y el de Heptanos y
compuestos maacutes pesados (C7+) alcanza valores mayores a 125 (lt
125) La mezcla de hidrocarburos a las condiciones iniacuteciales de presioacuten y
temperatura se encuentra en fase gaseosa o en el punto de rociacuteo El gas
presenta condensacioacuten retroacutegrada durante el agotamiento isoteacutermico de la
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
14
presioacuten proceso que en la mayoriacutea de los casos puede representar alguacuten
problema en la comercializacioacuten de estos yacimientos
Composicioacuten tiacutepica de mezclas provenientes de yacimientos
El Gas Natural se encuentra
- Asociado Es el que se extrae junto con el petroacuteleo crudo y contiene
grandes cantidades de hidrocarburos como etano propano butano y
naftas
- No asociado o libre Es el que se encuentra en depoacutesitos que
contienen uacutenicamente gas natural
14 Ventajas del Uso del Gas Natural
141 Ventajas Ambientales
El gas natural es un combustible muy limpio comparado con los combustibles
tradicionales lo que facilita el cumplimiento de exigentes normas ambientales
Una de las grandes ventajas del gas natural respecto a otros combustibles es la
baja emisioacuten de contaminantes en su combustioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
15
Figura 2 Imagen Esquematizada de las Ventajas del Gas Natural en el
Ambiente
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
16
En la Extraccioacuten
Por lo que respeta a su extraccioacuten el gas natural tienes dos grandes
ventajas es un combustible muy abundante y sus yacimientos estaacuten repartidos en
un gran nuacutemero de paiacuteses Ello garantiza su suministro y disponibilidad durante
muchos antildeos Por otra parte en su proceso de extraccioacuten se genera menos
contaminacioacuten que en el de otros combustibles foacutesiles
En el transporte y distribucioacuten del Gas
El gas natural llega a las ciudades y fabricas a traveacutes de gasoductos
enterrados sin producir impacto ambiental sobre el paisaje
En la generacioacuten de electricidad
En los paiacuteses mas avanzados el uso del gas natural en las modernas
centrales de ciclo combinado se ha desarrollado ampliamente por sus bajas
emisiones contaminantes Las ventajas ambientales son
Eficiencia energeacutetica en estas centrales el 60 de la energiacutea que se
introduce en el sistema se transforma realmente en energiacutea eleacutectrica En las
centrales teacutermicas tradicionales esta eficiencia es solo de un 37 Tiene
por tanto menos consumo energeacutetico que una central convencional
Menor contaminacioacuten atmosfeacuterica Al usar el gas natural se producen
menos emisiones a la atmosfera de dioacutexido de carbono (reduccioacuten de un
65) de oacutexidos de nitroacutegeno (reduccioacuten de un 70) y de dioacutexido de azufre
(reduccioacuten praacutecticamente del 100) con respecto a las centrales teacutermicas
tradicionales
No se producen residuos ni partiacuteculas solidas en suspensioacuten
1
2
3
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
17
En el consumo domestico
Aplicado a la calefaccioacuten y produccioacuten de agua caliente el gas natural
Emite niveles maacutes bajos de contaminantes a la atmosfera que el carboacuten y
los productos y los productos petroliacuteferos
Entre un 30 y un 40 menos de dioacutexido de carbono que el gasoacuteleo y un
50 menos que el carboacuten
Entre un 40 y un 50 menos de oacutexidos de nitroacutegeno que los otros
combustibles foacutesiles
Elimina praacutecticamente del todo las emisiones de dioacutexido de azufre
En su utilizacioacuten para vehiacuteculos
El gas natural es una alternativa muy utilizada en otros paiacuteses como
carburante para vehiacuteculos de transporte ya que reduce notablemente la
contaminacioacuten atmosfeacuterica en las ciudades Por ello se esta introduciendo en
Espantildea para flotas de autobuses urbanos y vehiacuteculos de recogida de residuos
Las emisiones se encuentran por debajo del 25 de los valores maacuteximos
admitidos por la vigente Directiva Europea
Como fuente de obtencioacuten de hidrogeno
El gas natural es actualmente la principal fuente para la obtencioacuten de
hidrogeno que se utiliza en la nueva tecnologiacutea de las pilas de combustible Esta
tecnologiacutea aparece como una prometedora alternativa para reducir las emisiones
contaminantes en la produccioacuten de electricidad a pequentildea y mediana escala y su
aplicacioacuten es particularmente interesante en vehiacuteculos de transporte
4
5
6
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
18
En su uso industrial
La utilizacioacuten del gas natural en los procesos industriales conlleva
importante ventajas ambientales tal como se demuestra en sectores como el
ceraacutemico papelero o sideruacutergico entre muchos otros Algunas de estas ventajas
ambientales son
Disminucioacuten del consumo energeacutetico
Reduccioacuten de las emisiones contaminantes a la atmosfera que pueden
superar el 50 en algunos procesos
Eliminacioacuten de las partiacuteculas en suspensioacuten en los gases de combustioacuten
En los procesos de cogeneracioacuten
El gas natural se utiliza en la cogeneracioacuten que es la produccioacuten
simultaacutenea de electricidad y calor generado por un mismo equipo Las ventajas
ambientales de la cogeneracioacuten son
Disminucioacuten del consumo de energiacutea
Reduccioacuten de hasta un 60 de las emisiones de dioacutexido de carbono De
hasta un 70 de los oacutexidos de nitroacutegeno y praacutectica eliminacioacuten del dioacutexido
de azufre y de las partiacuteculas solidad en suspensioacuten
Para entender mejor sobre las emisiones producidas por los combustibles
se presenta lo siguiente
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USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Tabla 2 Cuadro comparativo de las emisiones producidas por los
combustibles
142 Ventajas Econoacutemicas
El gas natural es el combustible de menor precio y permite obtener
importantes ahorros en relacioacuten con otros combustibles
1421 Precios equivalentes de los combustibles
Tabla 3 Precios equivalentes de los combustibles
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
20
143 Ventajas Operacionales
El gas natural estaacute disponible en forma continua no requiere tanques de
almacenamiento disminuyendo los riesgos que ello implica y tambieacuten los
costos financieros
No requiere preparacioacuten previa a su utilizacioacuten como por ejemplo
calentarlo pulverizarlo o bombearlo como ocurre con el petroacuteleo o el
carboacuten
Los equipos y quemadores de gas natural son faacuteciles de limpiar y
conservar
La combustioacuten del gas natural puede finalizar instantaacuteneamente tan pronto
como cese la demanda de calor de los aparatos que lo utilizan lo cual es
muy adecuado para cargas variables e intermitentes
La regulacioacuten automaacutetica es sencilla y de gran precisioacuten manteniendo
constante la temperatura o la presioacuten al variar la carga
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
21
El rendimiento del gas natural en la combustioacuten es superior al de otros
combustibles
15 Procesamiento del Gas Natural
Acondicionamiento del gas natural Consiste en la eliminacioacuten de las
impurezas azufre agua CO2 y otras que no tienen valor comercial
Separacioacuten de componentes del gas natural Mediante este proceso el
gas se separa en
- Gas natural seco (metano y etano) que se transporta por gasoductos
hasta los centros de consumo
- Liacutequidos de gas natural (LGN) constituido por propano butanos
pentanos e hidrocarburos maacutes pesados que se transportan por
poliductos hasta una planta de fraccionamiento
Fraccionamiento de componentes del LGN Viene a ser la separacioacuten
de los liacutequidos de gas natural en
- Propano butano (GLP)
- Gasolina natural (pentanos e hidrocarburos maacutes pesados)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
22
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
23
Figura 3 Procesos del Gas Natural
2 Fraccionamiento del Gas Natural
Es un proceso que consiste en separar los liacutequidos del gas natural (LGN) en
gas licuado de petroacuteleo (GLP) y gasolina natural Los Liacutequidos del Gas Natural
(LGN) se enviacutean a las plantas de fraccionamiento donde se obtiene por separado
etano propano butano normal e iso-butano gasolina natural y nafta residual que
se almacenan en forma refrigerada y presurizada en recipientes esfeacutericos
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
24
Figura 4 Algunas Torres de Fraccionamiento
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
25
Figura 5 Fraccionamiento
El proceso de fraccionamiento recibe liacutequidos del gas del proceso
criogeacutenico y condensados dulces que pueden provenir de las plantas endulzadora
de liacutequidos o directamente de los campos productores Consiste en varias etapas
de separacioacuten que se logran a traveacutes de la destilacioacuten Con lo anterior se logra la
separacioacuten de cada uno de los productos como se muestra en la figura
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
26
La forma maacutes utilizada para la separacioacuten de los componentes del gas
natural es mediante enfriamiento se utilizan los principios de refrigeracioacuten
mecaacutenica o autorefrigeracion mediante el principio de Joule Thompson (expansioacuten
isentroacutepica o adiabaacutetica) Posteriormente la mezcla liquida es sometida a
fraccionamiento en una columna de platos o empaques
Efecto Joule Thomson
El efecto de Joule-Thomson o efecto Joule-Kelvin es el proceso en el
cual la temperatura de un sistema disminuye o aumenta al permitir que el sistema
se expanda libremente manteniendo la entalpiacutea constante (lo que significa que el
gas no recibe ni transfiere calor y no realiza ninguacuten trabajo)
Fue descrito por James Prescott Joule y William Thomson el primer Baroacuten
Kelvin quienes establecieron el efecto en 1852 modificando un experimento previo
de Joule en el que un gas se expandiacutea manteniendo constante su energiacutea interna
La relacioacuten entre temperatura presioacuten y volumen de un gas se puede describir de
una forma sencilla gracias a las leyes de los gases Cuando el volumen aumenta
durante un proceso irreversible las leyes de los gases no pueden determinar por
si solas queacute ocurre con la temperatura y presioacuten del gas
En general cuando un gas se expande adiabaacuteticamente la temperatura
puede aumentar o disminuir dependiendo de la presioacuten y temperatura inicial Para
una presioacuten constante (fijada previamente) un gas tendraacute una temperatura de
inversioacuten de Joule-Thompson (Kelvin) sobre la cual al expandirse el gas causa
un aumento de temperatura y por debajo la expansioacuten del gas causa un
enfriamiento En la mayoriacutea de los gases a presioacuten atmosfeacuterica esta temperatura
es bastante alta mucho mayor que la temperatura ambiental y por ello la mayoriacutea
de los gases se enfriacutean al expandirse
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
27
Figura 6 Expansioacuten Joule Thomson Plantas GNL por Refrigeracioacuten
Hemos visto que cuando un gas sufre una expansioacuten a traveacutes de un
obstaacuteculo o estrangulamiento a presiones y temperaturas adecuadas se produce
una disminucioacuten de su temperatura Como se cumple que cuanto maacutes baja es la
temperatura el teacutermino es de mayor valor absoluto y negativo el
coeficiente de Joule-Thomson tendraacute los valores positivos maacutes altos a
temperatura bajas Como consecuencia de ello el enfriamiento por efecto de
Joule-Thomson seraacute mas pronunciado a temperaturas bajas y presiones bajas
El cientiacutefico ingleacutes llamado John Dalton afirmoacute que la presioacuten total de una
mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los
componentes Esta afirmacioacuten ahora es conocida como la ley de presiones
parciales de Dalton la cual nos permite calcular el volumen maacuteximo de vapor de
agua que el gas natural puede contener a una temperatura y presioacuten dada
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
28
La temperatura del gas y las presiones son los factores maacutes importantes en
el disentildeo de un sistema de deshidratacioacuten del gas Sin eacutesta informacioacuten baacutesica el
tamantildeo de un deshidratador adecuado es imposible
La expansioacuten Joule-Thomson utiliza caiacutedas de temperatura para remover
agua condensada y asiacute deshidratar el gas natural En algunos casos el glicol
podriacutea ser inyectado al intercambiador de calor para obtener temperaturas maacutes
bajas antes de la expansioacuten que ocurre en un separador de bajas temperaturas
En esta expansioacuten el gas pasa primero por un intercambiador de calor para
recibir un pre-enfriamiento y posteriormente a traveacutes de una vaacutelvula de expansioacuten
o estrangulador Esta expansioacuten es un proceso isoentaacutelpico donde la caiacuteda de
presioacuten genera una disminucioacuten de temperatura la cual provoca una separacioacuten
de los liacutequidos condensables Generalmente en este tipo de proceso el gas debe
comprimirse para alcanzar la presioacuten requerida para su transporte
Figura 7 Esquema de Proceso de Enfriamiento de Gas Natural mediante
Expansioacuten con Vaacutelvula (efecto de Joule-Thompson)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
29
Figura 8 Refrigeracioacuten por Joule- Thomson
3 Uso de los Productos del proceso de Fraccionamiento
Luego del tratamiento se somete al gas natural a los procesos de extraccioacuten y
Fraccionamiento para separar sus componentes y disponer de gas metano para
su transportacioacuten y distribucioacuten bajo las normas de calidad establecidas Los
componentes separados en este proceso como son el etano propano butano y
pentano se utilizaraacuten posteriormente de manera individual como productos
cotizados en el mercado
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
30
Figura 9 Esquema de los productos del Gas Natural
31 Productos claves del proceso de Fraccionamiento
311 Etano
El etano ( de eacuteter y el sufijo -ano) es un hidrocarburo alifaacutetico alcano con dos
aacutetomos de carbono de foacutermula C2H6 A condiciones normales es gaseoso y un
excelente combustible Su punto de ebullicioacuten estaacute en -88 degC
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
31
Figura 10 Formula Estructural del Etano
El etano se encuentra en cantidad apreciable en el gas natural y constituye el
primer homoacutelogo del metano Los meacutetodos empleados para su obtencioacuten asiacute
como sus propiedades son muy semejantes a las del metano Aunque el etano
tiene poca importancia praacutectica su foacutermula presenta nuevos aspectos que son
muy interesantes
Propiedades Fiacutesicas
Se encuentra en estado gaseoso a temperatura ambiente Presenta un iacutendice
de octanaje superior al de la gasolina y tiene una presioacuten de vapor inferior
resultando en menores emisiones evaporativas La combustioacuten en el aire es
inferior a la de la gasolina lo que reduce el nuacutemero y la importancia de los
incendios en los vehiacuteculos Su punto de fusioacuten es -1833deg y su punto de ebullicioacuten
es de -886 deg C
Propiedades Quiacutemicas
Su estructura es uacutenica ya que existe una sola manera de unir los aacutetomos de
carbono en estas moleacuteculas No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
32
Aplicaciones
El etano se puede utilizar de dos maneras
Como mezcla con la gasolina con el objetivo de un aumento del octanaje de
la gasolina
Como etano puro compuesto de etano hidratado a 955 GL
Es un excelente combustible automotriz El etano anhidro tiene un poder
caloriacutefero inferior y superior de 212 y 234 mega joule por litro respectivamente
contra 301 y 349 mega joule por litro de gasolina En Brasil las propiedades del
etano (como combustible) llevaron al desarrollo de motores a alcohol y motores
para la mezcla alcohol gasolina Hasta 1988 los avances se realizaron por la
industria automoviliacutestica (GM Ford Volkswagen Fiat) para sistemas carburados
actualmente se encuentran disponibles para todos los motores con sistemas a
inyeccioacuten electroacutenica
Existen varias formas para obtener olefinas pero nosotros nos vamos a centrar
en la produccioacuten de Etileno y Propileno a partir del gas natural o Propano y Etano
esta misma materia prima es la que se usa en la Planta de Olefinas del Complejo
Petroquiacutemico El Tablazo ubicado en los Puertos de Altagracia Estado Zulia
Venezuela (Pequiven SA)
Estaacute la alimentacioacuten de materia prima que es el propano y etano a un 95 y
955 de pureza respectivamente esto ocurre de forma liquida a una presioacuten de
176 kgcm2 y 38 ordmC Este gas pasa por una seccioacuten de hornos en total hay 9
hornos en los cuales hay 7 hornos con celdas simples y 2 con celdas dobles
cada celda con la misma capacidad que la otra En estas celdas se va a realizar la
pirolisis con una mezcla de vapor de agua con los hidrocarburos con una relacioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
33
de 03 kg de vapor de agua sobre kg de hidrocarburo la pirolisis para el Etano
ocurre a 843 ordmC para el etano y de 826 a 843 ordmC para el propano
Figura 11 Esquema de distribucioacuten del Etileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
34
312 Propano
El propano (de abreviacioacuten de propioacutenico mas el sufijo -ano) es un gas
incoloro e inodoro Pertenece a los hidrocarburos alifaacuteticos (los alcanos) Su
foacutermula quiacutemica C3H8
Figura 12 Formula Estructural del Propano
El propano se suele obtener del gas natural o de los gases de los procesos
de cracking producidos en las instalaciones petroquiacutemicas Se obtiene en
yacimientos subterraacuteneos de petroacuteleo Una vez extraiacutedo el crudo se procede a un
tratamiento de refino para obtener los distintos productos que provienen de este
aceite entre ellos el gas propano
Propiedades Fiacutesicas
Hidrocarburo gaseoso incoloro y combustible que se halla en el petroacuteleo
americano Tiene 3 aacutetomos de Carbono su punto de fusioacuten es -18765degC y su
punto de ebullicioacuten es de -421 deg C
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Propiedades Quiacutemicas
Posee baja polaridad No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
Aplicaciones
Por sus aplicaciones es un buen sustituto del gas obtenido por destilacioacuten seca
de la hulla El principal uso del propano es el aprovechamiento energeacutetico como
combustible en hogares comercios e industrias Con base al punto de ebullicioacuten
maacutes bajo que el butano y el mayor valor energeacutetico por gramo a veces se mezcla
con eacuteste o se utiliza propano en vez de butano En la industria quiacutemica es uno de
los productos de partida en la siacutentesis del propeno Es usado para la siacutentesis de
productos quiacutemicos petroquiacutemicos o plaacutestico (PVC Polietileno polipropileno
etc) Ademaacutes se utiliza como gas refrigerante (R290) o como gas propulsor en
aerosoles
No suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje No es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya
que por su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las
conducciones De hecho se eliminan los restos de butano y propano del gas
natural por este motivo
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
36
Figura 13 Esquema de distribucioacuten del Propileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
37
313 Butano
El butano (del aacutecido butiacuterico y eacuteste del latiacuten butyrum manteca y del sufijo -
ano) tambieacuten llamado n-butano es un hidrocarburo saturado parafiacutenico o
alifaacutetico inflamable gaseoso que se licuacutea a presioacuten atmosfeacuterica a -05 degC formado
por cuatro aacutetomos de carbono y por diez de hidroacutegeno cuya foacutermula quiacutemica es
C4H10 Tambieacuten puede denominarse con el mismo nombre a un isoacutemero de eacuteste
gas el isobutano o metilpropano
Los aacutetomos de carbono se encuentran unidos formando una cadena abierta
En el n-butano (normal) la cadena es continua y sin ramificaciones mientras que
en el i-butano (iso) o metilpropano uno de los aacutetomos de carbono forma una
ramificacioacuten lateral Esta diferencia de estructura es la causa de las distintas
propiedades que presentan
Como es un gas incoloro e inodoro en su elaboracioacuten se le antildeade un
odorizante (generalmente un mercaptano) que le confiere olor desagradable Esto
le permite ser detectado en una fuga porque es altamente volaacutetil y puede provocar
una explosioacuten
En caso de extincioacuten de un fuego por gas butano se emplea dioacutexido de
carbono (CO2) polvo quiacutemico o niebla de agua para enfriar y dispersar vapores El
butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
38
Figura 14 Formula Estructural del Butano
El butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
Propiedades Fiacutesicas
- Estado de agregacioacuten Gas
- Apariencia Incoloro
- Densidad 252 kgm3 000252 gcm3
- Masa 5808 u
- Punto de fusioacuten 1349 K (minus1383 degC)
- Punto de ebullicioacuten 2727 K (-05 degC)
- Punto de descomposicioacuten K (-27315 degC)
- Temperatura criacutetica K (-27315 degC)
Propiedades Quiacutemicas
- Solubilidad en agua 61 g100 ml H2O
- KPS nd
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
39
Aplicaciones
La principal aplicacioacuten del gas butano es la de combustible en hogares para la
cocina y agua caliente el gas butano no suele usarse en sistemas de calefaccioacuten
ya que no suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje es un gas un tanto inestable desde el punto de vista de la
licuefaccioacuten por ello la normativa espantildeola el Real Decreto 9192006 no permite
el tener mas de dos bombonas de gas butano en el interior de locales que tengan
aparatos a gas uno en reserva y uno en descarga ademaacutes de esto tampoco esta
permitido el almacenamiento en posicioacuten horizontal por esto cuando se ven
almacenes de envases GLP (bombonas de gas butano) estaacuten estos colocados en
estructuras metaacutelicas tipo estanteriacutea y siempre estaacuten en posicioacuten vertical asiacute
mismo como los camiones de transporte o distribucioacuten de gas butano
El gas butano no es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya que por
su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las conducciones y
esto provocar graves accidentes De hecho se eliminan los restos de butano y
propano del gas natural por este motivo creando un gas mucho maacutes estable para
su transporte por gaseoductos nos referimos al gas natural
Figura 15 Bombonas de Gas Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
40
El iso- butano tiene su uso principal para alquilato y MTBE componentes
clave en la produccioacuten de gasolinas El eacuteter metil tert-butiacutelico metil tert-butil
eacuteter metil terc-butil eacuteter o por sus siglas MTBE es un liacutequido inflamable de olor
caracteriacutestico desagradable Se fabrica combinando sustancias quiacutemicas como
isobutileno y metanol y se ha usado desde los antildeos 1980 como aditivo para
incrementar el octanaje de la gasolina sin plomo
El MTBE se usa tambieacuten para disolver caacutelculos biliares En estos pacientes
el MTBE se hace llegar directamente a los caacutelculos a traveacutes de tubos especiales
insertados por medio de cirugiacutea
El n - butano provee volatilidad en gasolinas Gas combustible (solo o
mezclado con propano) Plantas de butadieno (cuero sinteacutetico) y olefinas
314 Gasolina Natural
Producto resultante del procesamiento de gas natural Compuesta
baacutesicamente por pentano hexano y heptano Los meacutetodos utilizados para su
elaboracioacuten son la absorcioacuten con aceite pesado la absorcioacuten con carboacuten vegetal
compresioacuten y refinacioacuten Se utiliza para la mezcla con gasolina que se produce en
las refineriacuteas o con el petroacuteleo para mejorar la densidad de ese producto y
aumentar su valor comercial
32 Liacutequidos de Gas Natural (LGN)
Los liacutequidos del gas natural (LGN) formados por etano propano butano y
otros componentes hidrocarburos maacutes pesados son utilizados en el mercado
interno como combustible y materia prima (industria petroquiacutemica entre ellas)
Entre los clientes nacionales de la industria del LGN se encuentran mercado
interno de propano Pequiven Refineriacutea de Puerto La Cruz Refineriacutea El Palito las
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
41
plantas de Carenero Guamache Punta Cardoacuten y Super Octanos asiacute como el
mercado domeacutestico en especial las zonas populares
Por otro lado 31 de la produccioacuten de este hidrocarburo abastece los
mercados internacionales Cuba paiacuteses del CARICOM EE UU Meacutexico Chile
Brasil Curazao Puerto Rico y Europa La capacidad total de procesamiento de
LGN en el paiacutes es de 2660 MMPCD estimaacutendose la demanda para el antildeo 2005
en 14 millones de kg (35 MBD) siendo el consumo promedio 36 kgpersona
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)
Infraestructura de LGN
3 plantas de fraccionamiento Joseacute Uleacute y Bajo Grande
3 plantas de extraccioacuten San Joaquiacuten Santa Baacuterbara y Jusepiacuten
3 muelles de embarque Joseacute La Salinas y Bajo Grande
Existen 85 plantas de llenado que cubren casi todo el paiacutes y que surten a
230 empresas privadas distribuidoras y comercializadoras de gas
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
42
321 Almacenamiento de GNL
El GNL se almacena a -161 degC y a presioacuten atmosfeacuterica en tanques
criogeacutenicos especiales para baja temperatura El tiacutepico tanque de GNL tiene doble
pared una pared externa de hormigoacuten armado recubierto con acero al carbono y
una pared interna de acero niquelado al 9 La seguridad y la resistencia son las
consideraciones de disentildeo primarias al construir estos tanques los cuales se
disentildean para soportar terremotos y fuertes vientos
A presioacuten se almacenan los productos a la presioacuten de vapor a la
temperatura ambiente
Refrigerado se mantienen los productos a la temperatura de burbuja a
presioacuten cerca de la atmosfeacuterica (05 ndash 2 psig)
Refrigerado y a presioacuten
322 Transporte de GNL
El GNL se transporta a presioacuten atmosfeacuterica en buques especialmente
construidos con casco doble El sistema de contencioacuten de carga se disentildea y
construye utilizando materiales especiales para el aislamiento y tanque para
asegurar el transporte seguro de esta carga criogeacutenica
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
43
El GNL en los tanques de carga del buque se mantiene a su temperatura de
saturacioacuten (-161 degC) a lo largo de toda la navegacioacuten pero se permite que una
pequentildea cantidad de vapor se disipe por ebullicioacuten en un proceso que se
denomina autorrefrigeracioacuten El gas evaporado se utiliza para impulsar los
motores del buque
Figura 17 Transporte de GNL
Aproximadamente 40 de los buques de GNL actualmente en servicio
cuentan con sistemas de contencioacuten de carga del tipo de membrana de modo que
tienen un aspecto muy similar al de otros cargueros El resto de los buques tienen
un sistema de contencioacuten de carga maacutes particular que incluye cuatro o maacutes
tanques esfeacutericos grandes Ambos tipos de sistema de contencioacuten poseen
antecedentes de operacioacuten extremadamente seguros y confiables
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
44
Datos sobre buques
- Actualmente se encuentran en servicio maacutes de 120 buques de GNL
- El transporte de GNL por buque tiene antecedentes de seguridad
ejemplares
- Liacutemites de capacidad de carga 19000 m3 a 138000 m3
- Esloras 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft)
- Calados 65 m (12 ft) a 12 m (39 ft)
La flota de buques estaacute desarrollaacutendose raacutepidamente con maacutes de 100 buques
pedidos a los astilleros y que entraraacuten en servicio en los proacuteximos antildeos Tambieacuten
estaacuten naciendo proyectos alternativos para el transporte de GNL en pequentildeas
cantidades bien sea en camiones o en barcos mucho menores que los actuales
323 Regasificacioacuten de GNL
Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificacioacuten
en la zona de mercado el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de
almacenamiento Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal
de licuefaccioacuten Generalmente la descarga de un buque requiere unas 12 horas
Luego el GNL vuelve a su estado gaseoso original Para ello se bombea desde
los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las
condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los
usuarios finales ubicados corriente abajo de la tuberiacutea Posteriormente el gas se
distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
45
Otra modalidad de distribucioacuten consiste en el transporte de GNL a bordo de
cisternas especialmente disentildeadas para su carga desde las plantas
regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros hasta clientes
que disponen de depoacutesitos de GNL que estaacuten disentildeados para almacenar y
regasificar el gas para su uso Esta es la uacutenica modalidad de transporte de GNL
posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional
324 Riesgos de un proyecto de GNL
Debido a que los proyectos de GNL estaacuten basados en contratos de compra y
venta a largo plazo la mayor parte de los riesgos estaacuten basados en la
disponibilidad de gas al proyecto la estabilidad de los paiacuteses donde se ejecuta el
proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del grupo que estaacute ejecutando el
proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr
una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida uacutetil
Las caracteriacutesticas de un buen proyecto de GNL incluyen
Bajos costos de infraestructura y produccioacuten del gas
Bajos costos de transporte del gas y otros productos liacutequidos
Buena estructura del proyecto y de la compantildeiacutea establecida para este
efecto
Ambiente fiscal atractivo
Confianza de los compradores en la estabilidad del proyecto
Seguridad de mercado
Iacutendice del precio del gas con cambios de mercado
Proyecto que sea faacutecilmente financiable
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
46
33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
47
GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
48
GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
49
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
52
BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
ENCICLOPEDIA Hispaacutenica (2001) MACROPEDIA VOLUMEN 7 Segunda
Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
ENCICLOPEDIA Encarta (2007) Biblioteca de Consulta
MICROSOFT Internet www googlecom
X
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
7
INTRODUCCION
El gas natural se originoacute hace millones de antildeos como producto de la
descomposicioacuten de las plantas y animales que fueron atrapados en el interior de la
Tierra bajo gruesas capas de fango arena y lodo
El gas natural se utiliza como combustible y materia prima en la industria
petroquiacutemica Como combustible se emplea por su gran poder caloriacutefico por ser
su combustioacuten faacutecilmente regulable y por ser limpia y producir escasa
contaminacioacuten Como materia prima es la maacutes adecuada para la fabricacioacuten de
amoniacuteaco y tambieacuten del metanol (producto que se utiliza en la fabricacioacuten de
plaacutesticos) A partir del gas natural se obtienen materias primas de base en la
industria petroquiacutemica (etileno butadieno y propileno)
Anteriormente al gas natural no se le daba utilizacioacuten ya que no existiacutean las
tecnologiacuteas adecuadas para su tratamiento pero hoy diacutea el desarrollo de muchos
paiacuteses ha inducido a la buacutesqueda de nuevas alternativas de fuentes de energiacutea
en su buacutesqueda el Gas Natural resulto idoacuteneo ya que es menos perjudicial que
muchos otros combustibles en cuanto a contaminacioacuten se refiere y en todo el
mundo especialmente en Venezuela existen millones de pie cuacutebicos de reservas
de gas natural en yacimientos asociados y no asociados
En los paiacuteses industrializados dadas las ventajas econoacutemicas y ambientales
su consumo es el que supera con creces al resto de combustibles tradicionales
VII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
8
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
9
1 Gas Natural
El gas natural es una mezcla de hidrocarburos gaseosos producidos por la
transformacioacuten lenta de la materia orgaacutenica animal y vegetal especialmente de
especies marinas microscoacutepicas sepultadas durante millones de antildeos a grandes
profundidades Conforma con el carboacuten petroacuteleo y bitumen el grupo de los
combustibles foacutesiles los cuales han hecho posible el progreso acelerado de la
humanidad en los uacuteltimos trescientos antildeos A su valor como energiacutea limpia
econoacutemica y abundante para uso domeacutestico comercial e industrial se antildeade su
importancia como sustituto de la gasolina en el transporte automotor y materia
prima fundamental en la industria petroquiacutemica
Figura 1 Gas natural desde sus oriacutegenes
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
10
El gas natural es incoloro inodoro insiacutepido sin forma particular y maacutes ligero
que el aire Se presenta en su forma gaseosa por debajo de los -161ordmC Por
razones de seguridad se le antildeade mercaptano un agente quiacutemico que le da un
olor a huevo podrido con el propoacutesito de detectar una posible fuga de gas
El Gas Natural es una mezcla de varios gases llamados hidrocarburos ya
que estaacuten formados por aacutetomos de hidrogeno y carbono (C-H) por lo regular estaacuten
asociados con otras sustancias como el dioacutexido de carbono el nitroacutegeno (H2S) los
cuales disminuyen su potencial energeacutetico
11 Composicioacuten del gas natural
La composicioacuten del gas natural variacutea dependiendo del depoacutesito del cual es
extraiacutedo
Tabla 1 Composicioacuten y porcentaje molar de una mezcla de gas natural
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
11
Los compuestos orgaacutenicos o hidrocarburos forman largas cadenas de
combinacioacuten por o general desde C-1 hasta C-60 pero solo los primeros cuatro
componentes son gaseosos y son los que componen el Gas Natural
Estos gases son
Metano
- Foacutermula Molecular CH4
Etano
- Formula Molecular CH3ndashCH3
- Formula Semidesarrollada C2H6
Propano
- Foacutermula Molecular C3H8
- Foacutermula Semidesarrollada CH3-CH2-CH3
Butano
- Formula Molecular C4H10
- Formula Semidesarrollada CH3-CH2-CH2CH3
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
12
12 Caracteriacutesticas del Gas Natural
El gas natural tiene ciertas caracteriacutesticas que dependen de su origen y
formacioacuten y otras que son inherentes a todo gas Las principales son las
siguientes
a) Tienen en su composicioacuten hidrocarburos pesados esto quiere decir
desde los pentanos hacia arriba (C5+) Estos hidrocarburos son
liacutequidos a una temperatura y presioacuten muy cercanas a las atmosfeacutericas
razoacuten por la que se transforman en liacutequidos con muy bajos niveles de
compresioacuten o de disminucioacuten de la temperatura Estos hidrocarburos
son los que forman la gasolina natural que es un subproducto de las
plantas de fabricacioacuten de GLP o mezcla de propano y butanos
b) Los gases de origen natural sea en estado libre o asociado son gases
saturados esto quiere decir que no contienen compuestos con dobles
enlaces o triples enlaces Por lo tanto la composicioacuten de estos gases
responderaacuten a la formula general de CnH(2n+2)
c) El propano y butanos mezclados y que seguacuten hemos indicado
constituyen el GLP son hidrocarburos que se mantienen liacutequidos a la
temperatura ambiente siempre que su presioacuten supere las 140 psi
Obviamente a mayor temperatura ambiente mayor seraacute la presioacuten
requerida para mantenerse en estado liacutequido
d) En nuestro medio el gas se produce en el Oriente y en la Peniacutensula
estaacute libre de contaminantes como el Sulfuro de Hidrogeno salvo en
contadas excepciones razoacuten por la cual carece de olor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
13
13 Clasificacioacuten del Gas Natural en funcioacuten de su Composicioacuten
Gas Aacutecido Son los que contienen impurezas en alta concentracioacuten tales
como Dioacutexido de Carbono (CO2) Sulfuro de Hidrogeno (H2S) Sulfuro de
Carbonilo (COS) Mercaptanos (RSH) y Dioacutexido de Azufre (SO2) de las
cuales las maacutes comunes son el Dioacutexido de Carbono (CO2) y el Sulfuro de
Hidrogeno (H2S) dichos gases forman aacutecidos en presencia de agua
Gas Agrio Es aquel que tiene cantidades apreciables de componentes
aacutecidos en proporciones que obligan a su tratamiento previo antes de
llevarlo a las tuberiacuteas o entregarlo al comprador
Gas Dulce Es aquel que tiene menos de 4ppmv de sulfuro de hidroacutegeno y
un contenido bajo de dioacutexido de carbono en el que han sido separados los
compuestos aacutecidos hasta satisfacer las condiciones de tuberiacutea
Gas Rico Es aquel que contiene una buena cantidad de productos
condensables Usualmente alimenta una planta de procesamiento para
extraccioacuten de productos condensables (C3+)
Gas Pobre oacute Seco Gas natural con bajo contenido de compuestos
pesados Tambieacuten se le llama gas seco y estaacute constituido principalmente
por Metano
Gas condensado Este gas se puede definir con un gas con liacutequido
disuelto El contenido de metano es de (C1)gt a 60 y el de Heptanos y
compuestos maacutes pesados (C7+) alcanza valores mayores a 125 (lt
125) La mezcla de hidrocarburos a las condiciones iniacuteciales de presioacuten y
temperatura se encuentra en fase gaseosa o en el punto de rociacuteo El gas
presenta condensacioacuten retroacutegrada durante el agotamiento isoteacutermico de la
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
14
presioacuten proceso que en la mayoriacutea de los casos puede representar alguacuten
problema en la comercializacioacuten de estos yacimientos
Composicioacuten tiacutepica de mezclas provenientes de yacimientos
El Gas Natural se encuentra
- Asociado Es el que se extrae junto con el petroacuteleo crudo y contiene
grandes cantidades de hidrocarburos como etano propano butano y
naftas
- No asociado o libre Es el que se encuentra en depoacutesitos que
contienen uacutenicamente gas natural
14 Ventajas del Uso del Gas Natural
141 Ventajas Ambientales
El gas natural es un combustible muy limpio comparado con los combustibles
tradicionales lo que facilita el cumplimiento de exigentes normas ambientales
Una de las grandes ventajas del gas natural respecto a otros combustibles es la
baja emisioacuten de contaminantes en su combustioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
15
Figura 2 Imagen Esquematizada de las Ventajas del Gas Natural en el
Ambiente
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
16
En la Extraccioacuten
Por lo que respeta a su extraccioacuten el gas natural tienes dos grandes
ventajas es un combustible muy abundante y sus yacimientos estaacuten repartidos en
un gran nuacutemero de paiacuteses Ello garantiza su suministro y disponibilidad durante
muchos antildeos Por otra parte en su proceso de extraccioacuten se genera menos
contaminacioacuten que en el de otros combustibles foacutesiles
En el transporte y distribucioacuten del Gas
El gas natural llega a las ciudades y fabricas a traveacutes de gasoductos
enterrados sin producir impacto ambiental sobre el paisaje
En la generacioacuten de electricidad
En los paiacuteses mas avanzados el uso del gas natural en las modernas
centrales de ciclo combinado se ha desarrollado ampliamente por sus bajas
emisiones contaminantes Las ventajas ambientales son
Eficiencia energeacutetica en estas centrales el 60 de la energiacutea que se
introduce en el sistema se transforma realmente en energiacutea eleacutectrica En las
centrales teacutermicas tradicionales esta eficiencia es solo de un 37 Tiene
por tanto menos consumo energeacutetico que una central convencional
Menor contaminacioacuten atmosfeacuterica Al usar el gas natural se producen
menos emisiones a la atmosfera de dioacutexido de carbono (reduccioacuten de un
65) de oacutexidos de nitroacutegeno (reduccioacuten de un 70) y de dioacutexido de azufre
(reduccioacuten praacutecticamente del 100) con respecto a las centrales teacutermicas
tradicionales
No se producen residuos ni partiacuteculas solidas en suspensioacuten
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USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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En el consumo domestico
Aplicado a la calefaccioacuten y produccioacuten de agua caliente el gas natural
Emite niveles maacutes bajos de contaminantes a la atmosfera que el carboacuten y
los productos y los productos petroliacuteferos
Entre un 30 y un 40 menos de dioacutexido de carbono que el gasoacuteleo y un
50 menos que el carboacuten
Entre un 40 y un 50 menos de oacutexidos de nitroacutegeno que los otros
combustibles foacutesiles
Elimina praacutecticamente del todo las emisiones de dioacutexido de azufre
En su utilizacioacuten para vehiacuteculos
El gas natural es una alternativa muy utilizada en otros paiacuteses como
carburante para vehiacuteculos de transporte ya que reduce notablemente la
contaminacioacuten atmosfeacuterica en las ciudades Por ello se esta introduciendo en
Espantildea para flotas de autobuses urbanos y vehiacuteculos de recogida de residuos
Las emisiones se encuentran por debajo del 25 de los valores maacuteximos
admitidos por la vigente Directiva Europea
Como fuente de obtencioacuten de hidrogeno
El gas natural es actualmente la principal fuente para la obtencioacuten de
hidrogeno que se utiliza en la nueva tecnologiacutea de las pilas de combustible Esta
tecnologiacutea aparece como una prometedora alternativa para reducir las emisiones
contaminantes en la produccioacuten de electricidad a pequentildea y mediana escala y su
aplicacioacuten es particularmente interesante en vehiacuteculos de transporte
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USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
18
En su uso industrial
La utilizacioacuten del gas natural en los procesos industriales conlleva
importante ventajas ambientales tal como se demuestra en sectores como el
ceraacutemico papelero o sideruacutergico entre muchos otros Algunas de estas ventajas
ambientales son
Disminucioacuten del consumo energeacutetico
Reduccioacuten de las emisiones contaminantes a la atmosfera que pueden
superar el 50 en algunos procesos
Eliminacioacuten de las partiacuteculas en suspensioacuten en los gases de combustioacuten
En los procesos de cogeneracioacuten
El gas natural se utiliza en la cogeneracioacuten que es la produccioacuten
simultaacutenea de electricidad y calor generado por un mismo equipo Las ventajas
ambientales de la cogeneracioacuten son
Disminucioacuten del consumo de energiacutea
Reduccioacuten de hasta un 60 de las emisiones de dioacutexido de carbono De
hasta un 70 de los oacutexidos de nitroacutegeno y praacutectica eliminacioacuten del dioacutexido
de azufre y de las partiacuteculas solidad en suspensioacuten
Para entender mejor sobre las emisiones producidas por los combustibles
se presenta lo siguiente
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USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Tabla 2 Cuadro comparativo de las emisiones producidas por los
combustibles
142 Ventajas Econoacutemicas
El gas natural es el combustible de menor precio y permite obtener
importantes ahorros en relacioacuten con otros combustibles
1421 Precios equivalentes de los combustibles
Tabla 3 Precios equivalentes de los combustibles
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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143 Ventajas Operacionales
El gas natural estaacute disponible en forma continua no requiere tanques de
almacenamiento disminuyendo los riesgos que ello implica y tambieacuten los
costos financieros
No requiere preparacioacuten previa a su utilizacioacuten como por ejemplo
calentarlo pulverizarlo o bombearlo como ocurre con el petroacuteleo o el
carboacuten
Los equipos y quemadores de gas natural son faacuteciles de limpiar y
conservar
La combustioacuten del gas natural puede finalizar instantaacuteneamente tan pronto
como cese la demanda de calor de los aparatos que lo utilizan lo cual es
muy adecuado para cargas variables e intermitentes
La regulacioacuten automaacutetica es sencilla y de gran precisioacuten manteniendo
constante la temperatura o la presioacuten al variar la carga
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
21
El rendimiento del gas natural en la combustioacuten es superior al de otros
combustibles
15 Procesamiento del Gas Natural
Acondicionamiento del gas natural Consiste en la eliminacioacuten de las
impurezas azufre agua CO2 y otras que no tienen valor comercial
Separacioacuten de componentes del gas natural Mediante este proceso el
gas se separa en
- Gas natural seco (metano y etano) que se transporta por gasoductos
hasta los centros de consumo
- Liacutequidos de gas natural (LGN) constituido por propano butanos
pentanos e hidrocarburos maacutes pesados que se transportan por
poliductos hasta una planta de fraccionamiento
Fraccionamiento de componentes del LGN Viene a ser la separacioacuten
de los liacutequidos de gas natural en
- Propano butano (GLP)
- Gasolina natural (pentanos e hidrocarburos maacutes pesados)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
22
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
23
Figura 3 Procesos del Gas Natural
2 Fraccionamiento del Gas Natural
Es un proceso que consiste en separar los liacutequidos del gas natural (LGN) en
gas licuado de petroacuteleo (GLP) y gasolina natural Los Liacutequidos del Gas Natural
(LGN) se enviacutean a las plantas de fraccionamiento donde se obtiene por separado
etano propano butano normal e iso-butano gasolina natural y nafta residual que
se almacenan en forma refrigerada y presurizada en recipientes esfeacutericos
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 4 Algunas Torres de Fraccionamiento
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 5 Fraccionamiento
El proceso de fraccionamiento recibe liacutequidos del gas del proceso
criogeacutenico y condensados dulces que pueden provenir de las plantas endulzadora
de liacutequidos o directamente de los campos productores Consiste en varias etapas
de separacioacuten que se logran a traveacutes de la destilacioacuten Con lo anterior se logra la
separacioacuten de cada uno de los productos como se muestra en la figura
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
26
La forma maacutes utilizada para la separacioacuten de los componentes del gas
natural es mediante enfriamiento se utilizan los principios de refrigeracioacuten
mecaacutenica o autorefrigeracion mediante el principio de Joule Thompson (expansioacuten
isentroacutepica o adiabaacutetica) Posteriormente la mezcla liquida es sometida a
fraccionamiento en una columna de platos o empaques
Efecto Joule Thomson
El efecto de Joule-Thomson o efecto Joule-Kelvin es el proceso en el
cual la temperatura de un sistema disminuye o aumenta al permitir que el sistema
se expanda libremente manteniendo la entalpiacutea constante (lo que significa que el
gas no recibe ni transfiere calor y no realiza ninguacuten trabajo)
Fue descrito por James Prescott Joule y William Thomson el primer Baroacuten
Kelvin quienes establecieron el efecto en 1852 modificando un experimento previo
de Joule en el que un gas se expandiacutea manteniendo constante su energiacutea interna
La relacioacuten entre temperatura presioacuten y volumen de un gas se puede describir de
una forma sencilla gracias a las leyes de los gases Cuando el volumen aumenta
durante un proceso irreversible las leyes de los gases no pueden determinar por
si solas queacute ocurre con la temperatura y presioacuten del gas
En general cuando un gas se expande adiabaacuteticamente la temperatura
puede aumentar o disminuir dependiendo de la presioacuten y temperatura inicial Para
una presioacuten constante (fijada previamente) un gas tendraacute una temperatura de
inversioacuten de Joule-Thompson (Kelvin) sobre la cual al expandirse el gas causa
un aumento de temperatura y por debajo la expansioacuten del gas causa un
enfriamiento En la mayoriacutea de los gases a presioacuten atmosfeacuterica esta temperatura
es bastante alta mucho mayor que la temperatura ambiental y por ello la mayoriacutea
de los gases se enfriacutean al expandirse
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 6 Expansioacuten Joule Thomson Plantas GNL por Refrigeracioacuten
Hemos visto que cuando un gas sufre una expansioacuten a traveacutes de un
obstaacuteculo o estrangulamiento a presiones y temperaturas adecuadas se produce
una disminucioacuten de su temperatura Como se cumple que cuanto maacutes baja es la
temperatura el teacutermino es de mayor valor absoluto y negativo el
coeficiente de Joule-Thomson tendraacute los valores positivos maacutes altos a
temperatura bajas Como consecuencia de ello el enfriamiento por efecto de
Joule-Thomson seraacute mas pronunciado a temperaturas bajas y presiones bajas
El cientiacutefico ingleacutes llamado John Dalton afirmoacute que la presioacuten total de una
mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los
componentes Esta afirmacioacuten ahora es conocida como la ley de presiones
parciales de Dalton la cual nos permite calcular el volumen maacuteximo de vapor de
agua que el gas natural puede contener a una temperatura y presioacuten dada
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
28
La temperatura del gas y las presiones son los factores maacutes importantes en
el disentildeo de un sistema de deshidratacioacuten del gas Sin eacutesta informacioacuten baacutesica el
tamantildeo de un deshidratador adecuado es imposible
La expansioacuten Joule-Thomson utiliza caiacutedas de temperatura para remover
agua condensada y asiacute deshidratar el gas natural En algunos casos el glicol
podriacutea ser inyectado al intercambiador de calor para obtener temperaturas maacutes
bajas antes de la expansioacuten que ocurre en un separador de bajas temperaturas
En esta expansioacuten el gas pasa primero por un intercambiador de calor para
recibir un pre-enfriamiento y posteriormente a traveacutes de una vaacutelvula de expansioacuten
o estrangulador Esta expansioacuten es un proceso isoentaacutelpico donde la caiacuteda de
presioacuten genera una disminucioacuten de temperatura la cual provoca una separacioacuten
de los liacutequidos condensables Generalmente en este tipo de proceso el gas debe
comprimirse para alcanzar la presioacuten requerida para su transporte
Figura 7 Esquema de Proceso de Enfriamiento de Gas Natural mediante
Expansioacuten con Vaacutelvula (efecto de Joule-Thompson)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
29
Figura 8 Refrigeracioacuten por Joule- Thomson
3 Uso de los Productos del proceso de Fraccionamiento
Luego del tratamiento se somete al gas natural a los procesos de extraccioacuten y
Fraccionamiento para separar sus componentes y disponer de gas metano para
su transportacioacuten y distribucioacuten bajo las normas de calidad establecidas Los
componentes separados en este proceso como son el etano propano butano y
pentano se utilizaraacuten posteriormente de manera individual como productos
cotizados en el mercado
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
30
Figura 9 Esquema de los productos del Gas Natural
31 Productos claves del proceso de Fraccionamiento
311 Etano
El etano ( de eacuteter y el sufijo -ano) es un hidrocarburo alifaacutetico alcano con dos
aacutetomos de carbono de foacutermula C2H6 A condiciones normales es gaseoso y un
excelente combustible Su punto de ebullicioacuten estaacute en -88 degC
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
31
Figura 10 Formula Estructural del Etano
El etano se encuentra en cantidad apreciable en el gas natural y constituye el
primer homoacutelogo del metano Los meacutetodos empleados para su obtencioacuten asiacute
como sus propiedades son muy semejantes a las del metano Aunque el etano
tiene poca importancia praacutectica su foacutermula presenta nuevos aspectos que son
muy interesantes
Propiedades Fiacutesicas
Se encuentra en estado gaseoso a temperatura ambiente Presenta un iacutendice
de octanaje superior al de la gasolina y tiene una presioacuten de vapor inferior
resultando en menores emisiones evaporativas La combustioacuten en el aire es
inferior a la de la gasolina lo que reduce el nuacutemero y la importancia de los
incendios en los vehiacuteculos Su punto de fusioacuten es -1833deg y su punto de ebullicioacuten
es de -886 deg C
Propiedades Quiacutemicas
Su estructura es uacutenica ya que existe una sola manera de unir los aacutetomos de
carbono en estas moleacuteculas No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
32
Aplicaciones
El etano se puede utilizar de dos maneras
Como mezcla con la gasolina con el objetivo de un aumento del octanaje de
la gasolina
Como etano puro compuesto de etano hidratado a 955 GL
Es un excelente combustible automotriz El etano anhidro tiene un poder
caloriacutefero inferior y superior de 212 y 234 mega joule por litro respectivamente
contra 301 y 349 mega joule por litro de gasolina En Brasil las propiedades del
etano (como combustible) llevaron al desarrollo de motores a alcohol y motores
para la mezcla alcohol gasolina Hasta 1988 los avances se realizaron por la
industria automoviliacutestica (GM Ford Volkswagen Fiat) para sistemas carburados
actualmente se encuentran disponibles para todos los motores con sistemas a
inyeccioacuten electroacutenica
Existen varias formas para obtener olefinas pero nosotros nos vamos a centrar
en la produccioacuten de Etileno y Propileno a partir del gas natural o Propano y Etano
esta misma materia prima es la que se usa en la Planta de Olefinas del Complejo
Petroquiacutemico El Tablazo ubicado en los Puertos de Altagracia Estado Zulia
Venezuela (Pequiven SA)
Estaacute la alimentacioacuten de materia prima que es el propano y etano a un 95 y
955 de pureza respectivamente esto ocurre de forma liquida a una presioacuten de
176 kgcm2 y 38 ordmC Este gas pasa por una seccioacuten de hornos en total hay 9
hornos en los cuales hay 7 hornos con celdas simples y 2 con celdas dobles
cada celda con la misma capacidad que la otra En estas celdas se va a realizar la
pirolisis con una mezcla de vapor de agua con los hidrocarburos con una relacioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
33
de 03 kg de vapor de agua sobre kg de hidrocarburo la pirolisis para el Etano
ocurre a 843 ordmC para el etano y de 826 a 843 ordmC para el propano
Figura 11 Esquema de distribucioacuten del Etileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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312 Propano
El propano (de abreviacioacuten de propioacutenico mas el sufijo -ano) es un gas
incoloro e inodoro Pertenece a los hidrocarburos alifaacuteticos (los alcanos) Su
foacutermula quiacutemica C3H8
Figura 12 Formula Estructural del Propano
El propano se suele obtener del gas natural o de los gases de los procesos
de cracking producidos en las instalaciones petroquiacutemicas Se obtiene en
yacimientos subterraacuteneos de petroacuteleo Una vez extraiacutedo el crudo se procede a un
tratamiento de refino para obtener los distintos productos que provienen de este
aceite entre ellos el gas propano
Propiedades Fiacutesicas
Hidrocarburo gaseoso incoloro y combustible que se halla en el petroacuteleo
americano Tiene 3 aacutetomos de Carbono su punto de fusioacuten es -18765degC y su
punto de ebullicioacuten es de -421 deg C
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Propiedades Quiacutemicas
Posee baja polaridad No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
Aplicaciones
Por sus aplicaciones es un buen sustituto del gas obtenido por destilacioacuten seca
de la hulla El principal uso del propano es el aprovechamiento energeacutetico como
combustible en hogares comercios e industrias Con base al punto de ebullicioacuten
maacutes bajo que el butano y el mayor valor energeacutetico por gramo a veces se mezcla
con eacuteste o se utiliza propano en vez de butano En la industria quiacutemica es uno de
los productos de partida en la siacutentesis del propeno Es usado para la siacutentesis de
productos quiacutemicos petroquiacutemicos o plaacutestico (PVC Polietileno polipropileno
etc) Ademaacutes se utiliza como gas refrigerante (R290) o como gas propulsor en
aerosoles
No suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje No es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya
que por su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las
conducciones De hecho se eliminan los restos de butano y propano del gas
natural por este motivo
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 13 Esquema de distribucioacuten del Propileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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313 Butano
El butano (del aacutecido butiacuterico y eacuteste del latiacuten butyrum manteca y del sufijo -
ano) tambieacuten llamado n-butano es un hidrocarburo saturado parafiacutenico o
alifaacutetico inflamable gaseoso que se licuacutea a presioacuten atmosfeacuterica a -05 degC formado
por cuatro aacutetomos de carbono y por diez de hidroacutegeno cuya foacutermula quiacutemica es
C4H10 Tambieacuten puede denominarse con el mismo nombre a un isoacutemero de eacuteste
gas el isobutano o metilpropano
Los aacutetomos de carbono se encuentran unidos formando una cadena abierta
En el n-butano (normal) la cadena es continua y sin ramificaciones mientras que
en el i-butano (iso) o metilpropano uno de los aacutetomos de carbono forma una
ramificacioacuten lateral Esta diferencia de estructura es la causa de las distintas
propiedades que presentan
Como es un gas incoloro e inodoro en su elaboracioacuten se le antildeade un
odorizante (generalmente un mercaptano) que le confiere olor desagradable Esto
le permite ser detectado en una fuga porque es altamente volaacutetil y puede provocar
una explosioacuten
En caso de extincioacuten de un fuego por gas butano se emplea dioacutexido de
carbono (CO2) polvo quiacutemico o niebla de agua para enfriar y dispersar vapores El
butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 14 Formula Estructural del Butano
El butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
Propiedades Fiacutesicas
- Estado de agregacioacuten Gas
- Apariencia Incoloro
- Densidad 252 kgm3 000252 gcm3
- Masa 5808 u
- Punto de fusioacuten 1349 K (minus1383 degC)
- Punto de ebullicioacuten 2727 K (-05 degC)
- Punto de descomposicioacuten K (-27315 degC)
- Temperatura criacutetica K (-27315 degC)
Propiedades Quiacutemicas
- Solubilidad en agua 61 g100 ml H2O
- KPS nd
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Aplicaciones
La principal aplicacioacuten del gas butano es la de combustible en hogares para la
cocina y agua caliente el gas butano no suele usarse en sistemas de calefaccioacuten
ya que no suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje es un gas un tanto inestable desde el punto de vista de la
licuefaccioacuten por ello la normativa espantildeola el Real Decreto 9192006 no permite
el tener mas de dos bombonas de gas butano en el interior de locales que tengan
aparatos a gas uno en reserva y uno en descarga ademaacutes de esto tampoco esta
permitido el almacenamiento en posicioacuten horizontal por esto cuando se ven
almacenes de envases GLP (bombonas de gas butano) estaacuten estos colocados en
estructuras metaacutelicas tipo estanteriacutea y siempre estaacuten en posicioacuten vertical asiacute
mismo como los camiones de transporte o distribucioacuten de gas butano
El gas butano no es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya que por
su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las conducciones y
esto provocar graves accidentes De hecho se eliminan los restos de butano y
propano del gas natural por este motivo creando un gas mucho maacutes estable para
su transporte por gaseoductos nos referimos al gas natural
Figura 15 Bombonas de Gas Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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El iso- butano tiene su uso principal para alquilato y MTBE componentes
clave en la produccioacuten de gasolinas El eacuteter metil tert-butiacutelico metil tert-butil
eacuteter metil terc-butil eacuteter o por sus siglas MTBE es un liacutequido inflamable de olor
caracteriacutestico desagradable Se fabrica combinando sustancias quiacutemicas como
isobutileno y metanol y se ha usado desde los antildeos 1980 como aditivo para
incrementar el octanaje de la gasolina sin plomo
El MTBE se usa tambieacuten para disolver caacutelculos biliares En estos pacientes
el MTBE se hace llegar directamente a los caacutelculos a traveacutes de tubos especiales
insertados por medio de cirugiacutea
El n - butano provee volatilidad en gasolinas Gas combustible (solo o
mezclado con propano) Plantas de butadieno (cuero sinteacutetico) y olefinas
314 Gasolina Natural
Producto resultante del procesamiento de gas natural Compuesta
baacutesicamente por pentano hexano y heptano Los meacutetodos utilizados para su
elaboracioacuten son la absorcioacuten con aceite pesado la absorcioacuten con carboacuten vegetal
compresioacuten y refinacioacuten Se utiliza para la mezcla con gasolina que se produce en
las refineriacuteas o con el petroacuteleo para mejorar la densidad de ese producto y
aumentar su valor comercial
32 Liacutequidos de Gas Natural (LGN)
Los liacutequidos del gas natural (LGN) formados por etano propano butano y
otros componentes hidrocarburos maacutes pesados son utilizados en el mercado
interno como combustible y materia prima (industria petroquiacutemica entre ellas)
Entre los clientes nacionales de la industria del LGN se encuentran mercado
interno de propano Pequiven Refineriacutea de Puerto La Cruz Refineriacutea El Palito las
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
41
plantas de Carenero Guamache Punta Cardoacuten y Super Octanos asiacute como el
mercado domeacutestico en especial las zonas populares
Por otro lado 31 de la produccioacuten de este hidrocarburo abastece los
mercados internacionales Cuba paiacuteses del CARICOM EE UU Meacutexico Chile
Brasil Curazao Puerto Rico y Europa La capacidad total de procesamiento de
LGN en el paiacutes es de 2660 MMPCD estimaacutendose la demanda para el antildeo 2005
en 14 millones de kg (35 MBD) siendo el consumo promedio 36 kgpersona
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)
Infraestructura de LGN
3 plantas de fraccionamiento Joseacute Uleacute y Bajo Grande
3 plantas de extraccioacuten San Joaquiacuten Santa Baacuterbara y Jusepiacuten
3 muelles de embarque Joseacute La Salinas y Bajo Grande
Existen 85 plantas de llenado que cubren casi todo el paiacutes y que surten a
230 empresas privadas distribuidoras y comercializadoras de gas
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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321 Almacenamiento de GNL
El GNL se almacena a -161 degC y a presioacuten atmosfeacuterica en tanques
criogeacutenicos especiales para baja temperatura El tiacutepico tanque de GNL tiene doble
pared una pared externa de hormigoacuten armado recubierto con acero al carbono y
una pared interna de acero niquelado al 9 La seguridad y la resistencia son las
consideraciones de disentildeo primarias al construir estos tanques los cuales se
disentildean para soportar terremotos y fuertes vientos
A presioacuten se almacenan los productos a la presioacuten de vapor a la
temperatura ambiente
Refrigerado se mantienen los productos a la temperatura de burbuja a
presioacuten cerca de la atmosfeacuterica (05 ndash 2 psig)
Refrigerado y a presioacuten
322 Transporte de GNL
El GNL se transporta a presioacuten atmosfeacuterica en buques especialmente
construidos con casco doble El sistema de contencioacuten de carga se disentildea y
construye utilizando materiales especiales para el aislamiento y tanque para
asegurar el transporte seguro de esta carga criogeacutenica
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
43
El GNL en los tanques de carga del buque se mantiene a su temperatura de
saturacioacuten (-161 degC) a lo largo de toda la navegacioacuten pero se permite que una
pequentildea cantidad de vapor se disipe por ebullicioacuten en un proceso que se
denomina autorrefrigeracioacuten El gas evaporado se utiliza para impulsar los
motores del buque
Figura 17 Transporte de GNL
Aproximadamente 40 de los buques de GNL actualmente en servicio
cuentan con sistemas de contencioacuten de carga del tipo de membrana de modo que
tienen un aspecto muy similar al de otros cargueros El resto de los buques tienen
un sistema de contencioacuten de carga maacutes particular que incluye cuatro o maacutes
tanques esfeacutericos grandes Ambos tipos de sistema de contencioacuten poseen
antecedentes de operacioacuten extremadamente seguros y confiables
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
44
Datos sobre buques
- Actualmente se encuentran en servicio maacutes de 120 buques de GNL
- El transporte de GNL por buque tiene antecedentes de seguridad
ejemplares
- Liacutemites de capacidad de carga 19000 m3 a 138000 m3
- Esloras 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft)
- Calados 65 m (12 ft) a 12 m (39 ft)
La flota de buques estaacute desarrollaacutendose raacutepidamente con maacutes de 100 buques
pedidos a los astilleros y que entraraacuten en servicio en los proacuteximos antildeos Tambieacuten
estaacuten naciendo proyectos alternativos para el transporte de GNL en pequentildeas
cantidades bien sea en camiones o en barcos mucho menores que los actuales
323 Regasificacioacuten de GNL
Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificacioacuten
en la zona de mercado el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de
almacenamiento Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal
de licuefaccioacuten Generalmente la descarga de un buque requiere unas 12 horas
Luego el GNL vuelve a su estado gaseoso original Para ello se bombea desde
los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las
condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los
usuarios finales ubicados corriente abajo de la tuberiacutea Posteriormente el gas se
distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
45
Otra modalidad de distribucioacuten consiste en el transporte de GNL a bordo de
cisternas especialmente disentildeadas para su carga desde las plantas
regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros hasta clientes
que disponen de depoacutesitos de GNL que estaacuten disentildeados para almacenar y
regasificar el gas para su uso Esta es la uacutenica modalidad de transporte de GNL
posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional
324 Riesgos de un proyecto de GNL
Debido a que los proyectos de GNL estaacuten basados en contratos de compra y
venta a largo plazo la mayor parte de los riesgos estaacuten basados en la
disponibilidad de gas al proyecto la estabilidad de los paiacuteses donde se ejecuta el
proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del grupo que estaacute ejecutando el
proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr
una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida uacutetil
Las caracteriacutesticas de un buen proyecto de GNL incluyen
Bajos costos de infraestructura y produccioacuten del gas
Bajos costos de transporte del gas y otros productos liacutequidos
Buena estructura del proyecto y de la compantildeiacutea establecida para este
efecto
Ambiente fiscal atractivo
Confianza de los compradores en la estabilidad del proyecto
Seguridad de mercado
Iacutendice del precio del gas con cambios de mercado
Proyecto que sea faacutecilmente financiable
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
46
33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
48
GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
52
BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
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Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
ENCICLOPEDIA Encarta (2007) Biblioteca de Consulta
MICROSOFT Internet www googlecom
X
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
9
1 Gas Natural
El gas natural es una mezcla de hidrocarburos gaseosos producidos por la
transformacioacuten lenta de la materia orgaacutenica animal y vegetal especialmente de
especies marinas microscoacutepicas sepultadas durante millones de antildeos a grandes
profundidades Conforma con el carboacuten petroacuteleo y bitumen el grupo de los
combustibles foacutesiles los cuales han hecho posible el progreso acelerado de la
humanidad en los uacuteltimos trescientos antildeos A su valor como energiacutea limpia
econoacutemica y abundante para uso domeacutestico comercial e industrial se antildeade su
importancia como sustituto de la gasolina en el transporte automotor y materia
prima fundamental en la industria petroquiacutemica
Figura 1 Gas natural desde sus oriacutegenes
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
10
El gas natural es incoloro inodoro insiacutepido sin forma particular y maacutes ligero
que el aire Se presenta en su forma gaseosa por debajo de los -161ordmC Por
razones de seguridad se le antildeade mercaptano un agente quiacutemico que le da un
olor a huevo podrido con el propoacutesito de detectar una posible fuga de gas
El Gas Natural es una mezcla de varios gases llamados hidrocarburos ya
que estaacuten formados por aacutetomos de hidrogeno y carbono (C-H) por lo regular estaacuten
asociados con otras sustancias como el dioacutexido de carbono el nitroacutegeno (H2S) los
cuales disminuyen su potencial energeacutetico
11 Composicioacuten del gas natural
La composicioacuten del gas natural variacutea dependiendo del depoacutesito del cual es
extraiacutedo
Tabla 1 Composicioacuten y porcentaje molar de una mezcla de gas natural
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
11
Los compuestos orgaacutenicos o hidrocarburos forman largas cadenas de
combinacioacuten por o general desde C-1 hasta C-60 pero solo los primeros cuatro
componentes son gaseosos y son los que componen el Gas Natural
Estos gases son
Metano
- Foacutermula Molecular CH4
Etano
- Formula Molecular CH3ndashCH3
- Formula Semidesarrollada C2H6
Propano
- Foacutermula Molecular C3H8
- Foacutermula Semidesarrollada CH3-CH2-CH3
Butano
- Formula Molecular C4H10
- Formula Semidesarrollada CH3-CH2-CH2CH3
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
12
12 Caracteriacutesticas del Gas Natural
El gas natural tiene ciertas caracteriacutesticas que dependen de su origen y
formacioacuten y otras que son inherentes a todo gas Las principales son las
siguientes
a) Tienen en su composicioacuten hidrocarburos pesados esto quiere decir
desde los pentanos hacia arriba (C5+) Estos hidrocarburos son
liacutequidos a una temperatura y presioacuten muy cercanas a las atmosfeacutericas
razoacuten por la que se transforman en liacutequidos con muy bajos niveles de
compresioacuten o de disminucioacuten de la temperatura Estos hidrocarburos
son los que forman la gasolina natural que es un subproducto de las
plantas de fabricacioacuten de GLP o mezcla de propano y butanos
b) Los gases de origen natural sea en estado libre o asociado son gases
saturados esto quiere decir que no contienen compuestos con dobles
enlaces o triples enlaces Por lo tanto la composicioacuten de estos gases
responderaacuten a la formula general de CnH(2n+2)
c) El propano y butanos mezclados y que seguacuten hemos indicado
constituyen el GLP son hidrocarburos que se mantienen liacutequidos a la
temperatura ambiente siempre que su presioacuten supere las 140 psi
Obviamente a mayor temperatura ambiente mayor seraacute la presioacuten
requerida para mantenerse en estado liacutequido
d) En nuestro medio el gas se produce en el Oriente y en la Peniacutensula
estaacute libre de contaminantes como el Sulfuro de Hidrogeno salvo en
contadas excepciones razoacuten por la cual carece de olor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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13 Clasificacioacuten del Gas Natural en funcioacuten de su Composicioacuten
Gas Aacutecido Son los que contienen impurezas en alta concentracioacuten tales
como Dioacutexido de Carbono (CO2) Sulfuro de Hidrogeno (H2S) Sulfuro de
Carbonilo (COS) Mercaptanos (RSH) y Dioacutexido de Azufre (SO2) de las
cuales las maacutes comunes son el Dioacutexido de Carbono (CO2) y el Sulfuro de
Hidrogeno (H2S) dichos gases forman aacutecidos en presencia de agua
Gas Agrio Es aquel que tiene cantidades apreciables de componentes
aacutecidos en proporciones que obligan a su tratamiento previo antes de
llevarlo a las tuberiacuteas o entregarlo al comprador
Gas Dulce Es aquel que tiene menos de 4ppmv de sulfuro de hidroacutegeno y
un contenido bajo de dioacutexido de carbono en el que han sido separados los
compuestos aacutecidos hasta satisfacer las condiciones de tuberiacutea
Gas Rico Es aquel que contiene una buena cantidad de productos
condensables Usualmente alimenta una planta de procesamiento para
extraccioacuten de productos condensables (C3+)
Gas Pobre oacute Seco Gas natural con bajo contenido de compuestos
pesados Tambieacuten se le llama gas seco y estaacute constituido principalmente
por Metano
Gas condensado Este gas se puede definir con un gas con liacutequido
disuelto El contenido de metano es de (C1)gt a 60 y el de Heptanos y
compuestos maacutes pesados (C7+) alcanza valores mayores a 125 (lt
125) La mezcla de hidrocarburos a las condiciones iniacuteciales de presioacuten y
temperatura se encuentra en fase gaseosa o en el punto de rociacuteo El gas
presenta condensacioacuten retroacutegrada durante el agotamiento isoteacutermico de la
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presioacuten proceso que en la mayoriacutea de los casos puede representar alguacuten
problema en la comercializacioacuten de estos yacimientos
Composicioacuten tiacutepica de mezclas provenientes de yacimientos
El Gas Natural se encuentra
- Asociado Es el que se extrae junto con el petroacuteleo crudo y contiene
grandes cantidades de hidrocarburos como etano propano butano y
naftas
- No asociado o libre Es el que se encuentra en depoacutesitos que
contienen uacutenicamente gas natural
14 Ventajas del Uso del Gas Natural
141 Ventajas Ambientales
El gas natural es un combustible muy limpio comparado con los combustibles
tradicionales lo que facilita el cumplimiento de exigentes normas ambientales
Una de las grandes ventajas del gas natural respecto a otros combustibles es la
baja emisioacuten de contaminantes en su combustioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 2 Imagen Esquematizada de las Ventajas del Gas Natural en el
Ambiente
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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En la Extraccioacuten
Por lo que respeta a su extraccioacuten el gas natural tienes dos grandes
ventajas es un combustible muy abundante y sus yacimientos estaacuten repartidos en
un gran nuacutemero de paiacuteses Ello garantiza su suministro y disponibilidad durante
muchos antildeos Por otra parte en su proceso de extraccioacuten se genera menos
contaminacioacuten que en el de otros combustibles foacutesiles
En el transporte y distribucioacuten del Gas
El gas natural llega a las ciudades y fabricas a traveacutes de gasoductos
enterrados sin producir impacto ambiental sobre el paisaje
En la generacioacuten de electricidad
En los paiacuteses mas avanzados el uso del gas natural en las modernas
centrales de ciclo combinado se ha desarrollado ampliamente por sus bajas
emisiones contaminantes Las ventajas ambientales son
Eficiencia energeacutetica en estas centrales el 60 de la energiacutea que se
introduce en el sistema se transforma realmente en energiacutea eleacutectrica En las
centrales teacutermicas tradicionales esta eficiencia es solo de un 37 Tiene
por tanto menos consumo energeacutetico que una central convencional
Menor contaminacioacuten atmosfeacuterica Al usar el gas natural se producen
menos emisiones a la atmosfera de dioacutexido de carbono (reduccioacuten de un
65) de oacutexidos de nitroacutegeno (reduccioacuten de un 70) y de dioacutexido de azufre
(reduccioacuten praacutecticamente del 100) con respecto a las centrales teacutermicas
tradicionales
No se producen residuos ni partiacuteculas solidas en suspensioacuten
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USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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En el consumo domestico
Aplicado a la calefaccioacuten y produccioacuten de agua caliente el gas natural
Emite niveles maacutes bajos de contaminantes a la atmosfera que el carboacuten y
los productos y los productos petroliacuteferos
Entre un 30 y un 40 menos de dioacutexido de carbono que el gasoacuteleo y un
50 menos que el carboacuten
Entre un 40 y un 50 menos de oacutexidos de nitroacutegeno que los otros
combustibles foacutesiles
Elimina praacutecticamente del todo las emisiones de dioacutexido de azufre
En su utilizacioacuten para vehiacuteculos
El gas natural es una alternativa muy utilizada en otros paiacuteses como
carburante para vehiacuteculos de transporte ya que reduce notablemente la
contaminacioacuten atmosfeacuterica en las ciudades Por ello se esta introduciendo en
Espantildea para flotas de autobuses urbanos y vehiacuteculos de recogida de residuos
Las emisiones se encuentran por debajo del 25 de los valores maacuteximos
admitidos por la vigente Directiva Europea
Como fuente de obtencioacuten de hidrogeno
El gas natural es actualmente la principal fuente para la obtencioacuten de
hidrogeno que se utiliza en la nueva tecnologiacutea de las pilas de combustible Esta
tecnologiacutea aparece como una prometedora alternativa para reducir las emisiones
contaminantes en la produccioacuten de electricidad a pequentildea y mediana escala y su
aplicacioacuten es particularmente interesante en vehiacuteculos de transporte
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USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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En su uso industrial
La utilizacioacuten del gas natural en los procesos industriales conlleva
importante ventajas ambientales tal como se demuestra en sectores como el
ceraacutemico papelero o sideruacutergico entre muchos otros Algunas de estas ventajas
ambientales son
Disminucioacuten del consumo energeacutetico
Reduccioacuten de las emisiones contaminantes a la atmosfera que pueden
superar el 50 en algunos procesos
Eliminacioacuten de las partiacuteculas en suspensioacuten en los gases de combustioacuten
En los procesos de cogeneracioacuten
El gas natural se utiliza en la cogeneracioacuten que es la produccioacuten
simultaacutenea de electricidad y calor generado por un mismo equipo Las ventajas
ambientales de la cogeneracioacuten son
Disminucioacuten del consumo de energiacutea
Reduccioacuten de hasta un 60 de las emisiones de dioacutexido de carbono De
hasta un 70 de los oacutexidos de nitroacutegeno y praacutectica eliminacioacuten del dioacutexido
de azufre y de las partiacuteculas solidad en suspensioacuten
Para entender mejor sobre las emisiones producidas por los combustibles
se presenta lo siguiente
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USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Tabla 2 Cuadro comparativo de las emisiones producidas por los
combustibles
142 Ventajas Econoacutemicas
El gas natural es el combustible de menor precio y permite obtener
importantes ahorros en relacioacuten con otros combustibles
1421 Precios equivalentes de los combustibles
Tabla 3 Precios equivalentes de los combustibles
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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143 Ventajas Operacionales
El gas natural estaacute disponible en forma continua no requiere tanques de
almacenamiento disminuyendo los riesgos que ello implica y tambieacuten los
costos financieros
No requiere preparacioacuten previa a su utilizacioacuten como por ejemplo
calentarlo pulverizarlo o bombearlo como ocurre con el petroacuteleo o el
carboacuten
Los equipos y quemadores de gas natural son faacuteciles de limpiar y
conservar
La combustioacuten del gas natural puede finalizar instantaacuteneamente tan pronto
como cese la demanda de calor de los aparatos que lo utilizan lo cual es
muy adecuado para cargas variables e intermitentes
La regulacioacuten automaacutetica es sencilla y de gran precisioacuten manteniendo
constante la temperatura o la presioacuten al variar la carga
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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El rendimiento del gas natural en la combustioacuten es superior al de otros
combustibles
15 Procesamiento del Gas Natural
Acondicionamiento del gas natural Consiste en la eliminacioacuten de las
impurezas azufre agua CO2 y otras que no tienen valor comercial
Separacioacuten de componentes del gas natural Mediante este proceso el
gas se separa en
- Gas natural seco (metano y etano) que se transporta por gasoductos
hasta los centros de consumo
- Liacutequidos de gas natural (LGN) constituido por propano butanos
pentanos e hidrocarburos maacutes pesados que se transportan por
poliductos hasta una planta de fraccionamiento
Fraccionamiento de componentes del LGN Viene a ser la separacioacuten
de los liacutequidos de gas natural en
- Propano butano (GLP)
- Gasolina natural (pentanos e hidrocarburos maacutes pesados)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 3 Procesos del Gas Natural
2 Fraccionamiento del Gas Natural
Es un proceso que consiste en separar los liacutequidos del gas natural (LGN) en
gas licuado de petroacuteleo (GLP) y gasolina natural Los Liacutequidos del Gas Natural
(LGN) se enviacutean a las plantas de fraccionamiento donde se obtiene por separado
etano propano butano normal e iso-butano gasolina natural y nafta residual que
se almacenan en forma refrigerada y presurizada en recipientes esfeacutericos
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Figura 4 Algunas Torres de Fraccionamiento
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Figura 5 Fraccionamiento
El proceso de fraccionamiento recibe liacutequidos del gas del proceso
criogeacutenico y condensados dulces que pueden provenir de las plantas endulzadora
de liacutequidos o directamente de los campos productores Consiste en varias etapas
de separacioacuten que se logran a traveacutes de la destilacioacuten Con lo anterior se logra la
separacioacuten de cada uno de los productos como se muestra en la figura
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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La forma maacutes utilizada para la separacioacuten de los componentes del gas
natural es mediante enfriamiento se utilizan los principios de refrigeracioacuten
mecaacutenica o autorefrigeracion mediante el principio de Joule Thompson (expansioacuten
isentroacutepica o adiabaacutetica) Posteriormente la mezcla liquida es sometida a
fraccionamiento en una columna de platos o empaques
Efecto Joule Thomson
El efecto de Joule-Thomson o efecto Joule-Kelvin es el proceso en el
cual la temperatura de un sistema disminuye o aumenta al permitir que el sistema
se expanda libremente manteniendo la entalpiacutea constante (lo que significa que el
gas no recibe ni transfiere calor y no realiza ninguacuten trabajo)
Fue descrito por James Prescott Joule y William Thomson el primer Baroacuten
Kelvin quienes establecieron el efecto en 1852 modificando un experimento previo
de Joule en el que un gas se expandiacutea manteniendo constante su energiacutea interna
La relacioacuten entre temperatura presioacuten y volumen de un gas se puede describir de
una forma sencilla gracias a las leyes de los gases Cuando el volumen aumenta
durante un proceso irreversible las leyes de los gases no pueden determinar por
si solas queacute ocurre con la temperatura y presioacuten del gas
En general cuando un gas se expande adiabaacuteticamente la temperatura
puede aumentar o disminuir dependiendo de la presioacuten y temperatura inicial Para
una presioacuten constante (fijada previamente) un gas tendraacute una temperatura de
inversioacuten de Joule-Thompson (Kelvin) sobre la cual al expandirse el gas causa
un aumento de temperatura y por debajo la expansioacuten del gas causa un
enfriamiento En la mayoriacutea de los gases a presioacuten atmosfeacuterica esta temperatura
es bastante alta mucho mayor que la temperatura ambiental y por ello la mayoriacutea
de los gases se enfriacutean al expandirse
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 6 Expansioacuten Joule Thomson Plantas GNL por Refrigeracioacuten
Hemos visto que cuando un gas sufre una expansioacuten a traveacutes de un
obstaacuteculo o estrangulamiento a presiones y temperaturas adecuadas se produce
una disminucioacuten de su temperatura Como se cumple que cuanto maacutes baja es la
temperatura el teacutermino es de mayor valor absoluto y negativo el
coeficiente de Joule-Thomson tendraacute los valores positivos maacutes altos a
temperatura bajas Como consecuencia de ello el enfriamiento por efecto de
Joule-Thomson seraacute mas pronunciado a temperaturas bajas y presiones bajas
El cientiacutefico ingleacutes llamado John Dalton afirmoacute que la presioacuten total de una
mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los
componentes Esta afirmacioacuten ahora es conocida como la ley de presiones
parciales de Dalton la cual nos permite calcular el volumen maacuteximo de vapor de
agua que el gas natural puede contener a una temperatura y presioacuten dada
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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La temperatura del gas y las presiones son los factores maacutes importantes en
el disentildeo de un sistema de deshidratacioacuten del gas Sin eacutesta informacioacuten baacutesica el
tamantildeo de un deshidratador adecuado es imposible
La expansioacuten Joule-Thomson utiliza caiacutedas de temperatura para remover
agua condensada y asiacute deshidratar el gas natural En algunos casos el glicol
podriacutea ser inyectado al intercambiador de calor para obtener temperaturas maacutes
bajas antes de la expansioacuten que ocurre en un separador de bajas temperaturas
En esta expansioacuten el gas pasa primero por un intercambiador de calor para
recibir un pre-enfriamiento y posteriormente a traveacutes de una vaacutelvula de expansioacuten
o estrangulador Esta expansioacuten es un proceso isoentaacutelpico donde la caiacuteda de
presioacuten genera una disminucioacuten de temperatura la cual provoca una separacioacuten
de los liacutequidos condensables Generalmente en este tipo de proceso el gas debe
comprimirse para alcanzar la presioacuten requerida para su transporte
Figura 7 Esquema de Proceso de Enfriamiento de Gas Natural mediante
Expansioacuten con Vaacutelvula (efecto de Joule-Thompson)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 8 Refrigeracioacuten por Joule- Thomson
3 Uso de los Productos del proceso de Fraccionamiento
Luego del tratamiento se somete al gas natural a los procesos de extraccioacuten y
Fraccionamiento para separar sus componentes y disponer de gas metano para
su transportacioacuten y distribucioacuten bajo las normas de calidad establecidas Los
componentes separados en este proceso como son el etano propano butano y
pentano se utilizaraacuten posteriormente de manera individual como productos
cotizados en el mercado
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 9 Esquema de los productos del Gas Natural
31 Productos claves del proceso de Fraccionamiento
311 Etano
El etano ( de eacuteter y el sufijo -ano) es un hidrocarburo alifaacutetico alcano con dos
aacutetomos de carbono de foacutermula C2H6 A condiciones normales es gaseoso y un
excelente combustible Su punto de ebullicioacuten estaacute en -88 degC
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 10 Formula Estructural del Etano
El etano se encuentra en cantidad apreciable en el gas natural y constituye el
primer homoacutelogo del metano Los meacutetodos empleados para su obtencioacuten asiacute
como sus propiedades son muy semejantes a las del metano Aunque el etano
tiene poca importancia praacutectica su foacutermula presenta nuevos aspectos que son
muy interesantes
Propiedades Fiacutesicas
Se encuentra en estado gaseoso a temperatura ambiente Presenta un iacutendice
de octanaje superior al de la gasolina y tiene una presioacuten de vapor inferior
resultando en menores emisiones evaporativas La combustioacuten en el aire es
inferior a la de la gasolina lo que reduce el nuacutemero y la importancia de los
incendios en los vehiacuteculos Su punto de fusioacuten es -1833deg y su punto de ebullicioacuten
es de -886 deg C
Propiedades Quiacutemicas
Su estructura es uacutenica ya que existe una sola manera de unir los aacutetomos de
carbono en estas moleacuteculas No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Aplicaciones
El etano se puede utilizar de dos maneras
Como mezcla con la gasolina con el objetivo de un aumento del octanaje de
la gasolina
Como etano puro compuesto de etano hidratado a 955 GL
Es un excelente combustible automotriz El etano anhidro tiene un poder
caloriacutefero inferior y superior de 212 y 234 mega joule por litro respectivamente
contra 301 y 349 mega joule por litro de gasolina En Brasil las propiedades del
etano (como combustible) llevaron al desarrollo de motores a alcohol y motores
para la mezcla alcohol gasolina Hasta 1988 los avances se realizaron por la
industria automoviliacutestica (GM Ford Volkswagen Fiat) para sistemas carburados
actualmente se encuentran disponibles para todos los motores con sistemas a
inyeccioacuten electroacutenica
Existen varias formas para obtener olefinas pero nosotros nos vamos a centrar
en la produccioacuten de Etileno y Propileno a partir del gas natural o Propano y Etano
esta misma materia prima es la que se usa en la Planta de Olefinas del Complejo
Petroquiacutemico El Tablazo ubicado en los Puertos de Altagracia Estado Zulia
Venezuela (Pequiven SA)
Estaacute la alimentacioacuten de materia prima que es el propano y etano a un 95 y
955 de pureza respectivamente esto ocurre de forma liquida a una presioacuten de
176 kgcm2 y 38 ordmC Este gas pasa por una seccioacuten de hornos en total hay 9
hornos en los cuales hay 7 hornos con celdas simples y 2 con celdas dobles
cada celda con la misma capacidad que la otra En estas celdas se va a realizar la
pirolisis con una mezcla de vapor de agua con los hidrocarburos con una relacioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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de 03 kg de vapor de agua sobre kg de hidrocarburo la pirolisis para el Etano
ocurre a 843 ordmC para el etano y de 826 a 843 ordmC para el propano
Figura 11 Esquema de distribucioacuten del Etileno
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312 Propano
El propano (de abreviacioacuten de propioacutenico mas el sufijo -ano) es un gas
incoloro e inodoro Pertenece a los hidrocarburos alifaacuteticos (los alcanos) Su
foacutermula quiacutemica C3H8
Figura 12 Formula Estructural del Propano
El propano se suele obtener del gas natural o de los gases de los procesos
de cracking producidos en las instalaciones petroquiacutemicas Se obtiene en
yacimientos subterraacuteneos de petroacuteleo Una vez extraiacutedo el crudo se procede a un
tratamiento de refino para obtener los distintos productos que provienen de este
aceite entre ellos el gas propano
Propiedades Fiacutesicas
Hidrocarburo gaseoso incoloro y combustible que se halla en el petroacuteleo
americano Tiene 3 aacutetomos de Carbono su punto de fusioacuten es -18765degC y su
punto de ebullicioacuten es de -421 deg C
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Propiedades Quiacutemicas
Posee baja polaridad No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
Aplicaciones
Por sus aplicaciones es un buen sustituto del gas obtenido por destilacioacuten seca
de la hulla El principal uso del propano es el aprovechamiento energeacutetico como
combustible en hogares comercios e industrias Con base al punto de ebullicioacuten
maacutes bajo que el butano y el mayor valor energeacutetico por gramo a veces se mezcla
con eacuteste o se utiliza propano en vez de butano En la industria quiacutemica es uno de
los productos de partida en la siacutentesis del propeno Es usado para la siacutentesis de
productos quiacutemicos petroquiacutemicos o plaacutestico (PVC Polietileno polipropileno
etc) Ademaacutes se utiliza como gas refrigerante (R290) o como gas propulsor en
aerosoles
No suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje No es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya
que por su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las
conducciones De hecho se eliminan los restos de butano y propano del gas
natural por este motivo
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 13 Esquema de distribucioacuten del Propileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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313 Butano
El butano (del aacutecido butiacuterico y eacuteste del latiacuten butyrum manteca y del sufijo -
ano) tambieacuten llamado n-butano es un hidrocarburo saturado parafiacutenico o
alifaacutetico inflamable gaseoso que se licuacutea a presioacuten atmosfeacuterica a -05 degC formado
por cuatro aacutetomos de carbono y por diez de hidroacutegeno cuya foacutermula quiacutemica es
C4H10 Tambieacuten puede denominarse con el mismo nombre a un isoacutemero de eacuteste
gas el isobutano o metilpropano
Los aacutetomos de carbono se encuentran unidos formando una cadena abierta
En el n-butano (normal) la cadena es continua y sin ramificaciones mientras que
en el i-butano (iso) o metilpropano uno de los aacutetomos de carbono forma una
ramificacioacuten lateral Esta diferencia de estructura es la causa de las distintas
propiedades que presentan
Como es un gas incoloro e inodoro en su elaboracioacuten se le antildeade un
odorizante (generalmente un mercaptano) que le confiere olor desagradable Esto
le permite ser detectado en una fuga porque es altamente volaacutetil y puede provocar
una explosioacuten
En caso de extincioacuten de un fuego por gas butano se emplea dioacutexido de
carbono (CO2) polvo quiacutemico o niebla de agua para enfriar y dispersar vapores El
butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 14 Formula Estructural del Butano
El butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
Propiedades Fiacutesicas
- Estado de agregacioacuten Gas
- Apariencia Incoloro
- Densidad 252 kgm3 000252 gcm3
- Masa 5808 u
- Punto de fusioacuten 1349 K (minus1383 degC)
- Punto de ebullicioacuten 2727 K (-05 degC)
- Punto de descomposicioacuten K (-27315 degC)
- Temperatura criacutetica K (-27315 degC)
Propiedades Quiacutemicas
- Solubilidad en agua 61 g100 ml H2O
- KPS nd
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Aplicaciones
La principal aplicacioacuten del gas butano es la de combustible en hogares para la
cocina y agua caliente el gas butano no suele usarse en sistemas de calefaccioacuten
ya que no suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje es un gas un tanto inestable desde el punto de vista de la
licuefaccioacuten por ello la normativa espantildeola el Real Decreto 9192006 no permite
el tener mas de dos bombonas de gas butano en el interior de locales que tengan
aparatos a gas uno en reserva y uno en descarga ademaacutes de esto tampoco esta
permitido el almacenamiento en posicioacuten horizontal por esto cuando se ven
almacenes de envases GLP (bombonas de gas butano) estaacuten estos colocados en
estructuras metaacutelicas tipo estanteriacutea y siempre estaacuten en posicioacuten vertical asiacute
mismo como los camiones de transporte o distribucioacuten de gas butano
El gas butano no es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya que por
su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las conducciones y
esto provocar graves accidentes De hecho se eliminan los restos de butano y
propano del gas natural por este motivo creando un gas mucho maacutes estable para
su transporte por gaseoductos nos referimos al gas natural
Figura 15 Bombonas de Gas Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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El iso- butano tiene su uso principal para alquilato y MTBE componentes
clave en la produccioacuten de gasolinas El eacuteter metil tert-butiacutelico metil tert-butil
eacuteter metil terc-butil eacuteter o por sus siglas MTBE es un liacutequido inflamable de olor
caracteriacutestico desagradable Se fabrica combinando sustancias quiacutemicas como
isobutileno y metanol y se ha usado desde los antildeos 1980 como aditivo para
incrementar el octanaje de la gasolina sin plomo
El MTBE se usa tambieacuten para disolver caacutelculos biliares En estos pacientes
el MTBE se hace llegar directamente a los caacutelculos a traveacutes de tubos especiales
insertados por medio de cirugiacutea
El n - butano provee volatilidad en gasolinas Gas combustible (solo o
mezclado con propano) Plantas de butadieno (cuero sinteacutetico) y olefinas
314 Gasolina Natural
Producto resultante del procesamiento de gas natural Compuesta
baacutesicamente por pentano hexano y heptano Los meacutetodos utilizados para su
elaboracioacuten son la absorcioacuten con aceite pesado la absorcioacuten con carboacuten vegetal
compresioacuten y refinacioacuten Se utiliza para la mezcla con gasolina que se produce en
las refineriacuteas o con el petroacuteleo para mejorar la densidad de ese producto y
aumentar su valor comercial
32 Liacutequidos de Gas Natural (LGN)
Los liacutequidos del gas natural (LGN) formados por etano propano butano y
otros componentes hidrocarburos maacutes pesados son utilizados en el mercado
interno como combustible y materia prima (industria petroquiacutemica entre ellas)
Entre los clientes nacionales de la industria del LGN se encuentran mercado
interno de propano Pequiven Refineriacutea de Puerto La Cruz Refineriacutea El Palito las
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
41
plantas de Carenero Guamache Punta Cardoacuten y Super Octanos asiacute como el
mercado domeacutestico en especial las zonas populares
Por otro lado 31 de la produccioacuten de este hidrocarburo abastece los
mercados internacionales Cuba paiacuteses del CARICOM EE UU Meacutexico Chile
Brasil Curazao Puerto Rico y Europa La capacidad total de procesamiento de
LGN en el paiacutes es de 2660 MMPCD estimaacutendose la demanda para el antildeo 2005
en 14 millones de kg (35 MBD) siendo el consumo promedio 36 kgpersona
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)
Infraestructura de LGN
3 plantas de fraccionamiento Joseacute Uleacute y Bajo Grande
3 plantas de extraccioacuten San Joaquiacuten Santa Baacuterbara y Jusepiacuten
3 muelles de embarque Joseacute La Salinas y Bajo Grande
Existen 85 plantas de llenado que cubren casi todo el paiacutes y que surten a
230 empresas privadas distribuidoras y comercializadoras de gas
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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321 Almacenamiento de GNL
El GNL se almacena a -161 degC y a presioacuten atmosfeacuterica en tanques
criogeacutenicos especiales para baja temperatura El tiacutepico tanque de GNL tiene doble
pared una pared externa de hormigoacuten armado recubierto con acero al carbono y
una pared interna de acero niquelado al 9 La seguridad y la resistencia son las
consideraciones de disentildeo primarias al construir estos tanques los cuales se
disentildean para soportar terremotos y fuertes vientos
A presioacuten se almacenan los productos a la presioacuten de vapor a la
temperatura ambiente
Refrigerado se mantienen los productos a la temperatura de burbuja a
presioacuten cerca de la atmosfeacuterica (05 ndash 2 psig)
Refrigerado y a presioacuten
322 Transporte de GNL
El GNL se transporta a presioacuten atmosfeacuterica en buques especialmente
construidos con casco doble El sistema de contencioacuten de carga se disentildea y
construye utilizando materiales especiales para el aislamiento y tanque para
asegurar el transporte seguro de esta carga criogeacutenica
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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El GNL en los tanques de carga del buque se mantiene a su temperatura de
saturacioacuten (-161 degC) a lo largo de toda la navegacioacuten pero se permite que una
pequentildea cantidad de vapor se disipe por ebullicioacuten en un proceso que se
denomina autorrefrigeracioacuten El gas evaporado se utiliza para impulsar los
motores del buque
Figura 17 Transporte de GNL
Aproximadamente 40 de los buques de GNL actualmente en servicio
cuentan con sistemas de contencioacuten de carga del tipo de membrana de modo que
tienen un aspecto muy similar al de otros cargueros El resto de los buques tienen
un sistema de contencioacuten de carga maacutes particular que incluye cuatro o maacutes
tanques esfeacutericos grandes Ambos tipos de sistema de contencioacuten poseen
antecedentes de operacioacuten extremadamente seguros y confiables
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
44
Datos sobre buques
- Actualmente se encuentran en servicio maacutes de 120 buques de GNL
- El transporte de GNL por buque tiene antecedentes de seguridad
ejemplares
- Liacutemites de capacidad de carga 19000 m3 a 138000 m3
- Esloras 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft)
- Calados 65 m (12 ft) a 12 m (39 ft)
La flota de buques estaacute desarrollaacutendose raacutepidamente con maacutes de 100 buques
pedidos a los astilleros y que entraraacuten en servicio en los proacuteximos antildeos Tambieacuten
estaacuten naciendo proyectos alternativos para el transporte de GNL en pequentildeas
cantidades bien sea en camiones o en barcos mucho menores que los actuales
323 Regasificacioacuten de GNL
Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificacioacuten
en la zona de mercado el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de
almacenamiento Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal
de licuefaccioacuten Generalmente la descarga de un buque requiere unas 12 horas
Luego el GNL vuelve a su estado gaseoso original Para ello se bombea desde
los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las
condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los
usuarios finales ubicados corriente abajo de la tuberiacutea Posteriormente el gas se
distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
45
Otra modalidad de distribucioacuten consiste en el transporte de GNL a bordo de
cisternas especialmente disentildeadas para su carga desde las plantas
regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros hasta clientes
que disponen de depoacutesitos de GNL que estaacuten disentildeados para almacenar y
regasificar el gas para su uso Esta es la uacutenica modalidad de transporte de GNL
posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional
324 Riesgos de un proyecto de GNL
Debido a que los proyectos de GNL estaacuten basados en contratos de compra y
venta a largo plazo la mayor parte de los riesgos estaacuten basados en la
disponibilidad de gas al proyecto la estabilidad de los paiacuteses donde se ejecuta el
proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del grupo que estaacute ejecutando el
proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr
una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida uacutetil
Las caracteriacutesticas de un buen proyecto de GNL incluyen
Bajos costos de infraestructura y produccioacuten del gas
Bajos costos de transporte del gas y otros productos liacutequidos
Buena estructura del proyecto y de la compantildeiacutea establecida para este
efecto
Ambiente fiscal atractivo
Confianza de los compradores en la estabilidad del proyecto
Seguridad de mercado
Iacutendice del precio del gas con cambios de mercado
Proyecto que sea faacutecilmente financiable
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
46
33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
47
GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
48
GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
49
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
52
BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
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Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
ENCICLOPEDIA Encarta (2007) Biblioteca de Consulta
MICROSOFT Internet www googlecom
X
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
9
1 Gas Natural
El gas natural es una mezcla de hidrocarburos gaseosos producidos por la
transformacioacuten lenta de la materia orgaacutenica animal y vegetal especialmente de
especies marinas microscoacutepicas sepultadas durante millones de antildeos a grandes
profundidades Conforma con el carboacuten petroacuteleo y bitumen el grupo de los
combustibles foacutesiles los cuales han hecho posible el progreso acelerado de la
humanidad en los uacuteltimos trescientos antildeos A su valor como energiacutea limpia
econoacutemica y abundante para uso domeacutestico comercial e industrial se antildeade su
importancia como sustituto de la gasolina en el transporte automotor y materia
prima fundamental en la industria petroquiacutemica
Figura 1 Gas natural desde sus oriacutegenes
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
10
El gas natural es incoloro inodoro insiacutepido sin forma particular y maacutes ligero
que el aire Se presenta en su forma gaseosa por debajo de los -161ordmC Por
razones de seguridad se le antildeade mercaptano un agente quiacutemico que le da un
olor a huevo podrido con el propoacutesito de detectar una posible fuga de gas
El Gas Natural es una mezcla de varios gases llamados hidrocarburos ya
que estaacuten formados por aacutetomos de hidrogeno y carbono (C-H) por lo regular estaacuten
asociados con otras sustancias como el dioacutexido de carbono el nitroacutegeno (H2S) los
cuales disminuyen su potencial energeacutetico
11 Composicioacuten del gas natural
La composicioacuten del gas natural variacutea dependiendo del depoacutesito del cual es
extraiacutedo
Tabla 1 Composicioacuten y porcentaje molar de una mezcla de gas natural
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
11
Los compuestos orgaacutenicos o hidrocarburos forman largas cadenas de
combinacioacuten por o general desde C-1 hasta C-60 pero solo los primeros cuatro
componentes son gaseosos y son los que componen el Gas Natural
Estos gases son
Metano
- Foacutermula Molecular CH4
Etano
- Formula Molecular CH3ndashCH3
- Formula Semidesarrollada C2H6
Propano
- Foacutermula Molecular C3H8
- Foacutermula Semidesarrollada CH3-CH2-CH3
Butano
- Formula Molecular C4H10
- Formula Semidesarrollada CH3-CH2-CH2CH3
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
12
12 Caracteriacutesticas del Gas Natural
El gas natural tiene ciertas caracteriacutesticas que dependen de su origen y
formacioacuten y otras que son inherentes a todo gas Las principales son las
siguientes
a) Tienen en su composicioacuten hidrocarburos pesados esto quiere decir
desde los pentanos hacia arriba (C5+) Estos hidrocarburos son
liacutequidos a una temperatura y presioacuten muy cercanas a las atmosfeacutericas
razoacuten por la que se transforman en liacutequidos con muy bajos niveles de
compresioacuten o de disminucioacuten de la temperatura Estos hidrocarburos
son los que forman la gasolina natural que es un subproducto de las
plantas de fabricacioacuten de GLP o mezcla de propano y butanos
b) Los gases de origen natural sea en estado libre o asociado son gases
saturados esto quiere decir que no contienen compuestos con dobles
enlaces o triples enlaces Por lo tanto la composicioacuten de estos gases
responderaacuten a la formula general de CnH(2n+2)
c) El propano y butanos mezclados y que seguacuten hemos indicado
constituyen el GLP son hidrocarburos que se mantienen liacutequidos a la
temperatura ambiente siempre que su presioacuten supere las 140 psi
Obviamente a mayor temperatura ambiente mayor seraacute la presioacuten
requerida para mantenerse en estado liacutequido
d) En nuestro medio el gas se produce en el Oriente y en la Peniacutensula
estaacute libre de contaminantes como el Sulfuro de Hidrogeno salvo en
contadas excepciones razoacuten por la cual carece de olor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
13
13 Clasificacioacuten del Gas Natural en funcioacuten de su Composicioacuten
Gas Aacutecido Son los que contienen impurezas en alta concentracioacuten tales
como Dioacutexido de Carbono (CO2) Sulfuro de Hidrogeno (H2S) Sulfuro de
Carbonilo (COS) Mercaptanos (RSH) y Dioacutexido de Azufre (SO2) de las
cuales las maacutes comunes son el Dioacutexido de Carbono (CO2) y el Sulfuro de
Hidrogeno (H2S) dichos gases forman aacutecidos en presencia de agua
Gas Agrio Es aquel que tiene cantidades apreciables de componentes
aacutecidos en proporciones que obligan a su tratamiento previo antes de
llevarlo a las tuberiacuteas o entregarlo al comprador
Gas Dulce Es aquel que tiene menos de 4ppmv de sulfuro de hidroacutegeno y
un contenido bajo de dioacutexido de carbono en el que han sido separados los
compuestos aacutecidos hasta satisfacer las condiciones de tuberiacutea
Gas Rico Es aquel que contiene una buena cantidad de productos
condensables Usualmente alimenta una planta de procesamiento para
extraccioacuten de productos condensables (C3+)
Gas Pobre oacute Seco Gas natural con bajo contenido de compuestos
pesados Tambieacuten se le llama gas seco y estaacute constituido principalmente
por Metano
Gas condensado Este gas se puede definir con un gas con liacutequido
disuelto El contenido de metano es de (C1)gt a 60 y el de Heptanos y
compuestos maacutes pesados (C7+) alcanza valores mayores a 125 (lt
125) La mezcla de hidrocarburos a las condiciones iniacuteciales de presioacuten y
temperatura se encuentra en fase gaseosa o en el punto de rociacuteo El gas
presenta condensacioacuten retroacutegrada durante el agotamiento isoteacutermico de la
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
14
presioacuten proceso que en la mayoriacutea de los casos puede representar alguacuten
problema en la comercializacioacuten de estos yacimientos
Composicioacuten tiacutepica de mezclas provenientes de yacimientos
El Gas Natural se encuentra
- Asociado Es el que se extrae junto con el petroacuteleo crudo y contiene
grandes cantidades de hidrocarburos como etano propano butano y
naftas
- No asociado o libre Es el que se encuentra en depoacutesitos que
contienen uacutenicamente gas natural
14 Ventajas del Uso del Gas Natural
141 Ventajas Ambientales
El gas natural es un combustible muy limpio comparado con los combustibles
tradicionales lo que facilita el cumplimiento de exigentes normas ambientales
Una de las grandes ventajas del gas natural respecto a otros combustibles es la
baja emisioacuten de contaminantes en su combustioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
15
Figura 2 Imagen Esquematizada de las Ventajas del Gas Natural en el
Ambiente
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
16
En la Extraccioacuten
Por lo que respeta a su extraccioacuten el gas natural tienes dos grandes
ventajas es un combustible muy abundante y sus yacimientos estaacuten repartidos en
un gran nuacutemero de paiacuteses Ello garantiza su suministro y disponibilidad durante
muchos antildeos Por otra parte en su proceso de extraccioacuten se genera menos
contaminacioacuten que en el de otros combustibles foacutesiles
En el transporte y distribucioacuten del Gas
El gas natural llega a las ciudades y fabricas a traveacutes de gasoductos
enterrados sin producir impacto ambiental sobre el paisaje
En la generacioacuten de electricidad
En los paiacuteses mas avanzados el uso del gas natural en las modernas
centrales de ciclo combinado se ha desarrollado ampliamente por sus bajas
emisiones contaminantes Las ventajas ambientales son
Eficiencia energeacutetica en estas centrales el 60 de la energiacutea que se
introduce en el sistema se transforma realmente en energiacutea eleacutectrica En las
centrales teacutermicas tradicionales esta eficiencia es solo de un 37 Tiene
por tanto menos consumo energeacutetico que una central convencional
Menor contaminacioacuten atmosfeacuterica Al usar el gas natural se producen
menos emisiones a la atmosfera de dioacutexido de carbono (reduccioacuten de un
65) de oacutexidos de nitroacutegeno (reduccioacuten de un 70) y de dioacutexido de azufre
(reduccioacuten praacutecticamente del 100) con respecto a las centrales teacutermicas
tradicionales
No se producen residuos ni partiacuteculas solidas en suspensioacuten
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USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
17
En el consumo domestico
Aplicado a la calefaccioacuten y produccioacuten de agua caliente el gas natural
Emite niveles maacutes bajos de contaminantes a la atmosfera que el carboacuten y
los productos y los productos petroliacuteferos
Entre un 30 y un 40 menos de dioacutexido de carbono que el gasoacuteleo y un
50 menos que el carboacuten
Entre un 40 y un 50 menos de oacutexidos de nitroacutegeno que los otros
combustibles foacutesiles
Elimina praacutecticamente del todo las emisiones de dioacutexido de azufre
En su utilizacioacuten para vehiacuteculos
El gas natural es una alternativa muy utilizada en otros paiacuteses como
carburante para vehiacuteculos de transporte ya que reduce notablemente la
contaminacioacuten atmosfeacuterica en las ciudades Por ello se esta introduciendo en
Espantildea para flotas de autobuses urbanos y vehiacuteculos de recogida de residuos
Las emisiones se encuentran por debajo del 25 de los valores maacuteximos
admitidos por la vigente Directiva Europea
Como fuente de obtencioacuten de hidrogeno
El gas natural es actualmente la principal fuente para la obtencioacuten de
hidrogeno que se utiliza en la nueva tecnologiacutea de las pilas de combustible Esta
tecnologiacutea aparece como una prometedora alternativa para reducir las emisiones
contaminantes en la produccioacuten de electricidad a pequentildea y mediana escala y su
aplicacioacuten es particularmente interesante en vehiacuteculos de transporte
4
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USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
18
En su uso industrial
La utilizacioacuten del gas natural en los procesos industriales conlleva
importante ventajas ambientales tal como se demuestra en sectores como el
ceraacutemico papelero o sideruacutergico entre muchos otros Algunas de estas ventajas
ambientales son
Disminucioacuten del consumo energeacutetico
Reduccioacuten de las emisiones contaminantes a la atmosfera que pueden
superar el 50 en algunos procesos
Eliminacioacuten de las partiacuteculas en suspensioacuten en los gases de combustioacuten
En los procesos de cogeneracioacuten
El gas natural se utiliza en la cogeneracioacuten que es la produccioacuten
simultaacutenea de electricidad y calor generado por un mismo equipo Las ventajas
ambientales de la cogeneracioacuten son
Disminucioacuten del consumo de energiacutea
Reduccioacuten de hasta un 60 de las emisiones de dioacutexido de carbono De
hasta un 70 de los oacutexidos de nitroacutegeno y praacutectica eliminacioacuten del dioacutexido
de azufre y de las partiacuteculas solidad en suspensioacuten
Para entender mejor sobre las emisiones producidas por los combustibles
se presenta lo siguiente
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USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
19
Tabla 2 Cuadro comparativo de las emisiones producidas por los
combustibles
142 Ventajas Econoacutemicas
El gas natural es el combustible de menor precio y permite obtener
importantes ahorros en relacioacuten con otros combustibles
1421 Precios equivalentes de los combustibles
Tabla 3 Precios equivalentes de los combustibles
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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143 Ventajas Operacionales
El gas natural estaacute disponible en forma continua no requiere tanques de
almacenamiento disminuyendo los riesgos que ello implica y tambieacuten los
costos financieros
No requiere preparacioacuten previa a su utilizacioacuten como por ejemplo
calentarlo pulverizarlo o bombearlo como ocurre con el petroacuteleo o el
carboacuten
Los equipos y quemadores de gas natural son faacuteciles de limpiar y
conservar
La combustioacuten del gas natural puede finalizar instantaacuteneamente tan pronto
como cese la demanda de calor de los aparatos que lo utilizan lo cual es
muy adecuado para cargas variables e intermitentes
La regulacioacuten automaacutetica es sencilla y de gran precisioacuten manteniendo
constante la temperatura o la presioacuten al variar la carga
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
21
El rendimiento del gas natural en la combustioacuten es superior al de otros
combustibles
15 Procesamiento del Gas Natural
Acondicionamiento del gas natural Consiste en la eliminacioacuten de las
impurezas azufre agua CO2 y otras que no tienen valor comercial
Separacioacuten de componentes del gas natural Mediante este proceso el
gas se separa en
- Gas natural seco (metano y etano) que se transporta por gasoductos
hasta los centros de consumo
- Liacutequidos de gas natural (LGN) constituido por propano butanos
pentanos e hidrocarburos maacutes pesados que se transportan por
poliductos hasta una planta de fraccionamiento
Fraccionamiento de componentes del LGN Viene a ser la separacioacuten
de los liacutequidos de gas natural en
- Propano butano (GLP)
- Gasolina natural (pentanos e hidrocarburos maacutes pesados)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
22
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
23
Figura 3 Procesos del Gas Natural
2 Fraccionamiento del Gas Natural
Es un proceso que consiste en separar los liacutequidos del gas natural (LGN) en
gas licuado de petroacuteleo (GLP) y gasolina natural Los Liacutequidos del Gas Natural
(LGN) se enviacutean a las plantas de fraccionamiento donde se obtiene por separado
etano propano butano normal e iso-butano gasolina natural y nafta residual que
se almacenan en forma refrigerada y presurizada en recipientes esfeacutericos
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
24
Figura 4 Algunas Torres de Fraccionamiento
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
25
Figura 5 Fraccionamiento
El proceso de fraccionamiento recibe liacutequidos del gas del proceso
criogeacutenico y condensados dulces que pueden provenir de las plantas endulzadora
de liacutequidos o directamente de los campos productores Consiste en varias etapas
de separacioacuten que se logran a traveacutes de la destilacioacuten Con lo anterior se logra la
separacioacuten de cada uno de los productos como se muestra en la figura
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
26
La forma maacutes utilizada para la separacioacuten de los componentes del gas
natural es mediante enfriamiento se utilizan los principios de refrigeracioacuten
mecaacutenica o autorefrigeracion mediante el principio de Joule Thompson (expansioacuten
isentroacutepica o adiabaacutetica) Posteriormente la mezcla liquida es sometida a
fraccionamiento en una columna de platos o empaques
Efecto Joule Thomson
El efecto de Joule-Thomson o efecto Joule-Kelvin es el proceso en el
cual la temperatura de un sistema disminuye o aumenta al permitir que el sistema
se expanda libremente manteniendo la entalpiacutea constante (lo que significa que el
gas no recibe ni transfiere calor y no realiza ninguacuten trabajo)
Fue descrito por James Prescott Joule y William Thomson el primer Baroacuten
Kelvin quienes establecieron el efecto en 1852 modificando un experimento previo
de Joule en el que un gas se expandiacutea manteniendo constante su energiacutea interna
La relacioacuten entre temperatura presioacuten y volumen de un gas se puede describir de
una forma sencilla gracias a las leyes de los gases Cuando el volumen aumenta
durante un proceso irreversible las leyes de los gases no pueden determinar por
si solas queacute ocurre con la temperatura y presioacuten del gas
En general cuando un gas se expande adiabaacuteticamente la temperatura
puede aumentar o disminuir dependiendo de la presioacuten y temperatura inicial Para
una presioacuten constante (fijada previamente) un gas tendraacute una temperatura de
inversioacuten de Joule-Thompson (Kelvin) sobre la cual al expandirse el gas causa
un aumento de temperatura y por debajo la expansioacuten del gas causa un
enfriamiento En la mayoriacutea de los gases a presioacuten atmosfeacuterica esta temperatura
es bastante alta mucho mayor que la temperatura ambiental y por ello la mayoriacutea
de los gases se enfriacutean al expandirse
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
27
Figura 6 Expansioacuten Joule Thomson Plantas GNL por Refrigeracioacuten
Hemos visto que cuando un gas sufre una expansioacuten a traveacutes de un
obstaacuteculo o estrangulamiento a presiones y temperaturas adecuadas se produce
una disminucioacuten de su temperatura Como se cumple que cuanto maacutes baja es la
temperatura el teacutermino es de mayor valor absoluto y negativo el
coeficiente de Joule-Thomson tendraacute los valores positivos maacutes altos a
temperatura bajas Como consecuencia de ello el enfriamiento por efecto de
Joule-Thomson seraacute mas pronunciado a temperaturas bajas y presiones bajas
El cientiacutefico ingleacutes llamado John Dalton afirmoacute que la presioacuten total de una
mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los
componentes Esta afirmacioacuten ahora es conocida como la ley de presiones
parciales de Dalton la cual nos permite calcular el volumen maacuteximo de vapor de
agua que el gas natural puede contener a una temperatura y presioacuten dada
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
28
La temperatura del gas y las presiones son los factores maacutes importantes en
el disentildeo de un sistema de deshidratacioacuten del gas Sin eacutesta informacioacuten baacutesica el
tamantildeo de un deshidratador adecuado es imposible
La expansioacuten Joule-Thomson utiliza caiacutedas de temperatura para remover
agua condensada y asiacute deshidratar el gas natural En algunos casos el glicol
podriacutea ser inyectado al intercambiador de calor para obtener temperaturas maacutes
bajas antes de la expansioacuten que ocurre en un separador de bajas temperaturas
En esta expansioacuten el gas pasa primero por un intercambiador de calor para
recibir un pre-enfriamiento y posteriormente a traveacutes de una vaacutelvula de expansioacuten
o estrangulador Esta expansioacuten es un proceso isoentaacutelpico donde la caiacuteda de
presioacuten genera una disminucioacuten de temperatura la cual provoca una separacioacuten
de los liacutequidos condensables Generalmente en este tipo de proceso el gas debe
comprimirse para alcanzar la presioacuten requerida para su transporte
Figura 7 Esquema de Proceso de Enfriamiento de Gas Natural mediante
Expansioacuten con Vaacutelvula (efecto de Joule-Thompson)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
29
Figura 8 Refrigeracioacuten por Joule- Thomson
3 Uso de los Productos del proceso de Fraccionamiento
Luego del tratamiento se somete al gas natural a los procesos de extraccioacuten y
Fraccionamiento para separar sus componentes y disponer de gas metano para
su transportacioacuten y distribucioacuten bajo las normas de calidad establecidas Los
componentes separados en este proceso como son el etano propano butano y
pentano se utilizaraacuten posteriormente de manera individual como productos
cotizados en el mercado
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
30
Figura 9 Esquema de los productos del Gas Natural
31 Productos claves del proceso de Fraccionamiento
311 Etano
El etano ( de eacuteter y el sufijo -ano) es un hidrocarburo alifaacutetico alcano con dos
aacutetomos de carbono de foacutermula C2H6 A condiciones normales es gaseoso y un
excelente combustible Su punto de ebullicioacuten estaacute en -88 degC
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
31
Figura 10 Formula Estructural del Etano
El etano se encuentra en cantidad apreciable en el gas natural y constituye el
primer homoacutelogo del metano Los meacutetodos empleados para su obtencioacuten asiacute
como sus propiedades son muy semejantes a las del metano Aunque el etano
tiene poca importancia praacutectica su foacutermula presenta nuevos aspectos que son
muy interesantes
Propiedades Fiacutesicas
Se encuentra en estado gaseoso a temperatura ambiente Presenta un iacutendice
de octanaje superior al de la gasolina y tiene una presioacuten de vapor inferior
resultando en menores emisiones evaporativas La combustioacuten en el aire es
inferior a la de la gasolina lo que reduce el nuacutemero y la importancia de los
incendios en los vehiacuteculos Su punto de fusioacuten es -1833deg y su punto de ebullicioacuten
es de -886 deg C
Propiedades Quiacutemicas
Su estructura es uacutenica ya que existe una sola manera de unir los aacutetomos de
carbono en estas moleacuteculas No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
32
Aplicaciones
El etano se puede utilizar de dos maneras
Como mezcla con la gasolina con el objetivo de un aumento del octanaje de
la gasolina
Como etano puro compuesto de etano hidratado a 955 GL
Es un excelente combustible automotriz El etano anhidro tiene un poder
caloriacutefero inferior y superior de 212 y 234 mega joule por litro respectivamente
contra 301 y 349 mega joule por litro de gasolina En Brasil las propiedades del
etano (como combustible) llevaron al desarrollo de motores a alcohol y motores
para la mezcla alcohol gasolina Hasta 1988 los avances se realizaron por la
industria automoviliacutestica (GM Ford Volkswagen Fiat) para sistemas carburados
actualmente se encuentran disponibles para todos los motores con sistemas a
inyeccioacuten electroacutenica
Existen varias formas para obtener olefinas pero nosotros nos vamos a centrar
en la produccioacuten de Etileno y Propileno a partir del gas natural o Propano y Etano
esta misma materia prima es la que se usa en la Planta de Olefinas del Complejo
Petroquiacutemico El Tablazo ubicado en los Puertos de Altagracia Estado Zulia
Venezuela (Pequiven SA)
Estaacute la alimentacioacuten de materia prima que es el propano y etano a un 95 y
955 de pureza respectivamente esto ocurre de forma liquida a una presioacuten de
176 kgcm2 y 38 ordmC Este gas pasa por una seccioacuten de hornos en total hay 9
hornos en los cuales hay 7 hornos con celdas simples y 2 con celdas dobles
cada celda con la misma capacidad que la otra En estas celdas se va a realizar la
pirolisis con una mezcla de vapor de agua con los hidrocarburos con una relacioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
33
de 03 kg de vapor de agua sobre kg de hidrocarburo la pirolisis para el Etano
ocurre a 843 ordmC para el etano y de 826 a 843 ordmC para el propano
Figura 11 Esquema de distribucioacuten del Etileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
34
312 Propano
El propano (de abreviacioacuten de propioacutenico mas el sufijo -ano) es un gas
incoloro e inodoro Pertenece a los hidrocarburos alifaacuteticos (los alcanos) Su
foacutermula quiacutemica C3H8
Figura 12 Formula Estructural del Propano
El propano se suele obtener del gas natural o de los gases de los procesos
de cracking producidos en las instalaciones petroquiacutemicas Se obtiene en
yacimientos subterraacuteneos de petroacuteleo Una vez extraiacutedo el crudo se procede a un
tratamiento de refino para obtener los distintos productos que provienen de este
aceite entre ellos el gas propano
Propiedades Fiacutesicas
Hidrocarburo gaseoso incoloro y combustible que se halla en el petroacuteleo
americano Tiene 3 aacutetomos de Carbono su punto de fusioacuten es -18765degC y su
punto de ebullicioacuten es de -421 deg C
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
35
Propiedades Quiacutemicas
Posee baja polaridad No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
Aplicaciones
Por sus aplicaciones es un buen sustituto del gas obtenido por destilacioacuten seca
de la hulla El principal uso del propano es el aprovechamiento energeacutetico como
combustible en hogares comercios e industrias Con base al punto de ebullicioacuten
maacutes bajo que el butano y el mayor valor energeacutetico por gramo a veces se mezcla
con eacuteste o se utiliza propano en vez de butano En la industria quiacutemica es uno de
los productos de partida en la siacutentesis del propeno Es usado para la siacutentesis de
productos quiacutemicos petroquiacutemicos o plaacutestico (PVC Polietileno polipropileno
etc) Ademaacutes se utiliza como gas refrigerante (R290) o como gas propulsor en
aerosoles
No suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje No es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya
que por su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las
conducciones De hecho se eliminan los restos de butano y propano del gas
natural por este motivo
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
36
Figura 13 Esquema de distribucioacuten del Propileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
37
313 Butano
El butano (del aacutecido butiacuterico y eacuteste del latiacuten butyrum manteca y del sufijo -
ano) tambieacuten llamado n-butano es un hidrocarburo saturado parafiacutenico o
alifaacutetico inflamable gaseoso que se licuacutea a presioacuten atmosfeacuterica a -05 degC formado
por cuatro aacutetomos de carbono y por diez de hidroacutegeno cuya foacutermula quiacutemica es
C4H10 Tambieacuten puede denominarse con el mismo nombre a un isoacutemero de eacuteste
gas el isobutano o metilpropano
Los aacutetomos de carbono se encuentran unidos formando una cadena abierta
En el n-butano (normal) la cadena es continua y sin ramificaciones mientras que
en el i-butano (iso) o metilpropano uno de los aacutetomos de carbono forma una
ramificacioacuten lateral Esta diferencia de estructura es la causa de las distintas
propiedades que presentan
Como es un gas incoloro e inodoro en su elaboracioacuten se le antildeade un
odorizante (generalmente un mercaptano) que le confiere olor desagradable Esto
le permite ser detectado en una fuga porque es altamente volaacutetil y puede provocar
una explosioacuten
En caso de extincioacuten de un fuego por gas butano se emplea dioacutexido de
carbono (CO2) polvo quiacutemico o niebla de agua para enfriar y dispersar vapores El
butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
38
Figura 14 Formula Estructural del Butano
El butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
Propiedades Fiacutesicas
- Estado de agregacioacuten Gas
- Apariencia Incoloro
- Densidad 252 kgm3 000252 gcm3
- Masa 5808 u
- Punto de fusioacuten 1349 K (minus1383 degC)
- Punto de ebullicioacuten 2727 K (-05 degC)
- Punto de descomposicioacuten K (-27315 degC)
- Temperatura criacutetica K (-27315 degC)
Propiedades Quiacutemicas
- Solubilidad en agua 61 g100 ml H2O
- KPS nd
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
39
Aplicaciones
La principal aplicacioacuten del gas butano es la de combustible en hogares para la
cocina y agua caliente el gas butano no suele usarse en sistemas de calefaccioacuten
ya que no suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje es un gas un tanto inestable desde el punto de vista de la
licuefaccioacuten por ello la normativa espantildeola el Real Decreto 9192006 no permite
el tener mas de dos bombonas de gas butano en el interior de locales que tengan
aparatos a gas uno en reserva y uno en descarga ademaacutes de esto tampoco esta
permitido el almacenamiento en posicioacuten horizontal por esto cuando se ven
almacenes de envases GLP (bombonas de gas butano) estaacuten estos colocados en
estructuras metaacutelicas tipo estanteriacutea y siempre estaacuten en posicioacuten vertical asiacute
mismo como los camiones de transporte o distribucioacuten de gas butano
El gas butano no es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya que por
su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las conducciones y
esto provocar graves accidentes De hecho se eliminan los restos de butano y
propano del gas natural por este motivo creando un gas mucho maacutes estable para
su transporte por gaseoductos nos referimos al gas natural
Figura 15 Bombonas de Gas Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
40
El iso- butano tiene su uso principal para alquilato y MTBE componentes
clave en la produccioacuten de gasolinas El eacuteter metil tert-butiacutelico metil tert-butil
eacuteter metil terc-butil eacuteter o por sus siglas MTBE es un liacutequido inflamable de olor
caracteriacutestico desagradable Se fabrica combinando sustancias quiacutemicas como
isobutileno y metanol y se ha usado desde los antildeos 1980 como aditivo para
incrementar el octanaje de la gasolina sin plomo
El MTBE se usa tambieacuten para disolver caacutelculos biliares En estos pacientes
el MTBE se hace llegar directamente a los caacutelculos a traveacutes de tubos especiales
insertados por medio de cirugiacutea
El n - butano provee volatilidad en gasolinas Gas combustible (solo o
mezclado con propano) Plantas de butadieno (cuero sinteacutetico) y olefinas
314 Gasolina Natural
Producto resultante del procesamiento de gas natural Compuesta
baacutesicamente por pentano hexano y heptano Los meacutetodos utilizados para su
elaboracioacuten son la absorcioacuten con aceite pesado la absorcioacuten con carboacuten vegetal
compresioacuten y refinacioacuten Se utiliza para la mezcla con gasolina que se produce en
las refineriacuteas o con el petroacuteleo para mejorar la densidad de ese producto y
aumentar su valor comercial
32 Liacutequidos de Gas Natural (LGN)
Los liacutequidos del gas natural (LGN) formados por etano propano butano y
otros componentes hidrocarburos maacutes pesados son utilizados en el mercado
interno como combustible y materia prima (industria petroquiacutemica entre ellas)
Entre los clientes nacionales de la industria del LGN se encuentran mercado
interno de propano Pequiven Refineriacutea de Puerto La Cruz Refineriacutea El Palito las
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
41
plantas de Carenero Guamache Punta Cardoacuten y Super Octanos asiacute como el
mercado domeacutestico en especial las zonas populares
Por otro lado 31 de la produccioacuten de este hidrocarburo abastece los
mercados internacionales Cuba paiacuteses del CARICOM EE UU Meacutexico Chile
Brasil Curazao Puerto Rico y Europa La capacidad total de procesamiento de
LGN en el paiacutes es de 2660 MMPCD estimaacutendose la demanda para el antildeo 2005
en 14 millones de kg (35 MBD) siendo el consumo promedio 36 kgpersona
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)
Infraestructura de LGN
3 plantas de fraccionamiento Joseacute Uleacute y Bajo Grande
3 plantas de extraccioacuten San Joaquiacuten Santa Baacuterbara y Jusepiacuten
3 muelles de embarque Joseacute La Salinas y Bajo Grande
Existen 85 plantas de llenado que cubren casi todo el paiacutes y que surten a
230 empresas privadas distribuidoras y comercializadoras de gas
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
42
321 Almacenamiento de GNL
El GNL se almacena a -161 degC y a presioacuten atmosfeacuterica en tanques
criogeacutenicos especiales para baja temperatura El tiacutepico tanque de GNL tiene doble
pared una pared externa de hormigoacuten armado recubierto con acero al carbono y
una pared interna de acero niquelado al 9 La seguridad y la resistencia son las
consideraciones de disentildeo primarias al construir estos tanques los cuales se
disentildean para soportar terremotos y fuertes vientos
A presioacuten se almacenan los productos a la presioacuten de vapor a la
temperatura ambiente
Refrigerado se mantienen los productos a la temperatura de burbuja a
presioacuten cerca de la atmosfeacuterica (05 ndash 2 psig)
Refrigerado y a presioacuten
322 Transporte de GNL
El GNL se transporta a presioacuten atmosfeacuterica en buques especialmente
construidos con casco doble El sistema de contencioacuten de carga se disentildea y
construye utilizando materiales especiales para el aislamiento y tanque para
asegurar el transporte seguro de esta carga criogeacutenica
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
43
El GNL en los tanques de carga del buque se mantiene a su temperatura de
saturacioacuten (-161 degC) a lo largo de toda la navegacioacuten pero se permite que una
pequentildea cantidad de vapor se disipe por ebullicioacuten en un proceso que se
denomina autorrefrigeracioacuten El gas evaporado se utiliza para impulsar los
motores del buque
Figura 17 Transporte de GNL
Aproximadamente 40 de los buques de GNL actualmente en servicio
cuentan con sistemas de contencioacuten de carga del tipo de membrana de modo que
tienen un aspecto muy similar al de otros cargueros El resto de los buques tienen
un sistema de contencioacuten de carga maacutes particular que incluye cuatro o maacutes
tanques esfeacutericos grandes Ambos tipos de sistema de contencioacuten poseen
antecedentes de operacioacuten extremadamente seguros y confiables
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
44
Datos sobre buques
- Actualmente se encuentran en servicio maacutes de 120 buques de GNL
- El transporte de GNL por buque tiene antecedentes de seguridad
ejemplares
- Liacutemites de capacidad de carga 19000 m3 a 138000 m3
- Esloras 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft)
- Calados 65 m (12 ft) a 12 m (39 ft)
La flota de buques estaacute desarrollaacutendose raacutepidamente con maacutes de 100 buques
pedidos a los astilleros y que entraraacuten en servicio en los proacuteximos antildeos Tambieacuten
estaacuten naciendo proyectos alternativos para el transporte de GNL en pequentildeas
cantidades bien sea en camiones o en barcos mucho menores que los actuales
323 Regasificacioacuten de GNL
Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificacioacuten
en la zona de mercado el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de
almacenamiento Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal
de licuefaccioacuten Generalmente la descarga de un buque requiere unas 12 horas
Luego el GNL vuelve a su estado gaseoso original Para ello se bombea desde
los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las
condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los
usuarios finales ubicados corriente abajo de la tuberiacutea Posteriormente el gas se
distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
45
Otra modalidad de distribucioacuten consiste en el transporte de GNL a bordo de
cisternas especialmente disentildeadas para su carga desde las plantas
regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros hasta clientes
que disponen de depoacutesitos de GNL que estaacuten disentildeados para almacenar y
regasificar el gas para su uso Esta es la uacutenica modalidad de transporte de GNL
posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional
324 Riesgos de un proyecto de GNL
Debido a que los proyectos de GNL estaacuten basados en contratos de compra y
venta a largo plazo la mayor parte de los riesgos estaacuten basados en la
disponibilidad de gas al proyecto la estabilidad de los paiacuteses donde se ejecuta el
proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del grupo que estaacute ejecutando el
proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr
una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida uacutetil
Las caracteriacutesticas de un buen proyecto de GNL incluyen
Bajos costos de infraestructura y produccioacuten del gas
Bajos costos de transporte del gas y otros productos liacutequidos
Buena estructura del proyecto y de la compantildeiacutea establecida para este
efecto
Ambiente fiscal atractivo
Confianza de los compradores en la estabilidad del proyecto
Seguridad de mercado
Iacutendice del precio del gas con cambios de mercado
Proyecto que sea faacutecilmente financiable
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
46
33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
47
GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
48
GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
49
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
52
BIBLIOGRAFIA
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Venezuela
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LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
ENCICLOPEDIA Hispaacutenica (2001) MACROPEDIA VOLUMEN 7 Segunda
Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
ENCICLOPEDIA Encarta (2007) Biblioteca de Consulta
MICROSOFT Internet www googlecom
X
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
10
El gas natural es incoloro inodoro insiacutepido sin forma particular y maacutes ligero
que el aire Se presenta en su forma gaseosa por debajo de los -161ordmC Por
razones de seguridad se le antildeade mercaptano un agente quiacutemico que le da un
olor a huevo podrido con el propoacutesito de detectar una posible fuga de gas
El Gas Natural es una mezcla de varios gases llamados hidrocarburos ya
que estaacuten formados por aacutetomos de hidrogeno y carbono (C-H) por lo regular estaacuten
asociados con otras sustancias como el dioacutexido de carbono el nitroacutegeno (H2S) los
cuales disminuyen su potencial energeacutetico
11 Composicioacuten del gas natural
La composicioacuten del gas natural variacutea dependiendo del depoacutesito del cual es
extraiacutedo
Tabla 1 Composicioacuten y porcentaje molar de una mezcla de gas natural
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
11
Los compuestos orgaacutenicos o hidrocarburos forman largas cadenas de
combinacioacuten por o general desde C-1 hasta C-60 pero solo los primeros cuatro
componentes son gaseosos y son los que componen el Gas Natural
Estos gases son
Metano
- Foacutermula Molecular CH4
Etano
- Formula Molecular CH3ndashCH3
- Formula Semidesarrollada C2H6
Propano
- Foacutermula Molecular C3H8
- Foacutermula Semidesarrollada CH3-CH2-CH3
Butano
- Formula Molecular C4H10
- Formula Semidesarrollada CH3-CH2-CH2CH3
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
12
12 Caracteriacutesticas del Gas Natural
El gas natural tiene ciertas caracteriacutesticas que dependen de su origen y
formacioacuten y otras que son inherentes a todo gas Las principales son las
siguientes
a) Tienen en su composicioacuten hidrocarburos pesados esto quiere decir
desde los pentanos hacia arriba (C5+) Estos hidrocarburos son
liacutequidos a una temperatura y presioacuten muy cercanas a las atmosfeacutericas
razoacuten por la que se transforman en liacutequidos con muy bajos niveles de
compresioacuten o de disminucioacuten de la temperatura Estos hidrocarburos
son los que forman la gasolina natural que es un subproducto de las
plantas de fabricacioacuten de GLP o mezcla de propano y butanos
b) Los gases de origen natural sea en estado libre o asociado son gases
saturados esto quiere decir que no contienen compuestos con dobles
enlaces o triples enlaces Por lo tanto la composicioacuten de estos gases
responderaacuten a la formula general de CnH(2n+2)
c) El propano y butanos mezclados y que seguacuten hemos indicado
constituyen el GLP son hidrocarburos que se mantienen liacutequidos a la
temperatura ambiente siempre que su presioacuten supere las 140 psi
Obviamente a mayor temperatura ambiente mayor seraacute la presioacuten
requerida para mantenerse en estado liacutequido
d) En nuestro medio el gas se produce en el Oriente y en la Peniacutensula
estaacute libre de contaminantes como el Sulfuro de Hidrogeno salvo en
contadas excepciones razoacuten por la cual carece de olor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
13
13 Clasificacioacuten del Gas Natural en funcioacuten de su Composicioacuten
Gas Aacutecido Son los que contienen impurezas en alta concentracioacuten tales
como Dioacutexido de Carbono (CO2) Sulfuro de Hidrogeno (H2S) Sulfuro de
Carbonilo (COS) Mercaptanos (RSH) y Dioacutexido de Azufre (SO2) de las
cuales las maacutes comunes son el Dioacutexido de Carbono (CO2) y el Sulfuro de
Hidrogeno (H2S) dichos gases forman aacutecidos en presencia de agua
Gas Agrio Es aquel que tiene cantidades apreciables de componentes
aacutecidos en proporciones que obligan a su tratamiento previo antes de
llevarlo a las tuberiacuteas o entregarlo al comprador
Gas Dulce Es aquel que tiene menos de 4ppmv de sulfuro de hidroacutegeno y
un contenido bajo de dioacutexido de carbono en el que han sido separados los
compuestos aacutecidos hasta satisfacer las condiciones de tuberiacutea
Gas Rico Es aquel que contiene una buena cantidad de productos
condensables Usualmente alimenta una planta de procesamiento para
extraccioacuten de productos condensables (C3+)
Gas Pobre oacute Seco Gas natural con bajo contenido de compuestos
pesados Tambieacuten se le llama gas seco y estaacute constituido principalmente
por Metano
Gas condensado Este gas se puede definir con un gas con liacutequido
disuelto El contenido de metano es de (C1)gt a 60 y el de Heptanos y
compuestos maacutes pesados (C7+) alcanza valores mayores a 125 (lt
125) La mezcla de hidrocarburos a las condiciones iniacuteciales de presioacuten y
temperatura se encuentra en fase gaseosa o en el punto de rociacuteo El gas
presenta condensacioacuten retroacutegrada durante el agotamiento isoteacutermico de la
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
14
presioacuten proceso que en la mayoriacutea de los casos puede representar alguacuten
problema en la comercializacioacuten de estos yacimientos
Composicioacuten tiacutepica de mezclas provenientes de yacimientos
El Gas Natural se encuentra
- Asociado Es el que se extrae junto con el petroacuteleo crudo y contiene
grandes cantidades de hidrocarburos como etano propano butano y
naftas
- No asociado o libre Es el que se encuentra en depoacutesitos que
contienen uacutenicamente gas natural
14 Ventajas del Uso del Gas Natural
141 Ventajas Ambientales
El gas natural es un combustible muy limpio comparado con los combustibles
tradicionales lo que facilita el cumplimiento de exigentes normas ambientales
Una de las grandes ventajas del gas natural respecto a otros combustibles es la
baja emisioacuten de contaminantes en su combustioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
15
Figura 2 Imagen Esquematizada de las Ventajas del Gas Natural en el
Ambiente
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
16
En la Extraccioacuten
Por lo que respeta a su extraccioacuten el gas natural tienes dos grandes
ventajas es un combustible muy abundante y sus yacimientos estaacuten repartidos en
un gran nuacutemero de paiacuteses Ello garantiza su suministro y disponibilidad durante
muchos antildeos Por otra parte en su proceso de extraccioacuten se genera menos
contaminacioacuten que en el de otros combustibles foacutesiles
En el transporte y distribucioacuten del Gas
El gas natural llega a las ciudades y fabricas a traveacutes de gasoductos
enterrados sin producir impacto ambiental sobre el paisaje
En la generacioacuten de electricidad
En los paiacuteses mas avanzados el uso del gas natural en las modernas
centrales de ciclo combinado se ha desarrollado ampliamente por sus bajas
emisiones contaminantes Las ventajas ambientales son
Eficiencia energeacutetica en estas centrales el 60 de la energiacutea que se
introduce en el sistema se transforma realmente en energiacutea eleacutectrica En las
centrales teacutermicas tradicionales esta eficiencia es solo de un 37 Tiene
por tanto menos consumo energeacutetico que una central convencional
Menor contaminacioacuten atmosfeacuterica Al usar el gas natural se producen
menos emisiones a la atmosfera de dioacutexido de carbono (reduccioacuten de un
65) de oacutexidos de nitroacutegeno (reduccioacuten de un 70) y de dioacutexido de azufre
(reduccioacuten praacutecticamente del 100) con respecto a las centrales teacutermicas
tradicionales
No se producen residuos ni partiacuteculas solidas en suspensioacuten
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USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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En el consumo domestico
Aplicado a la calefaccioacuten y produccioacuten de agua caliente el gas natural
Emite niveles maacutes bajos de contaminantes a la atmosfera que el carboacuten y
los productos y los productos petroliacuteferos
Entre un 30 y un 40 menos de dioacutexido de carbono que el gasoacuteleo y un
50 menos que el carboacuten
Entre un 40 y un 50 menos de oacutexidos de nitroacutegeno que los otros
combustibles foacutesiles
Elimina praacutecticamente del todo las emisiones de dioacutexido de azufre
En su utilizacioacuten para vehiacuteculos
El gas natural es una alternativa muy utilizada en otros paiacuteses como
carburante para vehiacuteculos de transporte ya que reduce notablemente la
contaminacioacuten atmosfeacuterica en las ciudades Por ello se esta introduciendo en
Espantildea para flotas de autobuses urbanos y vehiacuteculos de recogida de residuos
Las emisiones se encuentran por debajo del 25 de los valores maacuteximos
admitidos por la vigente Directiva Europea
Como fuente de obtencioacuten de hidrogeno
El gas natural es actualmente la principal fuente para la obtencioacuten de
hidrogeno que se utiliza en la nueva tecnologiacutea de las pilas de combustible Esta
tecnologiacutea aparece como una prometedora alternativa para reducir las emisiones
contaminantes en la produccioacuten de electricidad a pequentildea y mediana escala y su
aplicacioacuten es particularmente interesante en vehiacuteculos de transporte
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USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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En su uso industrial
La utilizacioacuten del gas natural en los procesos industriales conlleva
importante ventajas ambientales tal como se demuestra en sectores como el
ceraacutemico papelero o sideruacutergico entre muchos otros Algunas de estas ventajas
ambientales son
Disminucioacuten del consumo energeacutetico
Reduccioacuten de las emisiones contaminantes a la atmosfera que pueden
superar el 50 en algunos procesos
Eliminacioacuten de las partiacuteculas en suspensioacuten en los gases de combustioacuten
En los procesos de cogeneracioacuten
El gas natural se utiliza en la cogeneracioacuten que es la produccioacuten
simultaacutenea de electricidad y calor generado por un mismo equipo Las ventajas
ambientales de la cogeneracioacuten son
Disminucioacuten del consumo de energiacutea
Reduccioacuten de hasta un 60 de las emisiones de dioacutexido de carbono De
hasta un 70 de los oacutexidos de nitroacutegeno y praacutectica eliminacioacuten del dioacutexido
de azufre y de las partiacuteculas solidad en suspensioacuten
Para entender mejor sobre las emisiones producidas por los combustibles
se presenta lo siguiente
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USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Tabla 2 Cuadro comparativo de las emisiones producidas por los
combustibles
142 Ventajas Econoacutemicas
El gas natural es el combustible de menor precio y permite obtener
importantes ahorros en relacioacuten con otros combustibles
1421 Precios equivalentes de los combustibles
Tabla 3 Precios equivalentes de los combustibles
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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143 Ventajas Operacionales
El gas natural estaacute disponible en forma continua no requiere tanques de
almacenamiento disminuyendo los riesgos que ello implica y tambieacuten los
costos financieros
No requiere preparacioacuten previa a su utilizacioacuten como por ejemplo
calentarlo pulverizarlo o bombearlo como ocurre con el petroacuteleo o el
carboacuten
Los equipos y quemadores de gas natural son faacuteciles de limpiar y
conservar
La combustioacuten del gas natural puede finalizar instantaacuteneamente tan pronto
como cese la demanda de calor de los aparatos que lo utilizan lo cual es
muy adecuado para cargas variables e intermitentes
La regulacioacuten automaacutetica es sencilla y de gran precisioacuten manteniendo
constante la temperatura o la presioacuten al variar la carga
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
21
El rendimiento del gas natural en la combustioacuten es superior al de otros
combustibles
15 Procesamiento del Gas Natural
Acondicionamiento del gas natural Consiste en la eliminacioacuten de las
impurezas azufre agua CO2 y otras que no tienen valor comercial
Separacioacuten de componentes del gas natural Mediante este proceso el
gas se separa en
- Gas natural seco (metano y etano) que se transporta por gasoductos
hasta los centros de consumo
- Liacutequidos de gas natural (LGN) constituido por propano butanos
pentanos e hidrocarburos maacutes pesados que se transportan por
poliductos hasta una planta de fraccionamiento
Fraccionamiento de componentes del LGN Viene a ser la separacioacuten
de los liacutequidos de gas natural en
- Propano butano (GLP)
- Gasolina natural (pentanos e hidrocarburos maacutes pesados)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 3 Procesos del Gas Natural
2 Fraccionamiento del Gas Natural
Es un proceso que consiste en separar los liacutequidos del gas natural (LGN) en
gas licuado de petroacuteleo (GLP) y gasolina natural Los Liacutequidos del Gas Natural
(LGN) se enviacutean a las plantas de fraccionamiento donde se obtiene por separado
etano propano butano normal e iso-butano gasolina natural y nafta residual que
se almacenan en forma refrigerada y presurizada en recipientes esfeacutericos
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 4 Algunas Torres de Fraccionamiento
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 5 Fraccionamiento
El proceso de fraccionamiento recibe liacutequidos del gas del proceso
criogeacutenico y condensados dulces que pueden provenir de las plantas endulzadora
de liacutequidos o directamente de los campos productores Consiste en varias etapas
de separacioacuten que se logran a traveacutes de la destilacioacuten Con lo anterior se logra la
separacioacuten de cada uno de los productos como se muestra en la figura
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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La forma maacutes utilizada para la separacioacuten de los componentes del gas
natural es mediante enfriamiento se utilizan los principios de refrigeracioacuten
mecaacutenica o autorefrigeracion mediante el principio de Joule Thompson (expansioacuten
isentroacutepica o adiabaacutetica) Posteriormente la mezcla liquida es sometida a
fraccionamiento en una columna de platos o empaques
Efecto Joule Thomson
El efecto de Joule-Thomson o efecto Joule-Kelvin es el proceso en el
cual la temperatura de un sistema disminuye o aumenta al permitir que el sistema
se expanda libremente manteniendo la entalpiacutea constante (lo que significa que el
gas no recibe ni transfiere calor y no realiza ninguacuten trabajo)
Fue descrito por James Prescott Joule y William Thomson el primer Baroacuten
Kelvin quienes establecieron el efecto en 1852 modificando un experimento previo
de Joule en el que un gas se expandiacutea manteniendo constante su energiacutea interna
La relacioacuten entre temperatura presioacuten y volumen de un gas se puede describir de
una forma sencilla gracias a las leyes de los gases Cuando el volumen aumenta
durante un proceso irreversible las leyes de los gases no pueden determinar por
si solas queacute ocurre con la temperatura y presioacuten del gas
En general cuando un gas se expande adiabaacuteticamente la temperatura
puede aumentar o disminuir dependiendo de la presioacuten y temperatura inicial Para
una presioacuten constante (fijada previamente) un gas tendraacute una temperatura de
inversioacuten de Joule-Thompson (Kelvin) sobre la cual al expandirse el gas causa
un aumento de temperatura y por debajo la expansioacuten del gas causa un
enfriamiento En la mayoriacutea de los gases a presioacuten atmosfeacuterica esta temperatura
es bastante alta mucho mayor que la temperatura ambiental y por ello la mayoriacutea
de los gases se enfriacutean al expandirse
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 6 Expansioacuten Joule Thomson Plantas GNL por Refrigeracioacuten
Hemos visto que cuando un gas sufre una expansioacuten a traveacutes de un
obstaacuteculo o estrangulamiento a presiones y temperaturas adecuadas se produce
una disminucioacuten de su temperatura Como se cumple que cuanto maacutes baja es la
temperatura el teacutermino es de mayor valor absoluto y negativo el
coeficiente de Joule-Thomson tendraacute los valores positivos maacutes altos a
temperatura bajas Como consecuencia de ello el enfriamiento por efecto de
Joule-Thomson seraacute mas pronunciado a temperaturas bajas y presiones bajas
El cientiacutefico ingleacutes llamado John Dalton afirmoacute que la presioacuten total de una
mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los
componentes Esta afirmacioacuten ahora es conocida como la ley de presiones
parciales de Dalton la cual nos permite calcular el volumen maacuteximo de vapor de
agua que el gas natural puede contener a una temperatura y presioacuten dada
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
28
La temperatura del gas y las presiones son los factores maacutes importantes en
el disentildeo de un sistema de deshidratacioacuten del gas Sin eacutesta informacioacuten baacutesica el
tamantildeo de un deshidratador adecuado es imposible
La expansioacuten Joule-Thomson utiliza caiacutedas de temperatura para remover
agua condensada y asiacute deshidratar el gas natural En algunos casos el glicol
podriacutea ser inyectado al intercambiador de calor para obtener temperaturas maacutes
bajas antes de la expansioacuten que ocurre en un separador de bajas temperaturas
En esta expansioacuten el gas pasa primero por un intercambiador de calor para
recibir un pre-enfriamiento y posteriormente a traveacutes de una vaacutelvula de expansioacuten
o estrangulador Esta expansioacuten es un proceso isoentaacutelpico donde la caiacuteda de
presioacuten genera una disminucioacuten de temperatura la cual provoca una separacioacuten
de los liacutequidos condensables Generalmente en este tipo de proceso el gas debe
comprimirse para alcanzar la presioacuten requerida para su transporte
Figura 7 Esquema de Proceso de Enfriamiento de Gas Natural mediante
Expansioacuten con Vaacutelvula (efecto de Joule-Thompson)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
29
Figura 8 Refrigeracioacuten por Joule- Thomson
3 Uso de los Productos del proceso de Fraccionamiento
Luego del tratamiento se somete al gas natural a los procesos de extraccioacuten y
Fraccionamiento para separar sus componentes y disponer de gas metano para
su transportacioacuten y distribucioacuten bajo las normas de calidad establecidas Los
componentes separados en este proceso como son el etano propano butano y
pentano se utilizaraacuten posteriormente de manera individual como productos
cotizados en el mercado
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 9 Esquema de los productos del Gas Natural
31 Productos claves del proceso de Fraccionamiento
311 Etano
El etano ( de eacuteter y el sufijo -ano) es un hidrocarburo alifaacutetico alcano con dos
aacutetomos de carbono de foacutermula C2H6 A condiciones normales es gaseoso y un
excelente combustible Su punto de ebullicioacuten estaacute en -88 degC
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
31
Figura 10 Formula Estructural del Etano
El etano se encuentra en cantidad apreciable en el gas natural y constituye el
primer homoacutelogo del metano Los meacutetodos empleados para su obtencioacuten asiacute
como sus propiedades son muy semejantes a las del metano Aunque el etano
tiene poca importancia praacutectica su foacutermula presenta nuevos aspectos que son
muy interesantes
Propiedades Fiacutesicas
Se encuentra en estado gaseoso a temperatura ambiente Presenta un iacutendice
de octanaje superior al de la gasolina y tiene una presioacuten de vapor inferior
resultando en menores emisiones evaporativas La combustioacuten en el aire es
inferior a la de la gasolina lo que reduce el nuacutemero y la importancia de los
incendios en los vehiacuteculos Su punto de fusioacuten es -1833deg y su punto de ebullicioacuten
es de -886 deg C
Propiedades Quiacutemicas
Su estructura es uacutenica ya que existe una sola manera de unir los aacutetomos de
carbono en estas moleacuteculas No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Aplicaciones
El etano se puede utilizar de dos maneras
Como mezcla con la gasolina con el objetivo de un aumento del octanaje de
la gasolina
Como etano puro compuesto de etano hidratado a 955 GL
Es un excelente combustible automotriz El etano anhidro tiene un poder
caloriacutefero inferior y superior de 212 y 234 mega joule por litro respectivamente
contra 301 y 349 mega joule por litro de gasolina En Brasil las propiedades del
etano (como combustible) llevaron al desarrollo de motores a alcohol y motores
para la mezcla alcohol gasolina Hasta 1988 los avances se realizaron por la
industria automoviliacutestica (GM Ford Volkswagen Fiat) para sistemas carburados
actualmente se encuentran disponibles para todos los motores con sistemas a
inyeccioacuten electroacutenica
Existen varias formas para obtener olefinas pero nosotros nos vamos a centrar
en la produccioacuten de Etileno y Propileno a partir del gas natural o Propano y Etano
esta misma materia prima es la que se usa en la Planta de Olefinas del Complejo
Petroquiacutemico El Tablazo ubicado en los Puertos de Altagracia Estado Zulia
Venezuela (Pequiven SA)
Estaacute la alimentacioacuten de materia prima que es el propano y etano a un 95 y
955 de pureza respectivamente esto ocurre de forma liquida a una presioacuten de
176 kgcm2 y 38 ordmC Este gas pasa por una seccioacuten de hornos en total hay 9
hornos en los cuales hay 7 hornos con celdas simples y 2 con celdas dobles
cada celda con la misma capacidad que la otra En estas celdas se va a realizar la
pirolisis con una mezcla de vapor de agua con los hidrocarburos con una relacioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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de 03 kg de vapor de agua sobre kg de hidrocarburo la pirolisis para el Etano
ocurre a 843 ordmC para el etano y de 826 a 843 ordmC para el propano
Figura 11 Esquema de distribucioacuten del Etileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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312 Propano
El propano (de abreviacioacuten de propioacutenico mas el sufijo -ano) es un gas
incoloro e inodoro Pertenece a los hidrocarburos alifaacuteticos (los alcanos) Su
foacutermula quiacutemica C3H8
Figura 12 Formula Estructural del Propano
El propano se suele obtener del gas natural o de los gases de los procesos
de cracking producidos en las instalaciones petroquiacutemicas Se obtiene en
yacimientos subterraacuteneos de petroacuteleo Una vez extraiacutedo el crudo se procede a un
tratamiento de refino para obtener los distintos productos que provienen de este
aceite entre ellos el gas propano
Propiedades Fiacutesicas
Hidrocarburo gaseoso incoloro y combustible que se halla en el petroacuteleo
americano Tiene 3 aacutetomos de Carbono su punto de fusioacuten es -18765degC y su
punto de ebullicioacuten es de -421 deg C
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Propiedades Quiacutemicas
Posee baja polaridad No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
Aplicaciones
Por sus aplicaciones es un buen sustituto del gas obtenido por destilacioacuten seca
de la hulla El principal uso del propano es el aprovechamiento energeacutetico como
combustible en hogares comercios e industrias Con base al punto de ebullicioacuten
maacutes bajo que el butano y el mayor valor energeacutetico por gramo a veces se mezcla
con eacuteste o se utiliza propano en vez de butano En la industria quiacutemica es uno de
los productos de partida en la siacutentesis del propeno Es usado para la siacutentesis de
productos quiacutemicos petroquiacutemicos o plaacutestico (PVC Polietileno polipropileno
etc) Ademaacutes se utiliza como gas refrigerante (R290) o como gas propulsor en
aerosoles
No suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje No es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya
que por su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las
conducciones De hecho se eliminan los restos de butano y propano del gas
natural por este motivo
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 13 Esquema de distribucioacuten del Propileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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313 Butano
El butano (del aacutecido butiacuterico y eacuteste del latiacuten butyrum manteca y del sufijo -
ano) tambieacuten llamado n-butano es un hidrocarburo saturado parafiacutenico o
alifaacutetico inflamable gaseoso que se licuacutea a presioacuten atmosfeacuterica a -05 degC formado
por cuatro aacutetomos de carbono y por diez de hidroacutegeno cuya foacutermula quiacutemica es
C4H10 Tambieacuten puede denominarse con el mismo nombre a un isoacutemero de eacuteste
gas el isobutano o metilpropano
Los aacutetomos de carbono se encuentran unidos formando una cadena abierta
En el n-butano (normal) la cadena es continua y sin ramificaciones mientras que
en el i-butano (iso) o metilpropano uno de los aacutetomos de carbono forma una
ramificacioacuten lateral Esta diferencia de estructura es la causa de las distintas
propiedades que presentan
Como es un gas incoloro e inodoro en su elaboracioacuten se le antildeade un
odorizante (generalmente un mercaptano) que le confiere olor desagradable Esto
le permite ser detectado en una fuga porque es altamente volaacutetil y puede provocar
una explosioacuten
En caso de extincioacuten de un fuego por gas butano se emplea dioacutexido de
carbono (CO2) polvo quiacutemico o niebla de agua para enfriar y dispersar vapores El
butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 14 Formula Estructural del Butano
El butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
Propiedades Fiacutesicas
- Estado de agregacioacuten Gas
- Apariencia Incoloro
- Densidad 252 kgm3 000252 gcm3
- Masa 5808 u
- Punto de fusioacuten 1349 K (minus1383 degC)
- Punto de ebullicioacuten 2727 K (-05 degC)
- Punto de descomposicioacuten K (-27315 degC)
- Temperatura criacutetica K (-27315 degC)
Propiedades Quiacutemicas
- Solubilidad en agua 61 g100 ml H2O
- KPS nd
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Aplicaciones
La principal aplicacioacuten del gas butano es la de combustible en hogares para la
cocina y agua caliente el gas butano no suele usarse en sistemas de calefaccioacuten
ya que no suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje es un gas un tanto inestable desde el punto de vista de la
licuefaccioacuten por ello la normativa espantildeola el Real Decreto 9192006 no permite
el tener mas de dos bombonas de gas butano en el interior de locales que tengan
aparatos a gas uno en reserva y uno en descarga ademaacutes de esto tampoco esta
permitido el almacenamiento en posicioacuten horizontal por esto cuando se ven
almacenes de envases GLP (bombonas de gas butano) estaacuten estos colocados en
estructuras metaacutelicas tipo estanteriacutea y siempre estaacuten en posicioacuten vertical asiacute
mismo como los camiones de transporte o distribucioacuten de gas butano
El gas butano no es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya que por
su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las conducciones y
esto provocar graves accidentes De hecho se eliminan los restos de butano y
propano del gas natural por este motivo creando un gas mucho maacutes estable para
su transporte por gaseoductos nos referimos al gas natural
Figura 15 Bombonas de Gas Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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El iso- butano tiene su uso principal para alquilato y MTBE componentes
clave en la produccioacuten de gasolinas El eacuteter metil tert-butiacutelico metil tert-butil
eacuteter metil terc-butil eacuteter o por sus siglas MTBE es un liacutequido inflamable de olor
caracteriacutestico desagradable Se fabrica combinando sustancias quiacutemicas como
isobutileno y metanol y se ha usado desde los antildeos 1980 como aditivo para
incrementar el octanaje de la gasolina sin plomo
El MTBE se usa tambieacuten para disolver caacutelculos biliares En estos pacientes
el MTBE se hace llegar directamente a los caacutelculos a traveacutes de tubos especiales
insertados por medio de cirugiacutea
El n - butano provee volatilidad en gasolinas Gas combustible (solo o
mezclado con propano) Plantas de butadieno (cuero sinteacutetico) y olefinas
314 Gasolina Natural
Producto resultante del procesamiento de gas natural Compuesta
baacutesicamente por pentano hexano y heptano Los meacutetodos utilizados para su
elaboracioacuten son la absorcioacuten con aceite pesado la absorcioacuten con carboacuten vegetal
compresioacuten y refinacioacuten Se utiliza para la mezcla con gasolina que se produce en
las refineriacuteas o con el petroacuteleo para mejorar la densidad de ese producto y
aumentar su valor comercial
32 Liacutequidos de Gas Natural (LGN)
Los liacutequidos del gas natural (LGN) formados por etano propano butano y
otros componentes hidrocarburos maacutes pesados son utilizados en el mercado
interno como combustible y materia prima (industria petroquiacutemica entre ellas)
Entre los clientes nacionales de la industria del LGN se encuentran mercado
interno de propano Pequiven Refineriacutea de Puerto La Cruz Refineriacutea El Palito las
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
41
plantas de Carenero Guamache Punta Cardoacuten y Super Octanos asiacute como el
mercado domeacutestico en especial las zonas populares
Por otro lado 31 de la produccioacuten de este hidrocarburo abastece los
mercados internacionales Cuba paiacuteses del CARICOM EE UU Meacutexico Chile
Brasil Curazao Puerto Rico y Europa La capacidad total de procesamiento de
LGN en el paiacutes es de 2660 MMPCD estimaacutendose la demanda para el antildeo 2005
en 14 millones de kg (35 MBD) siendo el consumo promedio 36 kgpersona
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)
Infraestructura de LGN
3 plantas de fraccionamiento Joseacute Uleacute y Bajo Grande
3 plantas de extraccioacuten San Joaquiacuten Santa Baacuterbara y Jusepiacuten
3 muelles de embarque Joseacute La Salinas y Bajo Grande
Existen 85 plantas de llenado que cubren casi todo el paiacutes y que surten a
230 empresas privadas distribuidoras y comercializadoras de gas
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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321 Almacenamiento de GNL
El GNL se almacena a -161 degC y a presioacuten atmosfeacuterica en tanques
criogeacutenicos especiales para baja temperatura El tiacutepico tanque de GNL tiene doble
pared una pared externa de hormigoacuten armado recubierto con acero al carbono y
una pared interna de acero niquelado al 9 La seguridad y la resistencia son las
consideraciones de disentildeo primarias al construir estos tanques los cuales se
disentildean para soportar terremotos y fuertes vientos
A presioacuten se almacenan los productos a la presioacuten de vapor a la
temperatura ambiente
Refrigerado se mantienen los productos a la temperatura de burbuja a
presioacuten cerca de la atmosfeacuterica (05 ndash 2 psig)
Refrigerado y a presioacuten
322 Transporte de GNL
El GNL se transporta a presioacuten atmosfeacuterica en buques especialmente
construidos con casco doble El sistema de contencioacuten de carga se disentildea y
construye utilizando materiales especiales para el aislamiento y tanque para
asegurar el transporte seguro de esta carga criogeacutenica
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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El GNL en los tanques de carga del buque se mantiene a su temperatura de
saturacioacuten (-161 degC) a lo largo de toda la navegacioacuten pero se permite que una
pequentildea cantidad de vapor se disipe por ebullicioacuten en un proceso que se
denomina autorrefrigeracioacuten El gas evaporado se utiliza para impulsar los
motores del buque
Figura 17 Transporte de GNL
Aproximadamente 40 de los buques de GNL actualmente en servicio
cuentan con sistemas de contencioacuten de carga del tipo de membrana de modo que
tienen un aspecto muy similar al de otros cargueros El resto de los buques tienen
un sistema de contencioacuten de carga maacutes particular que incluye cuatro o maacutes
tanques esfeacutericos grandes Ambos tipos de sistema de contencioacuten poseen
antecedentes de operacioacuten extremadamente seguros y confiables
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
44
Datos sobre buques
- Actualmente se encuentran en servicio maacutes de 120 buques de GNL
- El transporte de GNL por buque tiene antecedentes de seguridad
ejemplares
- Liacutemites de capacidad de carga 19000 m3 a 138000 m3
- Esloras 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft)
- Calados 65 m (12 ft) a 12 m (39 ft)
La flota de buques estaacute desarrollaacutendose raacutepidamente con maacutes de 100 buques
pedidos a los astilleros y que entraraacuten en servicio en los proacuteximos antildeos Tambieacuten
estaacuten naciendo proyectos alternativos para el transporte de GNL en pequentildeas
cantidades bien sea en camiones o en barcos mucho menores que los actuales
323 Regasificacioacuten de GNL
Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificacioacuten
en la zona de mercado el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de
almacenamiento Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal
de licuefaccioacuten Generalmente la descarga de un buque requiere unas 12 horas
Luego el GNL vuelve a su estado gaseoso original Para ello se bombea desde
los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las
condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los
usuarios finales ubicados corriente abajo de la tuberiacutea Posteriormente el gas se
distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
45
Otra modalidad de distribucioacuten consiste en el transporte de GNL a bordo de
cisternas especialmente disentildeadas para su carga desde las plantas
regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros hasta clientes
que disponen de depoacutesitos de GNL que estaacuten disentildeados para almacenar y
regasificar el gas para su uso Esta es la uacutenica modalidad de transporte de GNL
posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional
324 Riesgos de un proyecto de GNL
Debido a que los proyectos de GNL estaacuten basados en contratos de compra y
venta a largo plazo la mayor parte de los riesgos estaacuten basados en la
disponibilidad de gas al proyecto la estabilidad de los paiacuteses donde se ejecuta el
proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del grupo que estaacute ejecutando el
proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr
una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida uacutetil
Las caracteriacutesticas de un buen proyecto de GNL incluyen
Bajos costos de infraestructura y produccioacuten del gas
Bajos costos de transporte del gas y otros productos liacutequidos
Buena estructura del proyecto y de la compantildeiacutea establecida para este
efecto
Ambiente fiscal atractivo
Confianza de los compradores en la estabilidad del proyecto
Seguridad de mercado
Iacutendice del precio del gas con cambios de mercado
Proyecto que sea faacutecilmente financiable
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
46
33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
52
BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
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Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
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Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
ENCICLOPEDIA Encarta (2007) Biblioteca de Consulta
MICROSOFT Internet www googlecom
X
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
11
Los compuestos orgaacutenicos o hidrocarburos forman largas cadenas de
combinacioacuten por o general desde C-1 hasta C-60 pero solo los primeros cuatro
componentes son gaseosos y son los que componen el Gas Natural
Estos gases son
Metano
- Foacutermula Molecular CH4
Etano
- Formula Molecular CH3ndashCH3
- Formula Semidesarrollada C2H6
Propano
- Foacutermula Molecular C3H8
- Foacutermula Semidesarrollada CH3-CH2-CH3
Butano
- Formula Molecular C4H10
- Formula Semidesarrollada CH3-CH2-CH2CH3
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
12
12 Caracteriacutesticas del Gas Natural
El gas natural tiene ciertas caracteriacutesticas que dependen de su origen y
formacioacuten y otras que son inherentes a todo gas Las principales son las
siguientes
a) Tienen en su composicioacuten hidrocarburos pesados esto quiere decir
desde los pentanos hacia arriba (C5+) Estos hidrocarburos son
liacutequidos a una temperatura y presioacuten muy cercanas a las atmosfeacutericas
razoacuten por la que se transforman en liacutequidos con muy bajos niveles de
compresioacuten o de disminucioacuten de la temperatura Estos hidrocarburos
son los que forman la gasolina natural que es un subproducto de las
plantas de fabricacioacuten de GLP o mezcla de propano y butanos
b) Los gases de origen natural sea en estado libre o asociado son gases
saturados esto quiere decir que no contienen compuestos con dobles
enlaces o triples enlaces Por lo tanto la composicioacuten de estos gases
responderaacuten a la formula general de CnH(2n+2)
c) El propano y butanos mezclados y que seguacuten hemos indicado
constituyen el GLP son hidrocarburos que se mantienen liacutequidos a la
temperatura ambiente siempre que su presioacuten supere las 140 psi
Obviamente a mayor temperatura ambiente mayor seraacute la presioacuten
requerida para mantenerse en estado liacutequido
d) En nuestro medio el gas se produce en el Oriente y en la Peniacutensula
estaacute libre de contaminantes como el Sulfuro de Hidrogeno salvo en
contadas excepciones razoacuten por la cual carece de olor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
13
13 Clasificacioacuten del Gas Natural en funcioacuten de su Composicioacuten
Gas Aacutecido Son los que contienen impurezas en alta concentracioacuten tales
como Dioacutexido de Carbono (CO2) Sulfuro de Hidrogeno (H2S) Sulfuro de
Carbonilo (COS) Mercaptanos (RSH) y Dioacutexido de Azufre (SO2) de las
cuales las maacutes comunes son el Dioacutexido de Carbono (CO2) y el Sulfuro de
Hidrogeno (H2S) dichos gases forman aacutecidos en presencia de agua
Gas Agrio Es aquel que tiene cantidades apreciables de componentes
aacutecidos en proporciones que obligan a su tratamiento previo antes de
llevarlo a las tuberiacuteas o entregarlo al comprador
Gas Dulce Es aquel que tiene menos de 4ppmv de sulfuro de hidroacutegeno y
un contenido bajo de dioacutexido de carbono en el que han sido separados los
compuestos aacutecidos hasta satisfacer las condiciones de tuberiacutea
Gas Rico Es aquel que contiene una buena cantidad de productos
condensables Usualmente alimenta una planta de procesamiento para
extraccioacuten de productos condensables (C3+)
Gas Pobre oacute Seco Gas natural con bajo contenido de compuestos
pesados Tambieacuten se le llama gas seco y estaacute constituido principalmente
por Metano
Gas condensado Este gas se puede definir con un gas con liacutequido
disuelto El contenido de metano es de (C1)gt a 60 y el de Heptanos y
compuestos maacutes pesados (C7+) alcanza valores mayores a 125 (lt
125) La mezcla de hidrocarburos a las condiciones iniacuteciales de presioacuten y
temperatura se encuentra en fase gaseosa o en el punto de rociacuteo El gas
presenta condensacioacuten retroacutegrada durante el agotamiento isoteacutermico de la
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
14
presioacuten proceso que en la mayoriacutea de los casos puede representar alguacuten
problema en la comercializacioacuten de estos yacimientos
Composicioacuten tiacutepica de mezclas provenientes de yacimientos
El Gas Natural se encuentra
- Asociado Es el que se extrae junto con el petroacuteleo crudo y contiene
grandes cantidades de hidrocarburos como etano propano butano y
naftas
- No asociado o libre Es el que se encuentra en depoacutesitos que
contienen uacutenicamente gas natural
14 Ventajas del Uso del Gas Natural
141 Ventajas Ambientales
El gas natural es un combustible muy limpio comparado con los combustibles
tradicionales lo que facilita el cumplimiento de exigentes normas ambientales
Una de las grandes ventajas del gas natural respecto a otros combustibles es la
baja emisioacuten de contaminantes en su combustioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
15
Figura 2 Imagen Esquematizada de las Ventajas del Gas Natural en el
Ambiente
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
16
En la Extraccioacuten
Por lo que respeta a su extraccioacuten el gas natural tienes dos grandes
ventajas es un combustible muy abundante y sus yacimientos estaacuten repartidos en
un gran nuacutemero de paiacuteses Ello garantiza su suministro y disponibilidad durante
muchos antildeos Por otra parte en su proceso de extraccioacuten se genera menos
contaminacioacuten que en el de otros combustibles foacutesiles
En el transporte y distribucioacuten del Gas
El gas natural llega a las ciudades y fabricas a traveacutes de gasoductos
enterrados sin producir impacto ambiental sobre el paisaje
En la generacioacuten de electricidad
En los paiacuteses mas avanzados el uso del gas natural en las modernas
centrales de ciclo combinado se ha desarrollado ampliamente por sus bajas
emisiones contaminantes Las ventajas ambientales son
Eficiencia energeacutetica en estas centrales el 60 de la energiacutea que se
introduce en el sistema se transforma realmente en energiacutea eleacutectrica En las
centrales teacutermicas tradicionales esta eficiencia es solo de un 37 Tiene
por tanto menos consumo energeacutetico que una central convencional
Menor contaminacioacuten atmosfeacuterica Al usar el gas natural se producen
menos emisiones a la atmosfera de dioacutexido de carbono (reduccioacuten de un
65) de oacutexidos de nitroacutegeno (reduccioacuten de un 70) y de dioacutexido de azufre
(reduccioacuten praacutecticamente del 100) con respecto a las centrales teacutermicas
tradicionales
No se producen residuos ni partiacuteculas solidas en suspensioacuten
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2
3
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
17
En el consumo domestico
Aplicado a la calefaccioacuten y produccioacuten de agua caliente el gas natural
Emite niveles maacutes bajos de contaminantes a la atmosfera que el carboacuten y
los productos y los productos petroliacuteferos
Entre un 30 y un 40 menos de dioacutexido de carbono que el gasoacuteleo y un
50 menos que el carboacuten
Entre un 40 y un 50 menos de oacutexidos de nitroacutegeno que los otros
combustibles foacutesiles
Elimina praacutecticamente del todo las emisiones de dioacutexido de azufre
En su utilizacioacuten para vehiacuteculos
El gas natural es una alternativa muy utilizada en otros paiacuteses como
carburante para vehiacuteculos de transporte ya que reduce notablemente la
contaminacioacuten atmosfeacuterica en las ciudades Por ello se esta introduciendo en
Espantildea para flotas de autobuses urbanos y vehiacuteculos de recogida de residuos
Las emisiones se encuentran por debajo del 25 de los valores maacuteximos
admitidos por la vigente Directiva Europea
Como fuente de obtencioacuten de hidrogeno
El gas natural es actualmente la principal fuente para la obtencioacuten de
hidrogeno que se utiliza en la nueva tecnologiacutea de las pilas de combustible Esta
tecnologiacutea aparece como una prometedora alternativa para reducir las emisiones
contaminantes en la produccioacuten de electricidad a pequentildea y mediana escala y su
aplicacioacuten es particularmente interesante en vehiacuteculos de transporte
4
5
6
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
18
En su uso industrial
La utilizacioacuten del gas natural en los procesos industriales conlleva
importante ventajas ambientales tal como se demuestra en sectores como el
ceraacutemico papelero o sideruacutergico entre muchos otros Algunas de estas ventajas
ambientales son
Disminucioacuten del consumo energeacutetico
Reduccioacuten de las emisiones contaminantes a la atmosfera que pueden
superar el 50 en algunos procesos
Eliminacioacuten de las partiacuteculas en suspensioacuten en los gases de combustioacuten
En los procesos de cogeneracioacuten
El gas natural se utiliza en la cogeneracioacuten que es la produccioacuten
simultaacutenea de electricidad y calor generado por un mismo equipo Las ventajas
ambientales de la cogeneracioacuten son
Disminucioacuten del consumo de energiacutea
Reduccioacuten de hasta un 60 de las emisiones de dioacutexido de carbono De
hasta un 70 de los oacutexidos de nitroacutegeno y praacutectica eliminacioacuten del dioacutexido
de azufre y de las partiacuteculas solidad en suspensioacuten
Para entender mejor sobre las emisiones producidas por los combustibles
se presenta lo siguiente
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8
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
19
Tabla 2 Cuadro comparativo de las emisiones producidas por los
combustibles
142 Ventajas Econoacutemicas
El gas natural es el combustible de menor precio y permite obtener
importantes ahorros en relacioacuten con otros combustibles
1421 Precios equivalentes de los combustibles
Tabla 3 Precios equivalentes de los combustibles
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
20
143 Ventajas Operacionales
El gas natural estaacute disponible en forma continua no requiere tanques de
almacenamiento disminuyendo los riesgos que ello implica y tambieacuten los
costos financieros
No requiere preparacioacuten previa a su utilizacioacuten como por ejemplo
calentarlo pulverizarlo o bombearlo como ocurre con el petroacuteleo o el
carboacuten
Los equipos y quemadores de gas natural son faacuteciles de limpiar y
conservar
La combustioacuten del gas natural puede finalizar instantaacuteneamente tan pronto
como cese la demanda de calor de los aparatos que lo utilizan lo cual es
muy adecuado para cargas variables e intermitentes
La regulacioacuten automaacutetica es sencilla y de gran precisioacuten manteniendo
constante la temperatura o la presioacuten al variar la carga
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
21
El rendimiento del gas natural en la combustioacuten es superior al de otros
combustibles
15 Procesamiento del Gas Natural
Acondicionamiento del gas natural Consiste en la eliminacioacuten de las
impurezas azufre agua CO2 y otras que no tienen valor comercial
Separacioacuten de componentes del gas natural Mediante este proceso el
gas se separa en
- Gas natural seco (metano y etano) que se transporta por gasoductos
hasta los centros de consumo
- Liacutequidos de gas natural (LGN) constituido por propano butanos
pentanos e hidrocarburos maacutes pesados que se transportan por
poliductos hasta una planta de fraccionamiento
Fraccionamiento de componentes del LGN Viene a ser la separacioacuten
de los liacutequidos de gas natural en
- Propano butano (GLP)
- Gasolina natural (pentanos e hidrocarburos maacutes pesados)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
22
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
23
Figura 3 Procesos del Gas Natural
2 Fraccionamiento del Gas Natural
Es un proceso que consiste en separar los liacutequidos del gas natural (LGN) en
gas licuado de petroacuteleo (GLP) y gasolina natural Los Liacutequidos del Gas Natural
(LGN) se enviacutean a las plantas de fraccionamiento donde se obtiene por separado
etano propano butano normal e iso-butano gasolina natural y nafta residual que
se almacenan en forma refrigerada y presurizada en recipientes esfeacutericos
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
24
Figura 4 Algunas Torres de Fraccionamiento
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
25
Figura 5 Fraccionamiento
El proceso de fraccionamiento recibe liacutequidos del gas del proceso
criogeacutenico y condensados dulces que pueden provenir de las plantas endulzadora
de liacutequidos o directamente de los campos productores Consiste en varias etapas
de separacioacuten que se logran a traveacutes de la destilacioacuten Con lo anterior se logra la
separacioacuten de cada uno de los productos como se muestra en la figura
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
26
La forma maacutes utilizada para la separacioacuten de los componentes del gas
natural es mediante enfriamiento se utilizan los principios de refrigeracioacuten
mecaacutenica o autorefrigeracion mediante el principio de Joule Thompson (expansioacuten
isentroacutepica o adiabaacutetica) Posteriormente la mezcla liquida es sometida a
fraccionamiento en una columna de platos o empaques
Efecto Joule Thomson
El efecto de Joule-Thomson o efecto Joule-Kelvin es el proceso en el
cual la temperatura de un sistema disminuye o aumenta al permitir que el sistema
se expanda libremente manteniendo la entalpiacutea constante (lo que significa que el
gas no recibe ni transfiere calor y no realiza ninguacuten trabajo)
Fue descrito por James Prescott Joule y William Thomson el primer Baroacuten
Kelvin quienes establecieron el efecto en 1852 modificando un experimento previo
de Joule en el que un gas se expandiacutea manteniendo constante su energiacutea interna
La relacioacuten entre temperatura presioacuten y volumen de un gas se puede describir de
una forma sencilla gracias a las leyes de los gases Cuando el volumen aumenta
durante un proceso irreversible las leyes de los gases no pueden determinar por
si solas queacute ocurre con la temperatura y presioacuten del gas
En general cuando un gas se expande adiabaacuteticamente la temperatura
puede aumentar o disminuir dependiendo de la presioacuten y temperatura inicial Para
una presioacuten constante (fijada previamente) un gas tendraacute una temperatura de
inversioacuten de Joule-Thompson (Kelvin) sobre la cual al expandirse el gas causa
un aumento de temperatura y por debajo la expansioacuten del gas causa un
enfriamiento En la mayoriacutea de los gases a presioacuten atmosfeacuterica esta temperatura
es bastante alta mucho mayor que la temperatura ambiental y por ello la mayoriacutea
de los gases se enfriacutean al expandirse
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
27
Figura 6 Expansioacuten Joule Thomson Plantas GNL por Refrigeracioacuten
Hemos visto que cuando un gas sufre una expansioacuten a traveacutes de un
obstaacuteculo o estrangulamiento a presiones y temperaturas adecuadas se produce
una disminucioacuten de su temperatura Como se cumple que cuanto maacutes baja es la
temperatura el teacutermino es de mayor valor absoluto y negativo el
coeficiente de Joule-Thomson tendraacute los valores positivos maacutes altos a
temperatura bajas Como consecuencia de ello el enfriamiento por efecto de
Joule-Thomson seraacute mas pronunciado a temperaturas bajas y presiones bajas
El cientiacutefico ingleacutes llamado John Dalton afirmoacute que la presioacuten total de una
mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los
componentes Esta afirmacioacuten ahora es conocida como la ley de presiones
parciales de Dalton la cual nos permite calcular el volumen maacuteximo de vapor de
agua que el gas natural puede contener a una temperatura y presioacuten dada
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
28
La temperatura del gas y las presiones son los factores maacutes importantes en
el disentildeo de un sistema de deshidratacioacuten del gas Sin eacutesta informacioacuten baacutesica el
tamantildeo de un deshidratador adecuado es imposible
La expansioacuten Joule-Thomson utiliza caiacutedas de temperatura para remover
agua condensada y asiacute deshidratar el gas natural En algunos casos el glicol
podriacutea ser inyectado al intercambiador de calor para obtener temperaturas maacutes
bajas antes de la expansioacuten que ocurre en un separador de bajas temperaturas
En esta expansioacuten el gas pasa primero por un intercambiador de calor para
recibir un pre-enfriamiento y posteriormente a traveacutes de una vaacutelvula de expansioacuten
o estrangulador Esta expansioacuten es un proceso isoentaacutelpico donde la caiacuteda de
presioacuten genera una disminucioacuten de temperatura la cual provoca una separacioacuten
de los liacutequidos condensables Generalmente en este tipo de proceso el gas debe
comprimirse para alcanzar la presioacuten requerida para su transporte
Figura 7 Esquema de Proceso de Enfriamiento de Gas Natural mediante
Expansioacuten con Vaacutelvula (efecto de Joule-Thompson)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
29
Figura 8 Refrigeracioacuten por Joule- Thomson
3 Uso de los Productos del proceso de Fraccionamiento
Luego del tratamiento se somete al gas natural a los procesos de extraccioacuten y
Fraccionamiento para separar sus componentes y disponer de gas metano para
su transportacioacuten y distribucioacuten bajo las normas de calidad establecidas Los
componentes separados en este proceso como son el etano propano butano y
pentano se utilizaraacuten posteriormente de manera individual como productos
cotizados en el mercado
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
30
Figura 9 Esquema de los productos del Gas Natural
31 Productos claves del proceso de Fraccionamiento
311 Etano
El etano ( de eacuteter y el sufijo -ano) es un hidrocarburo alifaacutetico alcano con dos
aacutetomos de carbono de foacutermula C2H6 A condiciones normales es gaseoso y un
excelente combustible Su punto de ebullicioacuten estaacute en -88 degC
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
31
Figura 10 Formula Estructural del Etano
El etano se encuentra en cantidad apreciable en el gas natural y constituye el
primer homoacutelogo del metano Los meacutetodos empleados para su obtencioacuten asiacute
como sus propiedades son muy semejantes a las del metano Aunque el etano
tiene poca importancia praacutectica su foacutermula presenta nuevos aspectos que son
muy interesantes
Propiedades Fiacutesicas
Se encuentra en estado gaseoso a temperatura ambiente Presenta un iacutendice
de octanaje superior al de la gasolina y tiene una presioacuten de vapor inferior
resultando en menores emisiones evaporativas La combustioacuten en el aire es
inferior a la de la gasolina lo que reduce el nuacutemero y la importancia de los
incendios en los vehiacuteculos Su punto de fusioacuten es -1833deg y su punto de ebullicioacuten
es de -886 deg C
Propiedades Quiacutemicas
Su estructura es uacutenica ya que existe una sola manera de unir los aacutetomos de
carbono en estas moleacuteculas No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
32
Aplicaciones
El etano se puede utilizar de dos maneras
Como mezcla con la gasolina con el objetivo de un aumento del octanaje de
la gasolina
Como etano puro compuesto de etano hidratado a 955 GL
Es un excelente combustible automotriz El etano anhidro tiene un poder
caloriacutefero inferior y superior de 212 y 234 mega joule por litro respectivamente
contra 301 y 349 mega joule por litro de gasolina En Brasil las propiedades del
etano (como combustible) llevaron al desarrollo de motores a alcohol y motores
para la mezcla alcohol gasolina Hasta 1988 los avances se realizaron por la
industria automoviliacutestica (GM Ford Volkswagen Fiat) para sistemas carburados
actualmente se encuentran disponibles para todos los motores con sistemas a
inyeccioacuten electroacutenica
Existen varias formas para obtener olefinas pero nosotros nos vamos a centrar
en la produccioacuten de Etileno y Propileno a partir del gas natural o Propano y Etano
esta misma materia prima es la que se usa en la Planta de Olefinas del Complejo
Petroquiacutemico El Tablazo ubicado en los Puertos de Altagracia Estado Zulia
Venezuela (Pequiven SA)
Estaacute la alimentacioacuten de materia prima que es el propano y etano a un 95 y
955 de pureza respectivamente esto ocurre de forma liquida a una presioacuten de
176 kgcm2 y 38 ordmC Este gas pasa por una seccioacuten de hornos en total hay 9
hornos en los cuales hay 7 hornos con celdas simples y 2 con celdas dobles
cada celda con la misma capacidad que la otra En estas celdas se va a realizar la
pirolisis con una mezcla de vapor de agua con los hidrocarburos con una relacioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
33
de 03 kg de vapor de agua sobre kg de hidrocarburo la pirolisis para el Etano
ocurre a 843 ordmC para el etano y de 826 a 843 ordmC para el propano
Figura 11 Esquema de distribucioacuten del Etileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
34
312 Propano
El propano (de abreviacioacuten de propioacutenico mas el sufijo -ano) es un gas
incoloro e inodoro Pertenece a los hidrocarburos alifaacuteticos (los alcanos) Su
foacutermula quiacutemica C3H8
Figura 12 Formula Estructural del Propano
El propano se suele obtener del gas natural o de los gases de los procesos
de cracking producidos en las instalaciones petroquiacutemicas Se obtiene en
yacimientos subterraacuteneos de petroacuteleo Una vez extraiacutedo el crudo se procede a un
tratamiento de refino para obtener los distintos productos que provienen de este
aceite entre ellos el gas propano
Propiedades Fiacutesicas
Hidrocarburo gaseoso incoloro y combustible que se halla en el petroacuteleo
americano Tiene 3 aacutetomos de Carbono su punto de fusioacuten es -18765degC y su
punto de ebullicioacuten es de -421 deg C
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
35
Propiedades Quiacutemicas
Posee baja polaridad No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
Aplicaciones
Por sus aplicaciones es un buen sustituto del gas obtenido por destilacioacuten seca
de la hulla El principal uso del propano es el aprovechamiento energeacutetico como
combustible en hogares comercios e industrias Con base al punto de ebullicioacuten
maacutes bajo que el butano y el mayor valor energeacutetico por gramo a veces se mezcla
con eacuteste o se utiliza propano en vez de butano En la industria quiacutemica es uno de
los productos de partida en la siacutentesis del propeno Es usado para la siacutentesis de
productos quiacutemicos petroquiacutemicos o plaacutestico (PVC Polietileno polipropileno
etc) Ademaacutes se utiliza como gas refrigerante (R290) o como gas propulsor en
aerosoles
No suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje No es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya
que por su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las
conducciones De hecho se eliminan los restos de butano y propano del gas
natural por este motivo
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
36
Figura 13 Esquema de distribucioacuten del Propileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
37
313 Butano
El butano (del aacutecido butiacuterico y eacuteste del latiacuten butyrum manteca y del sufijo -
ano) tambieacuten llamado n-butano es un hidrocarburo saturado parafiacutenico o
alifaacutetico inflamable gaseoso que se licuacutea a presioacuten atmosfeacuterica a -05 degC formado
por cuatro aacutetomos de carbono y por diez de hidroacutegeno cuya foacutermula quiacutemica es
C4H10 Tambieacuten puede denominarse con el mismo nombre a un isoacutemero de eacuteste
gas el isobutano o metilpropano
Los aacutetomos de carbono se encuentran unidos formando una cadena abierta
En el n-butano (normal) la cadena es continua y sin ramificaciones mientras que
en el i-butano (iso) o metilpropano uno de los aacutetomos de carbono forma una
ramificacioacuten lateral Esta diferencia de estructura es la causa de las distintas
propiedades que presentan
Como es un gas incoloro e inodoro en su elaboracioacuten se le antildeade un
odorizante (generalmente un mercaptano) que le confiere olor desagradable Esto
le permite ser detectado en una fuga porque es altamente volaacutetil y puede provocar
una explosioacuten
En caso de extincioacuten de un fuego por gas butano se emplea dioacutexido de
carbono (CO2) polvo quiacutemico o niebla de agua para enfriar y dispersar vapores El
butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
38
Figura 14 Formula Estructural del Butano
El butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
Propiedades Fiacutesicas
- Estado de agregacioacuten Gas
- Apariencia Incoloro
- Densidad 252 kgm3 000252 gcm3
- Masa 5808 u
- Punto de fusioacuten 1349 K (minus1383 degC)
- Punto de ebullicioacuten 2727 K (-05 degC)
- Punto de descomposicioacuten K (-27315 degC)
- Temperatura criacutetica K (-27315 degC)
Propiedades Quiacutemicas
- Solubilidad en agua 61 g100 ml H2O
- KPS nd
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
39
Aplicaciones
La principal aplicacioacuten del gas butano es la de combustible en hogares para la
cocina y agua caliente el gas butano no suele usarse en sistemas de calefaccioacuten
ya que no suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje es un gas un tanto inestable desde el punto de vista de la
licuefaccioacuten por ello la normativa espantildeola el Real Decreto 9192006 no permite
el tener mas de dos bombonas de gas butano en el interior de locales que tengan
aparatos a gas uno en reserva y uno en descarga ademaacutes de esto tampoco esta
permitido el almacenamiento en posicioacuten horizontal por esto cuando se ven
almacenes de envases GLP (bombonas de gas butano) estaacuten estos colocados en
estructuras metaacutelicas tipo estanteriacutea y siempre estaacuten en posicioacuten vertical asiacute
mismo como los camiones de transporte o distribucioacuten de gas butano
El gas butano no es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya que por
su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las conducciones y
esto provocar graves accidentes De hecho se eliminan los restos de butano y
propano del gas natural por este motivo creando un gas mucho maacutes estable para
su transporte por gaseoductos nos referimos al gas natural
Figura 15 Bombonas de Gas Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
40
El iso- butano tiene su uso principal para alquilato y MTBE componentes
clave en la produccioacuten de gasolinas El eacuteter metil tert-butiacutelico metil tert-butil
eacuteter metil terc-butil eacuteter o por sus siglas MTBE es un liacutequido inflamable de olor
caracteriacutestico desagradable Se fabrica combinando sustancias quiacutemicas como
isobutileno y metanol y se ha usado desde los antildeos 1980 como aditivo para
incrementar el octanaje de la gasolina sin plomo
El MTBE se usa tambieacuten para disolver caacutelculos biliares En estos pacientes
el MTBE se hace llegar directamente a los caacutelculos a traveacutes de tubos especiales
insertados por medio de cirugiacutea
El n - butano provee volatilidad en gasolinas Gas combustible (solo o
mezclado con propano) Plantas de butadieno (cuero sinteacutetico) y olefinas
314 Gasolina Natural
Producto resultante del procesamiento de gas natural Compuesta
baacutesicamente por pentano hexano y heptano Los meacutetodos utilizados para su
elaboracioacuten son la absorcioacuten con aceite pesado la absorcioacuten con carboacuten vegetal
compresioacuten y refinacioacuten Se utiliza para la mezcla con gasolina que se produce en
las refineriacuteas o con el petroacuteleo para mejorar la densidad de ese producto y
aumentar su valor comercial
32 Liacutequidos de Gas Natural (LGN)
Los liacutequidos del gas natural (LGN) formados por etano propano butano y
otros componentes hidrocarburos maacutes pesados son utilizados en el mercado
interno como combustible y materia prima (industria petroquiacutemica entre ellas)
Entre los clientes nacionales de la industria del LGN se encuentran mercado
interno de propano Pequiven Refineriacutea de Puerto La Cruz Refineriacutea El Palito las
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
41
plantas de Carenero Guamache Punta Cardoacuten y Super Octanos asiacute como el
mercado domeacutestico en especial las zonas populares
Por otro lado 31 de la produccioacuten de este hidrocarburo abastece los
mercados internacionales Cuba paiacuteses del CARICOM EE UU Meacutexico Chile
Brasil Curazao Puerto Rico y Europa La capacidad total de procesamiento de
LGN en el paiacutes es de 2660 MMPCD estimaacutendose la demanda para el antildeo 2005
en 14 millones de kg (35 MBD) siendo el consumo promedio 36 kgpersona
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)
Infraestructura de LGN
3 plantas de fraccionamiento Joseacute Uleacute y Bajo Grande
3 plantas de extraccioacuten San Joaquiacuten Santa Baacuterbara y Jusepiacuten
3 muelles de embarque Joseacute La Salinas y Bajo Grande
Existen 85 plantas de llenado que cubren casi todo el paiacutes y que surten a
230 empresas privadas distribuidoras y comercializadoras de gas
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
42
321 Almacenamiento de GNL
El GNL se almacena a -161 degC y a presioacuten atmosfeacuterica en tanques
criogeacutenicos especiales para baja temperatura El tiacutepico tanque de GNL tiene doble
pared una pared externa de hormigoacuten armado recubierto con acero al carbono y
una pared interna de acero niquelado al 9 La seguridad y la resistencia son las
consideraciones de disentildeo primarias al construir estos tanques los cuales se
disentildean para soportar terremotos y fuertes vientos
A presioacuten se almacenan los productos a la presioacuten de vapor a la
temperatura ambiente
Refrigerado se mantienen los productos a la temperatura de burbuja a
presioacuten cerca de la atmosfeacuterica (05 ndash 2 psig)
Refrigerado y a presioacuten
322 Transporte de GNL
El GNL se transporta a presioacuten atmosfeacuterica en buques especialmente
construidos con casco doble El sistema de contencioacuten de carga se disentildea y
construye utilizando materiales especiales para el aislamiento y tanque para
asegurar el transporte seguro de esta carga criogeacutenica
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
43
El GNL en los tanques de carga del buque se mantiene a su temperatura de
saturacioacuten (-161 degC) a lo largo de toda la navegacioacuten pero se permite que una
pequentildea cantidad de vapor se disipe por ebullicioacuten en un proceso que se
denomina autorrefrigeracioacuten El gas evaporado se utiliza para impulsar los
motores del buque
Figura 17 Transporte de GNL
Aproximadamente 40 de los buques de GNL actualmente en servicio
cuentan con sistemas de contencioacuten de carga del tipo de membrana de modo que
tienen un aspecto muy similar al de otros cargueros El resto de los buques tienen
un sistema de contencioacuten de carga maacutes particular que incluye cuatro o maacutes
tanques esfeacutericos grandes Ambos tipos de sistema de contencioacuten poseen
antecedentes de operacioacuten extremadamente seguros y confiables
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
44
Datos sobre buques
- Actualmente se encuentran en servicio maacutes de 120 buques de GNL
- El transporte de GNL por buque tiene antecedentes de seguridad
ejemplares
- Liacutemites de capacidad de carga 19000 m3 a 138000 m3
- Esloras 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft)
- Calados 65 m (12 ft) a 12 m (39 ft)
La flota de buques estaacute desarrollaacutendose raacutepidamente con maacutes de 100 buques
pedidos a los astilleros y que entraraacuten en servicio en los proacuteximos antildeos Tambieacuten
estaacuten naciendo proyectos alternativos para el transporte de GNL en pequentildeas
cantidades bien sea en camiones o en barcos mucho menores que los actuales
323 Regasificacioacuten de GNL
Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificacioacuten
en la zona de mercado el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de
almacenamiento Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal
de licuefaccioacuten Generalmente la descarga de un buque requiere unas 12 horas
Luego el GNL vuelve a su estado gaseoso original Para ello se bombea desde
los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las
condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los
usuarios finales ubicados corriente abajo de la tuberiacutea Posteriormente el gas se
distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
45
Otra modalidad de distribucioacuten consiste en el transporte de GNL a bordo de
cisternas especialmente disentildeadas para su carga desde las plantas
regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros hasta clientes
que disponen de depoacutesitos de GNL que estaacuten disentildeados para almacenar y
regasificar el gas para su uso Esta es la uacutenica modalidad de transporte de GNL
posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional
324 Riesgos de un proyecto de GNL
Debido a que los proyectos de GNL estaacuten basados en contratos de compra y
venta a largo plazo la mayor parte de los riesgos estaacuten basados en la
disponibilidad de gas al proyecto la estabilidad de los paiacuteses donde se ejecuta el
proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del grupo que estaacute ejecutando el
proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr
una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida uacutetil
Las caracteriacutesticas de un buen proyecto de GNL incluyen
Bajos costos de infraestructura y produccioacuten del gas
Bajos costos de transporte del gas y otros productos liacutequidos
Buena estructura del proyecto y de la compantildeiacutea establecida para este
efecto
Ambiente fiscal atractivo
Confianza de los compradores en la estabilidad del proyecto
Seguridad de mercado
Iacutendice del precio del gas con cambios de mercado
Proyecto que sea faacutecilmente financiable
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
46
33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
47
GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
48
GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
49
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
52
BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
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Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
ENCICLOPEDIA Encarta (2007) Biblioteca de Consulta
MICROSOFT Internet www googlecom
X
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
12
12 Caracteriacutesticas del Gas Natural
El gas natural tiene ciertas caracteriacutesticas que dependen de su origen y
formacioacuten y otras que son inherentes a todo gas Las principales son las
siguientes
a) Tienen en su composicioacuten hidrocarburos pesados esto quiere decir
desde los pentanos hacia arriba (C5+) Estos hidrocarburos son
liacutequidos a una temperatura y presioacuten muy cercanas a las atmosfeacutericas
razoacuten por la que se transforman en liacutequidos con muy bajos niveles de
compresioacuten o de disminucioacuten de la temperatura Estos hidrocarburos
son los que forman la gasolina natural que es un subproducto de las
plantas de fabricacioacuten de GLP o mezcla de propano y butanos
b) Los gases de origen natural sea en estado libre o asociado son gases
saturados esto quiere decir que no contienen compuestos con dobles
enlaces o triples enlaces Por lo tanto la composicioacuten de estos gases
responderaacuten a la formula general de CnH(2n+2)
c) El propano y butanos mezclados y que seguacuten hemos indicado
constituyen el GLP son hidrocarburos que se mantienen liacutequidos a la
temperatura ambiente siempre que su presioacuten supere las 140 psi
Obviamente a mayor temperatura ambiente mayor seraacute la presioacuten
requerida para mantenerse en estado liacutequido
d) En nuestro medio el gas se produce en el Oriente y en la Peniacutensula
estaacute libre de contaminantes como el Sulfuro de Hidrogeno salvo en
contadas excepciones razoacuten por la cual carece de olor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
13
13 Clasificacioacuten del Gas Natural en funcioacuten de su Composicioacuten
Gas Aacutecido Son los que contienen impurezas en alta concentracioacuten tales
como Dioacutexido de Carbono (CO2) Sulfuro de Hidrogeno (H2S) Sulfuro de
Carbonilo (COS) Mercaptanos (RSH) y Dioacutexido de Azufre (SO2) de las
cuales las maacutes comunes son el Dioacutexido de Carbono (CO2) y el Sulfuro de
Hidrogeno (H2S) dichos gases forman aacutecidos en presencia de agua
Gas Agrio Es aquel que tiene cantidades apreciables de componentes
aacutecidos en proporciones que obligan a su tratamiento previo antes de
llevarlo a las tuberiacuteas o entregarlo al comprador
Gas Dulce Es aquel que tiene menos de 4ppmv de sulfuro de hidroacutegeno y
un contenido bajo de dioacutexido de carbono en el que han sido separados los
compuestos aacutecidos hasta satisfacer las condiciones de tuberiacutea
Gas Rico Es aquel que contiene una buena cantidad de productos
condensables Usualmente alimenta una planta de procesamiento para
extraccioacuten de productos condensables (C3+)
Gas Pobre oacute Seco Gas natural con bajo contenido de compuestos
pesados Tambieacuten se le llama gas seco y estaacute constituido principalmente
por Metano
Gas condensado Este gas se puede definir con un gas con liacutequido
disuelto El contenido de metano es de (C1)gt a 60 y el de Heptanos y
compuestos maacutes pesados (C7+) alcanza valores mayores a 125 (lt
125) La mezcla de hidrocarburos a las condiciones iniacuteciales de presioacuten y
temperatura se encuentra en fase gaseosa o en el punto de rociacuteo El gas
presenta condensacioacuten retroacutegrada durante el agotamiento isoteacutermico de la
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
14
presioacuten proceso que en la mayoriacutea de los casos puede representar alguacuten
problema en la comercializacioacuten de estos yacimientos
Composicioacuten tiacutepica de mezclas provenientes de yacimientos
El Gas Natural se encuentra
- Asociado Es el que se extrae junto con el petroacuteleo crudo y contiene
grandes cantidades de hidrocarburos como etano propano butano y
naftas
- No asociado o libre Es el que se encuentra en depoacutesitos que
contienen uacutenicamente gas natural
14 Ventajas del Uso del Gas Natural
141 Ventajas Ambientales
El gas natural es un combustible muy limpio comparado con los combustibles
tradicionales lo que facilita el cumplimiento de exigentes normas ambientales
Una de las grandes ventajas del gas natural respecto a otros combustibles es la
baja emisioacuten de contaminantes en su combustioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
15
Figura 2 Imagen Esquematizada de las Ventajas del Gas Natural en el
Ambiente
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
16
En la Extraccioacuten
Por lo que respeta a su extraccioacuten el gas natural tienes dos grandes
ventajas es un combustible muy abundante y sus yacimientos estaacuten repartidos en
un gran nuacutemero de paiacuteses Ello garantiza su suministro y disponibilidad durante
muchos antildeos Por otra parte en su proceso de extraccioacuten se genera menos
contaminacioacuten que en el de otros combustibles foacutesiles
En el transporte y distribucioacuten del Gas
El gas natural llega a las ciudades y fabricas a traveacutes de gasoductos
enterrados sin producir impacto ambiental sobre el paisaje
En la generacioacuten de electricidad
En los paiacuteses mas avanzados el uso del gas natural en las modernas
centrales de ciclo combinado se ha desarrollado ampliamente por sus bajas
emisiones contaminantes Las ventajas ambientales son
Eficiencia energeacutetica en estas centrales el 60 de la energiacutea que se
introduce en el sistema se transforma realmente en energiacutea eleacutectrica En las
centrales teacutermicas tradicionales esta eficiencia es solo de un 37 Tiene
por tanto menos consumo energeacutetico que una central convencional
Menor contaminacioacuten atmosfeacuterica Al usar el gas natural se producen
menos emisiones a la atmosfera de dioacutexido de carbono (reduccioacuten de un
65) de oacutexidos de nitroacutegeno (reduccioacuten de un 70) y de dioacutexido de azufre
(reduccioacuten praacutecticamente del 100) con respecto a las centrales teacutermicas
tradicionales
No se producen residuos ni partiacuteculas solidas en suspensioacuten
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3
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
17
En el consumo domestico
Aplicado a la calefaccioacuten y produccioacuten de agua caliente el gas natural
Emite niveles maacutes bajos de contaminantes a la atmosfera que el carboacuten y
los productos y los productos petroliacuteferos
Entre un 30 y un 40 menos de dioacutexido de carbono que el gasoacuteleo y un
50 menos que el carboacuten
Entre un 40 y un 50 menos de oacutexidos de nitroacutegeno que los otros
combustibles foacutesiles
Elimina praacutecticamente del todo las emisiones de dioacutexido de azufre
En su utilizacioacuten para vehiacuteculos
El gas natural es una alternativa muy utilizada en otros paiacuteses como
carburante para vehiacuteculos de transporte ya que reduce notablemente la
contaminacioacuten atmosfeacuterica en las ciudades Por ello se esta introduciendo en
Espantildea para flotas de autobuses urbanos y vehiacuteculos de recogida de residuos
Las emisiones se encuentran por debajo del 25 de los valores maacuteximos
admitidos por la vigente Directiva Europea
Como fuente de obtencioacuten de hidrogeno
El gas natural es actualmente la principal fuente para la obtencioacuten de
hidrogeno que se utiliza en la nueva tecnologiacutea de las pilas de combustible Esta
tecnologiacutea aparece como una prometedora alternativa para reducir las emisiones
contaminantes en la produccioacuten de electricidad a pequentildea y mediana escala y su
aplicacioacuten es particularmente interesante en vehiacuteculos de transporte
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5
6
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
18
En su uso industrial
La utilizacioacuten del gas natural en los procesos industriales conlleva
importante ventajas ambientales tal como se demuestra en sectores como el
ceraacutemico papelero o sideruacutergico entre muchos otros Algunas de estas ventajas
ambientales son
Disminucioacuten del consumo energeacutetico
Reduccioacuten de las emisiones contaminantes a la atmosfera que pueden
superar el 50 en algunos procesos
Eliminacioacuten de las partiacuteculas en suspensioacuten en los gases de combustioacuten
En los procesos de cogeneracioacuten
El gas natural se utiliza en la cogeneracioacuten que es la produccioacuten
simultaacutenea de electricidad y calor generado por un mismo equipo Las ventajas
ambientales de la cogeneracioacuten son
Disminucioacuten del consumo de energiacutea
Reduccioacuten de hasta un 60 de las emisiones de dioacutexido de carbono De
hasta un 70 de los oacutexidos de nitroacutegeno y praacutectica eliminacioacuten del dioacutexido
de azufre y de las partiacuteculas solidad en suspensioacuten
Para entender mejor sobre las emisiones producidas por los combustibles
se presenta lo siguiente
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USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
19
Tabla 2 Cuadro comparativo de las emisiones producidas por los
combustibles
142 Ventajas Econoacutemicas
El gas natural es el combustible de menor precio y permite obtener
importantes ahorros en relacioacuten con otros combustibles
1421 Precios equivalentes de los combustibles
Tabla 3 Precios equivalentes de los combustibles
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
20
143 Ventajas Operacionales
El gas natural estaacute disponible en forma continua no requiere tanques de
almacenamiento disminuyendo los riesgos que ello implica y tambieacuten los
costos financieros
No requiere preparacioacuten previa a su utilizacioacuten como por ejemplo
calentarlo pulverizarlo o bombearlo como ocurre con el petroacuteleo o el
carboacuten
Los equipos y quemadores de gas natural son faacuteciles de limpiar y
conservar
La combustioacuten del gas natural puede finalizar instantaacuteneamente tan pronto
como cese la demanda de calor de los aparatos que lo utilizan lo cual es
muy adecuado para cargas variables e intermitentes
La regulacioacuten automaacutetica es sencilla y de gran precisioacuten manteniendo
constante la temperatura o la presioacuten al variar la carga
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
21
El rendimiento del gas natural en la combustioacuten es superior al de otros
combustibles
15 Procesamiento del Gas Natural
Acondicionamiento del gas natural Consiste en la eliminacioacuten de las
impurezas azufre agua CO2 y otras que no tienen valor comercial
Separacioacuten de componentes del gas natural Mediante este proceso el
gas se separa en
- Gas natural seco (metano y etano) que se transporta por gasoductos
hasta los centros de consumo
- Liacutequidos de gas natural (LGN) constituido por propano butanos
pentanos e hidrocarburos maacutes pesados que se transportan por
poliductos hasta una planta de fraccionamiento
Fraccionamiento de componentes del LGN Viene a ser la separacioacuten
de los liacutequidos de gas natural en
- Propano butano (GLP)
- Gasolina natural (pentanos e hidrocarburos maacutes pesados)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
22
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
23
Figura 3 Procesos del Gas Natural
2 Fraccionamiento del Gas Natural
Es un proceso que consiste en separar los liacutequidos del gas natural (LGN) en
gas licuado de petroacuteleo (GLP) y gasolina natural Los Liacutequidos del Gas Natural
(LGN) se enviacutean a las plantas de fraccionamiento donde se obtiene por separado
etano propano butano normal e iso-butano gasolina natural y nafta residual que
se almacenan en forma refrigerada y presurizada en recipientes esfeacutericos
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
24
Figura 4 Algunas Torres de Fraccionamiento
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
25
Figura 5 Fraccionamiento
El proceso de fraccionamiento recibe liacutequidos del gas del proceso
criogeacutenico y condensados dulces que pueden provenir de las plantas endulzadora
de liacutequidos o directamente de los campos productores Consiste en varias etapas
de separacioacuten que se logran a traveacutes de la destilacioacuten Con lo anterior se logra la
separacioacuten de cada uno de los productos como se muestra en la figura
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
26
La forma maacutes utilizada para la separacioacuten de los componentes del gas
natural es mediante enfriamiento se utilizan los principios de refrigeracioacuten
mecaacutenica o autorefrigeracion mediante el principio de Joule Thompson (expansioacuten
isentroacutepica o adiabaacutetica) Posteriormente la mezcla liquida es sometida a
fraccionamiento en una columna de platos o empaques
Efecto Joule Thomson
El efecto de Joule-Thomson o efecto Joule-Kelvin es el proceso en el
cual la temperatura de un sistema disminuye o aumenta al permitir que el sistema
se expanda libremente manteniendo la entalpiacutea constante (lo que significa que el
gas no recibe ni transfiere calor y no realiza ninguacuten trabajo)
Fue descrito por James Prescott Joule y William Thomson el primer Baroacuten
Kelvin quienes establecieron el efecto en 1852 modificando un experimento previo
de Joule en el que un gas se expandiacutea manteniendo constante su energiacutea interna
La relacioacuten entre temperatura presioacuten y volumen de un gas se puede describir de
una forma sencilla gracias a las leyes de los gases Cuando el volumen aumenta
durante un proceso irreversible las leyes de los gases no pueden determinar por
si solas queacute ocurre con la temperatura y presioacuten del gas
En general cuando un gas se expande adiabaacuteticamente la temperatura
puede aumentar o disminuir dependiendo de la presioacuten y temperatura inicial Para
una presioacuten constante (fijada previamente) un gas tendraacute una temperatura de
inversioacuten de Joule-Thompson (Kelvin) sobre la cual al expandirse el gas causa
un aumento de temperatura y por debajo la expansioacuten del gas causa un
enfriamiento En la mayoriacutea de los gases a presioacuten atmosfeacuterica esta temperatura
es bastante alta mucho mayor que la temperatura ambiental y por ello la mayoriacutea
de los gases se enfriacutean al expandirse
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
27
Figura 6 Expansioacuten Joule Thomson Plantas GNL por Refrigeracioacuten
Hemos visto que cuando un gas sufre una expansioacuten a traveacutes de un
obstaacuteculo o estrangulamiento a presiones y temperaturas adecuadas se produce
una disminucioacuten de su temperatura Como se cumple que cuanto maacutes baja es la
temperatura el teacutermino es de mayor valor absoluto y negativo el
coeficiente de Joule-Thomson tendraacute los valores positivos maacutes altos a
temperatura bajas Como consecuencia de ello el enfriamiento por efecto de
Joule-Thomson seraacute mas pronunciado a temperaturas bajas y presiones bajas
El cientiacutefico ingleacutes llamado John Dalton afirmoacute que la presioacuten total de una
mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los
componentes Esta afirmacioacuten ahora es conocida como la ley de presiones
parciales de Dalton la cual nos permite calcular el volumen maacuteximo de vapor de
agua que el gas natural puede contener a una temperatura y presioacuten dada
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
28
La temperatura del gas y las presiones son los factores maacutes importantes en
el disentildeo de un sistema de deshidratacioacuten del gas Sin eacutesta informacioacuten baacutesica el
tamantildeo de un deshidratador adecuado es imposible
La expansioacuten Joule-Thomson utiliza caiacutedas de temperatura para remover
agua condensada y asiacute deshidratar el gas natural En algunos casos el glicol
podriacutea ser inyectado al intercambiador de calor para obtener temperaturas maacutes
bajas antes de la expansioacuten que ocurre en un separador de bajas temperaturas
En esta expansioacuten el gas pasa primero por un intercambiador de calor para
recibir un pre-enfriamiento y posteriormente a traveacutes de una vaacutelvula de expansioacuten
o estrangulador Esta expansioacuten es un proceso isoentaacutelpico donde la caiacuteda de
presioacuten genera una disminucioacuten de temperatura la cual provoca una separacioacuten
de los liacutequidos condensables Generalmente en este tipo de proceso el gas debe
comprimirse para alcanzar la presioacuten requerida para su transporte
Figura 7 Esquema de Proceso de Enfriamiento de Gas Natural mediante
Expansioacuten con Vaacutelvula (efecto de Joule-Thompson)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
29
Figura 8 Refrigeracioacuten por Joule- Thomson
3 Uso de los Productos del proceso de Fraccionamiento
Luego del tratamiento se somete al gas natural a los procesos de extraccioacuten y
Fraccionamiento para separar sus componentes y disponer de gas metano para
su transportacioacuten y distribucioacuten bajo las normas de calidad establecidas Los
componentes separados en este proceso como son el etano propano butano y
pentano se utilizaraacuten posteriormente de manera individual como productos
cotizados en el mercado
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
30
Figura 9 Esquema de los productos del Gas Natural
31 Productos claves del proceso de Fraccionamiento
311 Etano
El etano ( de eacuteter y el sufijo -ano) es un hidrocarburo alifaacutetico alcano con dos
aacutetomos de carbono de foacutermula C2H6 A condiciones normales es gaseoso y un
excelente combustible Su punto de ebullicioacuten estaacute en -88 degC
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
31
Figura 10 Formula Estructural del Etano
El etano se encuentra en cantidad apreciable en el gas natural y constituye el
primer homoacutelogo del metano Los meacutetodos empleados para su obtencioacuten asiacute
como sus propiedades son muy semejantes a las del metano Aunque el etano
tiene poca importancia praacutectica su foacutermula presenta nuevos aspectos que son
muy interesantes
Propiedades Fiacutesicas
Se encuentra en estado gaseoso a temperatura ambiente Presenta un iacutendice
de octanaje superior al de la gasolina y tiene una presioacuten de vapor inferior
resultando en menores emisiones evaporativas La combustioacuten en el aire es
inferior a la de la gasolina lo que reduce el nuacutemero y la importancia de los
incendios en los vehiacuteculos Su punto de fusioacuten es -1833deg y su punto de ebullicioacuten
es de -886 deg C
Propiedades Quiacutemicas
Su estructura es uacutenica ya que existe una sola manera de unir los aacutetomos de
carbono en estas moleacuteculas No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
32
Aplicaciones
El etano se puede utilizar de dos maneras
Como mezcla con la gasolina con el objetivo de un aumento del octanaje de
la gasolina
Como etano puro compuesto de etano hidratado a 955 GL
Es un excelente combustible automotriz El etano anhidro tiene un poder
caloriacutefero inferior y superior de 212 y 234 mega joule por litro respectivamente
contra 301 y 349 mega joule por litro de gasolina En Brasil las propiedades del
etano (como combustible) llevaron al desarrollo de motores a alcohol y motores
para la mezcla alcohol gasolina Hasta 1988 los avances se realizaron por la
industria automoviliacutestica (GM Ford Volkswagen Fiat) para sistemas carburados
actualmente se encuentran disponibles para todos los motores con sistemas a
inyeccioacuten electroacutenica
Existen varias formas para obtener olefinas pero nosotros nos vamos a centrar
en la produccioacuten de Etileno y Propileno a partir del gas natural o Propano y Etano
esta misma materia prima es la que se usa en la Planta de Olefinas del Complejo
Petroquiacutemico El Tablazo ubicado en los Puertos de Altagracia Estado Zulia
Venezuela (Pequiven SA)
Estaacute la alimentacioacuten de materia prima que es el propano y etano a un 95 y
955 de pureza respectivamente esto ocurre de forma liquida a una presioacuten de
176 kgcm2 y 38 ordmC Este gas pasa por una seccioacuten de hornos en total hay 9
hornos en los cuales hay 7 hornos con celdas simples y 2 con celdas dobles
cada celda con la misma capacidad que la otra En estas celdas se va a realizar la
pirolisis con una mezcla de vapor de agua con los hidrocarburos con una relacioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
33
de 03 kg de vapor de agua sobre kg de hidrocarburo la pirolisis para el Etano
ocurre a 843 ordmC para el etano y de 826 a 843 ordmC para el propano
Figura 11 Esquema de distribucioacuten del Etileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
34
312 Propano
El propano (de abreviacioacuten de propioacutenico mas el sufijo -ano) es un gas
incoloro e inodoro Pertenece a los hidrocarburos alifaacuteticos (los alcanos) Su
foacutermula quiacutemica C3H8
Figura 12 Formula Estructural del Propano
El propano se suele obtener del gas natural o de los gases de los procesos
de cracking producidos en las instalaciones petroquiacutemicas Se obtiene en
yacimientos subterraacuteneos de petroacuteleo Una vez extraiacutedo el crudo se procede a un
tratamiento de refino para obtener los distintos productos que provienen de este
aceite entre ellos el gas propano
Propiedades Fiacutesicas
Hidrocarburo gaseoso incoloro y combustible que se halla en el petroacuteleo
americano Tiene 3 aacutetomos de Carbono su punto de fusioacuten es -18765degC y su
punto de ebullicioacuten es de -421 deg C
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
35
Propiedades Quiacutemicas
Posee baja polaridad No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
Aplicaciones
Por sus aplicaciones es un buen sustituto del gas obtenido por destilacioacuten seca
de la hulla El principal uso del propano es el aprovechamiento energeacutetico como
combustible en hogares comercios e industrias Con base al punto de ebullicioacuten
maacutes bajo que el butano y el mayor valor energeacutetico por gramo a veces se mezcla
con eacuteste o se utiliza propano en vez de butano En la industria quiacutemica es uno de
los productos de partida en la siacutentesis del propeno Es usado para la siacutentesis de
productos quiacutemicos petroquiacutemicos o plaacutestico (PVC Polietileno polipropileno
etc) Ademaacutes se utiliza como gas refrigerante (R290) o como gas propulsor en
aerosoles
No suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje No es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya
que por su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las
conducciones De hecho se eliminan los restos de butano y propano del gas
natural por este motivo
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
36
Figura 13 Esquema de distribucioacuten del Propileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
37
313 Butano
El butano (del aacutecido butiacuterico y eacuteste del latiacuten butyrum manteca y del sufijo -
ano) tambieacuten llamado n-butano es un hidrocarburo saturado parafiacutenico o
alifaacutetico inflamable gaseoso que se licuacutea a presioacuten atmosfeacuterica a -05 degC formado
por cuatro aacutetomos de carbono y por diez de hidroacutegeno cuya foacutermula quiacutemica es
C4H10 Tambieacuten puede denominarse con el mismo nombre a un isoacutemero de eacuteste
gas el isobutano o metilpropano
Los aacutetomos de carbono se encuentran unidos formando una cadena abierta
En el n-butano (normal) la cadena es continua y sin ramificaciones mientras que
en el i-butano (iso) o metilpropano uno de los aacutetomos de carbono forma una
ramificacioacuten lateral Esta diferencia de estructura es la causa de las distintas
propiedades que presentan
Como es un gas incoloro e inodoro en su elaboracioacuten se le antildeade un
odorizante (generalmente un mercaptano) que le confiere olor desagradable Esto
le permite ser detectado en una fuga porque es altamente volaacutetil y puede provocar
una explosioacuten
En caso de extincioacuten de un fuego por gas butano se emplea dioacutexido de
carbono (CO2) polvo quiacutemico o niebla de agua para enfriar y dispersar vapores El
butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
38
Figura 14 Formula Estructural del Butano
El butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
Propiedades Fiacutesicas
- Estado de agregacioacuten Gas
- Apariencia Incoloro
- Densidad 252 kgm3 000252 gcm3
- Masa 5808 u
- Punto de fusioacuten 1349 K (minus1383 degC)
- Punto de ebullicioacuten 2727 K (-05 degC)
- Punto de descomposicioacuten K (-27315 degC)
- Temperatura criacutetica K (-27315 degC)
Propiedades Quiacutemicas
- Solubilidad en agua 61 g100 ml H2O
- KPS nd
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
39
Aplicaciones
La principal aplicacioacuten del gas butano es la de combustible en hogares para la
cocina y agua caliente el gas butano no suele usarse en sistemas de calefaccioacuten
ya que no suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje es un gas un tanto inestable desde el punto de vista de la
licuefaccioacuten por ello la normativa espantildeola el Real Decreto 9192006 no permite
el tener mas de dos bombonas de gas butano en el interior de locales que tengan
aparatos a gas uno en reserva y uno en descarga ademaacutes de esto tampoco esta
permitido el almacenamiento en posicioacuten horizontal por esto cuando se ven
almacenes de envases GLP (bombonas de gas butano) estaacuten estos colocados en
estructuras metaacutelicas tipo estanteriacutea y siempre estaacuten en posicioacuten vertical asiacute
mismo como los camiones de transporte o distribucioacuten de gas butano
El gas butano no es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya que por
su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las conducciones y
esto provocar graves accidentes De hecho se eliminan los restos de butano y
propano del gas natural por este motivo creando un gas mucho maacutes estable para
su transporte por gaseoductos nos referimos al gas natural
Figura 15 Bombonas de Gas Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
40
El iso- butano tiene su uso principal para alquilato y MTBE componentes
clave en la produccioacuten de gasolinas El eacuteter metil tert-butiacutelico metil tert-butil
eacuteter metil terc-butil eacuteter o por sus siglas MTBE es un liacutequido inflamable de olor
caracteriacutestico desagradable Se fabrica combinando sustancias quiacutemicas como
isobutileno y metanol y se ha usado desde los antildeos 1980 como aditivo para
incrementar el octanaje de la gasolina sin plomo
El MTBE se usa tambieacuten para disolver caacutelculos biliares En estos pacientes
el MTBE se hace llegar directamente a los caacutelculos a traveacutes de tubos especiales
insertados por medio de cirugiacutea
El n - butano provee volatilidad en gasolinas Gas combustible (solo o
mezclado con propano) Plantas de butadieno (cuero sinteacutetico) y olefinas
314 Gasolina Natural
Producto resultante del procesamiento de gas natural Compuesta
baacutesicamente por pentano hexano y heptano Los meacutetodos utilizados para su
elaboracioacuten son la absorcioacuten con aceite pesado la absorcioacuten con carboacuten vegetal
compresioacuten y refinacioacuten Se utiliza para la mezcla con gasolina que se produce en
las refineriacuteas o con el petroacuteleo para mejorar la densidad de ese producto y
aumentar su valor comercial
32 Liacutequidos de Gas Natural (LGN)
Los liacutequidos del gas natural (LGN) formados por etano propano butano y
otros componentes hidrocarburos maacutes pesados son utilizados en el mercado
interno como combustible y materia prima (industria petroquiacutemica entre ellas)
Entre los clientes nacionales de la industria del LGN se encuentran mercado
interno de propano Pequiven Refineriacutea de Puerto La Cruz Refineriacutea El Palito las
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
41
plantas de Carenero Guamache Punta Cardoacuten y Super Octanos asiacute como el
mercado domeacutestico en especial las zonas populares
Por otro lado 31 de la produccioacuten de este hidrocarburo abastece los
mercados internacionales Cuba paiacuteses del CARICOM EE UU Meacutexico Chile
Brasil Curazao Puerto Rico y Europa La capacidad total de procesamiento de
LGN en el paiacutes es de 2660 MMPCD estimaacutendose la demanda para el antildeo 2005
en 14 millones de kg (35 MBD) siendo el consumo promedio 36 kgpersona
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)
Infraestructura de LGN
3 plantas de fraccionamiento Joseacute Uleacute y Bajo Grande
3 plantas de extraccioacuten San Joaquiacuten Santa Baacuterbara y Jusepiacuten
3 muelles de embarque Joseacute La Salinas y Bajo Grande
Existen 85 plantas de llenado que cubren casi todo el paiacutes y que surten a
230 empresas privadas distribuidoras y comercializadoras de gas
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
42
321 Almacenamiento de GNL
El GNL se almacena a -161 degC y a presioacuten atmosfeacuterica en tanques
criogeacutenicos especiales para baja temperatura El tiacutepico tanque de GNL tiene doble
pared una pared externa de hormigoacuten armado recubierto con acero al carbono y
una pared interna de acero niquelado al 9 La seguridad y la resistencia son las
consideraciones de disentildeo primarias al construir estos tanques los cuales se
disentildean para soportar terremotos y fuertes vientos
A presioacuten se almacenan los productos a la presioacuten de vapor a la
temperatura ambiente
Refrigerado se mantienen los productos a la temperatura de burbuja a
presioacuten cerca de la atmosfeacuterica (05 ndash 2 psig)
Refrigerado y a presioacuten
322 Transporte de GNL
El GNL se transporta a presioacuten atmosfeacuterica en buques especialmente
construidos con casco doble El sistema de contencioacuten de carga se disentildea y
construye utilizando materiales especiales para el aislamiento y tanque para
asegurar el transporte seguro de esta carga criogeacutenica
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
43
El GNL en los tanques de carga del buque se mantiene a su temperatura de
saturacioacuten (-161 degC) a lo largo de toda la navegacioacuten pero se permite que una
pequentildea cantidad de vapor se disipe por ebullicioacuten en un proceso que se
denomina autorrefrigeracioacuten El gas evaporado se utiliza para impulsar los
motores del buque
Figura 17 Transporte de GNL
Aproximadamente 40 de los buques de GNL actualmente en servicio
cuentan con sistemas de contencioacuten de carga del tipo de membrana de modo que
tienen un aspecto muy similar al de otros cargueros El resto de los buques tienen
un sistema de contencioacuten de carga maacutes particular que incluye cuatro o maacutes
tanques esfeacutericos grandes Ambos tipos de sistema de contencioacuten poseen
antecedentes de operacioacuten extremadamente seguros y confiables
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
44
Datos sobre buques
- Actualmente se encuentran en servicio maacutes de 120 buques de GNL
- El transporte de GNL por buque tiene antecedentes de seguridad
ejemplares
- Liacutemites de capacidad de carga 19000 m3 a 138000 m3
- Esloras 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft)
- Calados 65 m (12 ft) a 12 m (39 ft)
La flota de buques estaacute desarrollaacutendose raacutepidamente con maacutes de 100 buques
pedidos a los astilleros y que entraraacuten en servicio en los proacuteximos antildeos Tambieacuten
estaacuten naciendo proyectos alternativos para el transporte de GNL en pequentildeas
cantidades bien sea en camiones o en barcos mucho menores que los actuales
323 Regasificacioacuten de GNL
Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificacioacuten
en la zona de mercado el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de
almacenamiento Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal
de licuefaccioacuten Generalmente la descarga de un buque requiere unas 12 horas
Luego el GNL vuelve a su estado gaseoso original Para ello se bombea desde
los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las
condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los
usuarios finales ubicados corriente abajo de la tuberiacutea Posteriormente el gas se
distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
45
Otra modalidad de distribucioacuten consiste en el transporte de GNL a bordo de
cisternas especialmente disentildeadas para su carga desde las plantas
regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros hasta clientes
que disponen de depoacutesitos de GNL que estaacuten disentildeados para almacenar y
regasificar el gas para su uso Esta es la uacutenica modalidad de transporte de GNL
posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional
324 Riesgos de un proyecto de GNL
Debido a que los proyectos de GNL estaacuten basados en contratos de compra y
venta a largo plazo la mayor parte de los riesgos estaacuten basados en la
disponibilidad de gas al proyecto la estabilidad de los paiacuteses donde se ejecuta el
proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del grupo que estaacute ejecutando el
proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr
una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida uacutetil
Las caracteriacutesticas de un buen proyecto de GNL incluyen
Bajos costos de infraestructura y produccioacuten del gas
Bajos costos de transporte del gas y otros productos liacutequidos
Buena estructura del proyecto y de la compantildeiacutea establecida para este
efecto
Ambiente fiscal atractivo
Confianza de los compradores en la estabilidad del proyecto
Seguridad de mercado
Iacutendice del precio del gas con cambios de mercado
Proyecto que sea faacutecilmente financiable
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
46
33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
47
GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
48
GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
49
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
52
BIBLIOGRAFIA
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Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
ENCICLOPEDIA Hispaacutenica (2001) MACROPEDIA VOLUMEN 7 Segunda
Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
ENCICLOPEDIA Encarta (2007) Biblioteca de Consulta
MICROSOFT Internet www googlecom
X
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
13
13 Clasificacioacuten del Gas Natural en funcioacuten de su Composicioacuten
Gas Aacutecido Son los que contienen impurezas en alta concentracioacuten tales
como Dioacutexido de Carbono (CO2) Sulfuro de Hidrogeno (H2S) Sulfuro de
Carbonilo (COS) Mercaptanos (RSH) y Dioacutexido de Azufre (SO2) de las
cuales las maacutes comunes son el Dioacutexido de Carbono (CO2) y el Sulfuro de
Hidrogeno (H2S) dichos gases forman aacutecidos en presencia de agua
Gas Agrio Es aquel que tiene cantidades apreciables de componentes
aacutecidos en proporciones que obligan a su tratamiento previo antes de
llevarlo a las tuberiacuteas o entregarlo al comprador
Gas Dulce Es aquel que tiene menos de 4ppmv de sulfuro de hidroacutegeno y
un contenido bajo de dioacutexido de carbono en el que han sido separados los
compuestos aacutecidos hasta satisfacer las condiciones de tuberiacutea
Gas Rico Es aquel que contiene una buena cantidad de productos
condensables Usualmente alimenta una planta de procesamiento para
extraccioacuten de productos condensables (C3+)
Gas Pobre oacute Seco Gas natural con bajo contenido de compuestos
pesados Tambieacuten se le llama gas seco y estaacute constituido principalmente
por Metano
Gas condensado Este gas se puede definir con un gas con liacutequido
disuelto El contenido de metano es de (C1)gt a 60 y el de Heptanos y
compuestos maacutes pesados (C7+) alcanza valores mayores a 125 (lt
125) La mezcla de hidrocarburos a las condiciones iniacuteciales de presioacuten y
temperatura se encuentra en fase gaseosa o en el punto de rociacuteo El gas
presenta condensacioacuten retroacutegrada durante el agotamiento isoteacutermico de la
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
14
presioacuten proceso que en la mayoriacutea de los casos puede representar alguacuten
problema en la comercializacioacuten de estos yacimientos
Composicioacuten tiacutepica de mezclas provenientes de yacimientos
El Gas Natural se encuentra
- Asociado Es el que se extrae junto con el petroacuteleo crudo y contiene
grandes cantidades de hidrocarburos como etano propano butano y
naftas
- No asociado o libre Es el que se encuentra en depoacutesitos que
contienen uacutenicamente gas natural
14 Ventajas del Uso del Gas Natural
141 Ventajas Ambientales
El gas natural es un combustible muy limpio comparado con los combustibles
tradicionales lo que facilita el cumplimiento de exigentes normas ambientales
Una de las grandes ventajas del gas natural respecto a otros combustibles es la
baja emisioacuten de contaminantes en su combustioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
15
Figura 2 Imagen Esquematizada de las Ventajas del Gas Natural en el
Ambiente
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
16
En la Extraccioacuten
Por lo que respeta a su extraccioacuten el gas natural tienes dos grandes
ventajas es un combustible muy abundante y sus yacimientos estaacuten repartidos en
un gran nuacutemero de paiacuteses Ello garantiza su suministro y disponibilidad durante
muchos antildeos Por otra parte en su proceso de extraccioacuten se genera menos
contaminacioacuten que en el de otros combustibles foacutesiles
En el transporte y distribucioacuten del Gas
El gas natural llega a las ciudades y fabricas a traveacutes de gasoductos
enterrados sin producir impacto ambiental sobre el paisaje
En la generacioacuten de electricidad
En los paiacuteses mas avanzados el uso del gas natural en las modernas
centrales de ciclo combinado se ha desarrollado ampliamente por sus bajas
emisiones contaminantes Las ventajas ambientales son
Eficiencia energeacutetica en estas centrales el 60 de la energiacutea que se
introduce en el sistema se transforma realmente en energiacutea eleacutectrica En las
centrales teacutermicas tradicionales esta eficiencia es solo de un 37 Tiene
por tanto menos consumo energeacutetico que una central convencional
Menor contaminacioacuten atmosfeacuterica Al usar el gas natural se producen
menos emisiones a la atmosfera de dioacutexido de carbono (reduccioacuten de un
65) de oacutexidos de nitroacutegeno (reduccioacuten de un 70) y de dioacutexido de azufre
(reduccioacuten praacutecticamente del 100) con respecto a las centrales teacutermicas
tradicionales
No se producen residuos ni partiacuteculas solidas en suspensioacuten
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USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
17
En el consumo domestico
Aplicado a la calefaccioacuten y produccioacuten de agua caliente el gas natural
Emite niveles maacutes bajos de contaminantes a la atmosfera que el carboacuten y
los productos y los productos petroliacuteferos
Entre un 30 y un 40 menos de dioacutexido de carbono que el gasoacuteleo y un
50 menos que el carboacuten
Entre un 40 y un 50 menos de oacutexidos de nitroacutegeno que los otros
combustibles foacutesiles
Elimina praacutecticamente del todo las emisiones de dioacutexido de azufre
En su utilizacioacuten para vehiacuteculos
El gas natural es una alternativa muy utilizada en otros paiacuteses como
carburante para vehiacuteculos de transporte ya que reduce notablemente la
contaminacioacuten atmosfeacuterica en las ciudades Por ello se esta introduciendo en
Espantildea para flotas de autobuses urbanos y vehiacuteculos de recogida de residuos
Las emisiones se encuentran por debajo del 25 de los valores maacuteximos
admitidos por la vigente Directiva Europea
Como fuente de obtencioacuten de hidrogeno
El gas natural es actualmente la principal fuente para la obtencioacuten de
hidrogeno que se utiliza en la nueva tecnologiacutea de las pilas de combustible Esta
tecnologiacutea aparece como una prometedora alternativa para reducir las emisiones
contaminantes en la produccioacuten de electricidad a pequentildea y mediana escala y su
aplicacioacuten es particularmente interesante en vehiacuteculos de transporte
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USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
18
En su uso industrial
La utilizacioacuten del gas natural en los procesos industriales conlleva
importante ventajas ambientales tal como se demuestra en sectores como el
ceraacutemico papelero o sideruacutergico entre muchos otros Algunas de estas ventajas
ambientales son
Disminucioacuten del consumo energeacutetico
Reduccioacuten de las emisiones contaminantes a la atmosfera que pueden
superar el 50 en algunos procesos
Eliminacioacuten de las partiacuteculas en suspensioacuten en los gases de combustioacuten
En los procesos de cogeneracioacuten
El gas natural se utiliza en la cogeneracioacuten que es la produccioacuten
simultaacutenea de electricidad y calor generado por un mismo equipo Las ventajas
ambientales de la cogeneracioacuten son
Disminucioacuten del consumo de energiacutea
Reduccioacuten de hasta un 60 de las emisiones de dioacutexido de carbono De
hasta un 70 de los oacutexidos de nitroacutegeno y praacutectica eliminacioacuten del dioacutexido
de azufre y de las partiacuteculas solidad en suspensioacuten
Para entender mejor sobre las emisiones producidas por los combustibles
se presenta lo siguiente
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USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Tabla 2 Cuadro comparativo de las emisiones producidas por los
combustibles
142 Ventajas Econoacutemicas
El gas natural es el combustible de menor precio y permite obtener
importantes ahorros en relacioacuten con otros combustibles
1421 Precios equivalentes de los combustibles
Tabla 3 Precios equivalentes de los combustibles
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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143 Ventajas Operacionales
El gas natural estaacute disponible en forma continua no requiere tanques de
almacenamiento disminuyendo los riesgos que ello implica y tambieacuten los
costos financieros
No requiere preparacioacuten previa a su utilizacioacuten como por ejemplo
calentarlo pulverizarlo o bombearlo como ocurre con el petroacuteleo o el
carboacuten
Los equipos y quemadores de gas natural son faacuteciles de limpiar y
conservar
La combustioacuten del gas natural puede finalizar instantaacuteneamente tan pronto
como cese la demanda de calor de los aparatos que lo utilizan lo cual es
muy adecuado para cargas variables e intermitentes
La regulacioacuten automaacutetica es sencilla y de gran precisioacuten manteniendo
constante la temperatura o la presioacuten al variar la carga
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
21
El rendimiento del gas natural en la combustioacuten es superior al de otros
combustibles
15 Procesamiento del Gas Natural
Acondicionamiento del gas natural Consiste en la eliminacioacuten de las
impurezas azufre agua CO2 y otras que no tienen valor comercial
Separacioacuten de componentes del gas natural Mediante este proceso el
gas se separa en
- Gas natural seco (metano y etano) que se transporta por gasoductos
hasta los centros de consumo
- Liacutequidos de gas natural (LGN) constituido por propano butanos
pentanos e hidrocarburos maacutes pesados que se transportan por
poliductos hasta una planta de fraccionamiento
Fraccionamiento de componentes del LGN Viene a ser la separacioacuten
de los liacutequidos de gas natural en
- Propano butano (GLP)
- Gasolina natural (pentanos e hidrocarburos maacutes pesados)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
22
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 3 Procesos del Gas Natural
2 Fraccionamiento del Gas Natural
Es un proceso que consiste en separar los liacutequidos del gas natural (LGN) en
gas licuado de petroacuteleo (GLP) y gasolina natural Los Liacutequidos del Gas Natural
(LGN) se enviacutean a las plantas de fraccionamiento donde se obtiene por separado
etano propano butano normal e iso-butano gasolina natural y nafta residual que
se almacenan en forma refrigerada y presurizada en recipientes esfeacutericos
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 4 Algunas Torres de Fraccionamiento
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 5 Fraccionamiento
El proceso de fraccionamiento recibe liacutequidos del gas del proceso
criogeacutenico y condensados dulces que pueden provenir de las plantas endulzadora
de liacutequidos o directamente de los campos productores Consiste en varias etapas
de separacioacuten que se logran a traveacutes de la destilacioacuten Con lo anterior se logra la
separacioacuten de cada uno de los productos como se muestra en la figura
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
26
La forma maacutes utilizada para la separacioacuten de los componentes del gas
natural es mediante enfriamiento se utilizan los principios de refrigeracioacuten
mecaacutenica o autorefrigeracion mediante el principio de Joule Thompson (expansioacuten
isentroacutepica o adiabaacutetica) Posteriormente la mezcla liquida es sometida a
fraccionamiento en una columna de platos o empaques
Efecto Joule Thomson
El efecto de Joule-Thomson o efecto Joule-Kelvin es el proceso en el
cual la temperatura de un sistema disminuye o aumenta al permitir que el sistema
se expanda libremente manteniendo la entalpiacutea constante (lo que significa que el
gas no recibe ni transfiere calor y no realiza ninguacuten trabajo)
Fue descrito por James Prescott Joule y William Thomson el primer Baroacuten
Kelvin quienes establecieron el efecto en 1852 modificando un experimento previo
de Joule en el que un gas se expandiacutea manteniendo constante su energiacutea interna
La relacioacuten entre temperatura presioacuten y volumen de un gas se puede describir de
una forma sencilla gracias a las leyes de los gases Cuando el volumen aumenta
durante un proceso irreversible las leyes de los gases no pueden determinar por
si solas queacute ocurre con la temperatura y presioacuten del gas
En general cuando un gas se expande adiabaacuteticamente la temperatura
puede aumentar o disminuir dependiendo de la presioacuten y temperatura inicial Para
una presioacuten constante (fijada previamente) un gas tendraacute una temperatura de
inversioacuten de Joule-Thompson (Kelvin) sobre la cual al expandirse el gas causa
un aumento de temperatura y por debajo la expansioacuten del gas causa un
enfriamiento En la mayoriacutea de los gases a presioacuten atmosfeacuterica esta temperatura
es bastante alta mucho mayor que la temperatura ambiental y por ello la mayoriacutea
de los gases se enfriacutean al expandirse
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
27
Figura 6 Expansioacuten Joule Thomson Plantas GNL por Refrigeracioacuten
Hemos visto que cuando un gas sufre una expansioacuten a traveacutes de un
obstaacuteculo o estrangulamiento a presiones y temperaturas adecuadas se produce
una disminucioacuten de su temperatura Como se cumple que cuanto maacutes baja es la
temperatura el teacutermino es de mayor valor absoluto y negativo el
coeficiente de Joule-Thomson tendraacute los valores positivos maacutes altos a
temperatura bajas Como consecuencia de ello el enfriamiento por efecto de
Joule-Thomson seraacute mas pronunciado a temperaturas bajas y presiones bajas
El cientiacutefico ingleacutes llamado John Dalton afirmoacute que la presioacuten total de una
mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los
componentes Esta afirmacioacuten ahora es conocida como la ley de presiones
parciales de Dalton la cual nos permite calcular el volumen maacuteximo de vapor de
agua que el gas natural puede contener a una temperatura y presioacuten dada
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
28
La temperatura del gas y las presiones son los factores maacutes importantes en
el disentildeo de un sistema de deshidratacioacuten del gas Sin eacutesta informacioacuten baacutesica el
tamantildeo de un deshidratador adecuado es imposible
La expansioacuten Joule-Thomson utiliza caiacutedas de temperatura para remover
agua condensada y asiacute deshidratar el gas natural En algunos casos el glicol
podriacutea ser inyectado al intercambiador de calor para obtener temperaturas maacutes
bajas antes de la expansioacuten que ocurre en un separador de bajas temperaturas
En esta expansioacuten el gas pasa primero por un intercambiador de calor para
recibir un pre-enfriamiento y posteriormente a traveacutes de una vaacutelvula de expansioacuten
o estrangulador Esta expansioacuten es un proceso isoentaacutelpico donde la caiacuteda de
presioacuten genera una disminucioacuten de temperatura la cual provoca una separacioacuten
de los liacutequidos condensables Generalmente en este tipo de proceso el gas debe
comprimirse para alcanzar la presioacuten requerida para su transporte
Figura 7 Esquema de Proceso de Enfriamiento de Gas Natural mediante
Expansioacuten con Vaacutelvula (efecto de Joule-Thompson)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
29
Figura 8 Refrigeracioacuten por Joule- Thomson
3 Uso de los Productos del proceso de Fraccionamiento
Luego del tratamiento se somete al gas natural a los procesos de extraccioacuten y
Fraccionamiento para separar sus componentes y disponer de gas metano para
su transportacioacuten y distribucioacuten bajo las normas de calidad establecidas Los
componentes separados en este proceso como son el etano propano butano y
pentano se utilizaraacuten posteriormente de manera individual como productos
cotizados en el mercado
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
30
Figura 9 Esquema de los productos del Gas Natural
31 Productos claves del proceso de Fraccionamiento
311 Etano
El etano ( de eacuteter y el sufijo -ano) es un hidrocarburo alifaacutetico alcano con dos
aacutetomos de carbono de foacutermula C2H6 A condiciones normales es gaseoso y un
excelente combustible Su punto de ebullicioacuten estaacute en -88 degC
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
31
Figura 10 Formula Estructural del Etano
El etano se encuentra en cantidad apreciable en el gas natural y constituye el
primer homoacutelogo del metano Los meacutetodos empleados para su obtencioacuten asiacute
como sus propiedades son muy semejantes a las del metano Aunque el etano
tiene poca importancia praacutectica su foacutermula presenta nuevos aspectos que son
muy interesantes
Propiedades Fiacutesicas
Se encuentra en estado gaseoso a temperatura ambiente Presenta un iacutendice
de octanaje superior al de la gasolina y tiene una presioacuten de vapor inferior
resultando en menores emisiones evaporativas La combustioacuten en el aire es
inferior a la de la gasolina lo que reduce el nuacutemero y la importancia de los
incendios en los vehiacuteculos Su punto de fusioacuten es -1833deg y su punto de ebullicioacuten
es de -886 deg C
Propiedades Quiacutemicas
Su estructura es uacutenica ya que existe una sola manera de unir los aacutetomos de
carbono en estas moleacuteculas No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
32
Aplicaciones
El etano se puede utilizar de dos maneras
Como mezcla con la gasolina con el objetivo de un aumento del octanaje de
la gasolina
Como etano puro compuesto de etano hidratado a 955 GL
Es un excelente combustible automotriz El etano anhidro tiene un poder
caloriacutefero inferior y superior de 212 y 234 mega joule por litro respectivamente
contra 301 y 349 mega joule por litro de gasolina En Brasil las propiedades del
etano (como combustible) llevaron al desarrollo de motores a alcohol y motores
para la mezcla alcohol gasolina Hasta 1988 los avances se realizaron por la
industria automoviliacutestica (GM Ford Volkswagen Fiat) para sistemas carburados
actualmente se encuentran disponibles para todos los motores con sistemas a
inyeccioacuten electroacutenica
Existen varias formas para obtener olefinas pero nosotros nos vamos a centrar
en la produccioacuten de Etileno y Propileno a partir del gas natural o Propano y Etano
esta misma materia prima es la que se usa en la Planta de Olefinas del Complejo
Petroquiacutemico El Tablazo ubicado en los Puertos de Altagracia Estado Zulia
Venezuela (Pequiven SA)
Estaacute la alimentacioacuten de materia prima que es el propano y etano a un 95 y
955 de pureza respectivamente esto ocurre de forma liquida a una presioacuten de
176 kgcm2 y 38 ordmC Este gas pasa por una seccioacuten de hornos en total hay 9
hornos en los cuales hay 7 hornos con celdas simples y 2 con celdas dobles
cada celda con la misma capacidad que la otra En estas celdas se va a realizar la
pirolisis con una mezcla de vapor de agua con los hidrocarburos con una relacioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
33
de 03 kg de vapor de agua sobre kg de hidrocarburo la pirolisis para el Etano
ocurre a 843 ordmC para el etano y de 826 a 843 ordmC para el propano
Figura 11 Esquema de distribucioacuten del Etileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
34
312 Propano
El propano (de abreviacioacuten de propioacutenico mas el sufijo -ano) es un gas
incoloro e inodoro Pertenece a los hidrocarburos alifaacuteticos (los alcanos) Su
foacutermula quiacutemica C3H8
Figura 12 Formula Estructural del Propano
El propano se suele obtener del gas natural o de los gases de los procesos
de cracking producidos en las instalaciones petroquiacutemicas Se obtiene en
yacimientos subterraacuteneos de petroacuteleo Una vez extraiacutedo el crudo se procede a un
tratamiento de refino para obtener los distintos productos que provienen de este
aceite entre ellos el gas propano
Propiedades Fiacutesicas
Hidrocarburo gaseoso incoloro y combustible que se halla en el petroacuteleo
americano Tiene 3 aacutetomos de Carbono su punto de fusioacuten es -18765degC y su
punto de ebullicioacuten es de -421 deg C
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
35
Propiedades Quiacutemicas
Posee baja polaridad No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
Aplicaciones
Por sus aplicaciones es un buen sustituto del gas obtenido por destilacioacuten seca
de la hulla El principal uso del propano es el aprovechamiento energeacutetico como
combustible en hogares comercios e industrias Con base al punto de ebullicioacuten
maacutes bajo que el butano y el mayor valor energeacutetico por gramo a veces se mezcla
con eacuteste o se utiliza propano en vez de butano En la industria quiacutemica es uno de
los productos de partida en la siacutentesis del propeno Es usado para la siacutentesis de
productos quiacutemicos petroquiacutemicos o plaacutestico (PVC Polietileno polipropileno
etc) Ademaacutes se utiliza como gas refrigerante (R290) o como gas propulsor en
aerosoles
No suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje No es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya
que por su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las
conducciones De hecho se eliminan los restos de butano y propano del gas
natural por este motivo
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
36
Figura 13 Esquema de distribucioacuten del Propileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
37
313 Butano
El butano (del aacutecido butiacuterico y eacuteste del latiacuten butyrum manteca y del sufijo -
ano) tambieacuten llamado n-butano es un hidrocarburo saturado parafiacutenico o
alifaacutetico inflamable gaseoso que se licuacutea a presioacuten atmosfeacuterica a -05 degC formado
por cuatro aacutetomos de carbono y por diez de hidroacutegeno cuya foacutermula quiacutemica es
C4H10 Tambieacuten puede denominarse con el mismo nombre a un isoacutemero de eacuteste
gas el isobutano o metilpropano
Los aacutetomos de carbono se encuentran unidos formando una cadena abierta
En el n-butano (normal) la cadena es continua y sin ramificaciones mientras que
en el i-butano (iso) o metilpropano uno de los aacutetomos de carbono forma una
ramificacioacuten lateral Esta diferencia de estructura es la causa de las distintas
propiedades que presentan
Como es un gas incoloro e inodoro en su elaboracioacuten se le antildeade un
odorizante (generalmente un mercaptano) que le confiere olor desagradable Esto
le permite ser detectado en una fuga porque es altamente volaacutetil y puede provocar
una explosioacuten
En caso de extincioacuten de un fuego por gas butano se emplea dioacutexido de
carbono (CO2) polvo quiacutemico o niebla de agua para enfriar y dispersar vapores El
butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
38
Figura 14 Formula Estructural del Butano
El butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
Propiedades Fiacutesicas
- Estado de agregacioacuten Gas
- Apariencia Incoloro
- Densidad 252 kgm3 000252 gcm3
- Masa 5808 u
- Punto de fusioacuten 1349 K (minus1383 degC)
- Punto de ebullicioacuten 2727 K (-05 degC)
- Punto de descomposicioacuten K (-27315 degC)
- Temperatura criacutetica K (-27315 degC)
Propiedades Quiacutemicas
- Solubilidad en agua 61 g100 ml H2O
- KPS nd
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
39
Aplicaciones
La principal aplicacioacuten del gas butano es la de combustible en hogares para la
cocina y agua caliente el gas butano no suele usarse en sistemas de calefaccioacuten
ya que no suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje es un gas un tanto inestable desde el punto de vista de la
licuefaccioacuten por ello la normativa espantildeola el Real Decreto 9192006 no permite
el tener mas de dos bombonas de gas butano en el interior de locales que tengan
aparatos a gas uno en reserva y uno en descarga ademaacutes de esto tampoco esta
permitido el almacenamiento en posicioacuten horizontal por esto cuando se ven
almacenes de envases GLP (bombonas de gas butano) estaacuten estos colocados en
estructuras metaacutelicas tipo estanteriacutea y siempre estaacuten en posicioacuten vertical asiacute
mismo como los camiones de transporte o distribucioacuten de gas butano
El gas butano no es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya que por
su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las conducciones y
esto provocar graves accidentes De hecho se eliminan los restos de butano y
propano del gas natural por este motivo creando un gas mucho maacutes estable para
su transporte por gaseoductos nos referimos al gas natural
Figura 15 Bombonas de Gas Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
40
El iso- butano tiene su uso principal para alquilato y MTBE componentes
clave en la produccioacuten de gasolinas El eacuteter metil tert-butiacutelico metil tert-butil
eacuteter metil terc-butil eacuteter o por sus siglas MTBE es un liacutequido inflamable de olor
caracteriacutestico desagradable Se fabrica combinando sustancias quiacutemicas como
isobutileno y metanol y se ha usado desde los antildeos 1980 como aditivo para
incrementar el octanaje de la gasolina sin plomo
El MTBE se usa tambieacuten para disolver caacutelculos biliares En estos pacientes
el MTBE se hace llegar directamente a los caacutelculos a traveacutes de tubos especiales
insertados por medio de cirugiacutea
El n - butano provee volatilidad en gasolinas Gas combustible (solo o
mezclado con propano) Plantas de butadieno (cuero sinteacutetico) y olefinas
314 Gasolina Natural
Producto resultante del procesamiento de gas natural Compuesta
baacutesicamente por pentano hexano y heptano Los meacutetodos utilizados para su
elaboracioacuten son la absorcioacuten con aceite pesado la absorcioacuten con carboacuten vegetal
compresioacuten y refinacioacuten Se utiliza para la mezcla con gasolina que se produce en
las refineriacuteas o con el petroacuteleo para mejorar la densidad de ese producto y
aumentar su valor comercial
32 Liacutequidos de Gas Natural (LGN)
Los liacutequidos del gas natural (LGN) formados por etano propano butano y
otros componentes hidrocarburos maacutes pesados son utilizados en el mercado
interno como combustible y materia prima (industria petroquiacutemica entre ellas)
Entre los clientes nacionales de la industria del LGN se encuentran mercado
interno de propano Pequiven Refineriacutea de Puerto La Cruz Refineriacutea El Palito las
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
41
plantas de Carenero Guamache Punta Cardoacuten y Super Octanos asiacute como el
mercado domeacutestico en especial las zonas populares
Por otro lado 31 de la produccioacuten de este hidrocarburo abastece los
mercados internacionales Cuba paiacuteses del CARICOM EE UU Meacutexico Chile
Brasil Curazao Puerto Rico y Europa La capacidad total de procesamiento de
LGN en el paiacutes es de 2660 MMPCD estimaacutendose la demanda para el antildeo 2005
en 14 millones de kg (35 MBD) siendo el consumo promedio 36 kgpersona
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)
Infraestructura de LGN
3 plantas de fraccionamiento Joseacute Uleacute y Bajo Grande
3 plantas de extraccioacuten San Joaquiacuten Santa Baacuterbara y Jusepiacuten
3 muelles de embarque Joseacute La Salinas y Bajo Grande
Existen 85 plantas de llenado que cubren casi todo el paiacutes y que surten a
230 empresas privadas distribuidoras y comercializadoras de gas
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
42
321 Almacenamiento de GNL
El GNL se almacena a -161 degC y a presioacuten atmosfeacuterica en tanques
criogeacutenicos especiales para baja temperatura El tiacutepico tanque de GNL tiene doble
pared una pared externa de hormigoacuten armado recubierto con acero al carbono y
una pared interna de acero niquelado al 9 La seguridad y la resistencia son las
consideraciones de disentildeo primarias al construir estos tanques los cuales se
disentildean para soportar terremotos y fuertes vientos
A presioacuten se almacenan los productos a la presioacuten de vapor a la
temperatura ambiente
Refrigerado se mantienen los productos a la temperatura de burbuja a
presioacuten cerca de la atmosfeacuterica (05 ndash 2 psig)
Refrigerado y a presioacuten
322 Transporte de GNL
El GNL se transporta a presioacuten atmosfeacuterica en buques especialmente
construidos con casco doble El sistema de contencioacuten de carga se disentildea y
construye utilizando materiales especiales para el aislamiento y tanque para
asegurar el transporte seguro de esta carga criogeacutenica
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
43
El GNL en los tanques de carga del buque se mantiene a su temperatura de
saturacioacuten (-161 degC) a lo largo de toda la navegacioacuten pero se permite que una
pequentildea cantidad de vapor se disipe por ebullicioacuten en un proceso que se
denomina autorrefrigeracioacuten El gas evaporado se utiliza para impulsar los
motores del buque
Figura 17 Transporte de GNL
Aproximadamente 40 de los buques de GNL actualmente en servicio
cuentan con sistemas de contencioacuten de carga del tipo de membrana de modo que
tienen un aspecto muy similar al de otros cargueros El resto de los buques tienen
un sistema de contencioacuten de carga maacutes particular que incluye cuatro o maacutes
tanques esfeacutericos grandes Ambos tipos de sistema de contencioacuten poseen
antecedentes de operacioacuten extremadamente seguros y confiables
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
44
Datos sobre buques
- Actualmente se encuentran en servicio maacutes de 120 buques de GNL
- El transporte de GNL por buque tiene antecedentes de seguridad
ejemplares
- Liacutemites de capacidad de carga 19000 m3 a 138000 m3
- Esloras 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft)
- Calados 65 m (12 ft) a 12 m (39 ft)
La flota de buques estaacute desarrollaacutendose raacutepidamente con maacutes de 100 buques
pedidos a los astilleros y que entraraacuten en servicio en los proacuteximos antildeos Tambieacuten
estaacuten naciendo proyectos alternativos para el transporte de GNL en pequentildeas
cantidades bien sea en camiones o en barcos mucho menores que los actuales
323 Regasificacioacuten de GNL
Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificacioacuten
en la zona de mercado el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de
almacenamiento Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal
de licuefaccioacuten Generalmente la descarga de un buque requiere unas 12 horas
Luego el GNL vuelve a su estado gaseoso original Para ello se bombea desde
los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las
condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los
usuarios finales ubicados corriente abajo de la tuberiacutea Posteriormente el gas se
distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
45
Otra modalidad de distribucioacuten consiste en el transporte de GNL a bordo de
cisternas especialmente disentildeadas para su carga desde las plantas
regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros hasta clientes
que disponen de depoacutesitos de GNL que estaacuten disentildeados para almacenar y
regasificar el gas para su uso Esta es la uacutenica modalidad de transporte de GNL
posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional
324 Riesgos de un proyecto de GNL
Debido a que los proyectos de GNL estaacuten basados en contratos de compra y
venta a largo plazo la mayor parte de los riesgos estaacuten basados en la
disponibilidad de gas al proyecto la estabilidad de los paiacuteses donde se ejecuta el
proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del grupo que estaacute ejecutando el
proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr
una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida uacutetil
Las caracteriacutesticas de un buen proyecto de GNL incluyen
Bajos costos de infraestructura y produccioacuten del gas
Bajos costos de transporte del gas y otros productos liacutequidos
Buena estructura del proyecto y de la compantildeiacutea establecida para este
efecto
Ambiente fiscal atractivo
Confianza de los compradores en la estabilidad del proyecto
Seguridad de mercado
Iacutendice del precio del gas con cambios de mercado
Proyecto que sea faacutecilmente financiable
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
46
33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
47
GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
48
GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
49
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
52
BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
ENCICLOPEDIA Hispaacutenica (2001) MACROPEDIA VOLUMEN 7 Segunda
Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
ENCICLOPEDIA Encarta (2007) Biblioteca de Consulta
MICROSOFT Internet www googlecom
X
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
14
presioacuten proceso que en la mayoriacutea de los casos puede representar alguacuten
problema en la comercializacioacuten de estos yacimientos
Composicioacuten tiacutepica de mezclas provenientes de yacimientos
El Gas Natural se encuentra
- Asociado Es el que se extrae junto con el petroacuteleo crudo y contiene
grandes cantidades de hidrocarburos como etano propano butano y
naftas
- No asociado o libre Es el que se encuentra en depoacutesitos que
contienen uacutenicamente gas natural
14 Ventajas del Uso del Gas Natural
141 Ventajas Ambientales
El gas natural es un combustible muy limpio comparado con los combustibles
tradicionales lo que facilita el cumplimiento de exigentes normas ambientales
Una de las grandes ventajas del gas natural respecto a otros combustibles es la
baja emisioacuten de contaminantes en su combustioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
15
Figura 2 Imagen Esquematizada de las Ventajas del Gas Natural en el
Ambiente
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
16
En la Extraccioacuten
Por lo que respeta a su extraccioacuten el gas natural tienes dos grandes
ventajas es un combustible muy abundante y sus yacimientos estaacuten repartidos en
un gran nuacutemero de paiacuteses Ello garantiza su suministro y disponibilidad durante
muchos antildeos Por otra parte en su proceso de extraccioacuten se genera menos
contaminacioacuten que en el de otros combustibles foacutesiles
En el transporte y distribucioacuten del Gas
El gas natural llega a las ciudades y fabricas a traveacutes de gasoductos
enterrados sin producir impacto ambiental sobre el paisaje
En la generacioacuten de electricidad
En los paiacuteses mas avanzados el uso del gas natural en las modernas
centrales de ciclo combinado se ha desarrollado ampliamente por sus bajas
emisiones contaminantes Las ventajas ambientales son
Eficiencia energeacutetica en estas centrales el 60 de la energiacutea que se
introduce en el sistema se transforma realmente en energiacutea eleacutectrica En las
centrales teacutermicas tradicionales esta eficiencia es solo de un 37 Tiene
por tanto menos consumo energeacutetico que una central convencional
Menor contaminacioacuten atmosfeacuterica Al usar el gas natural se producen
menos emisiones a la atmosfera de dioacutexido de carbono (reduccioacuten de un
65) de oacutexidos de nitroacutegeno (reduccioacuten de un 70) y de dioacutexido de azufre
(reduccioacuten praacutecticamente del 100) con respecto a las centrales teacutermicas
tradicionales
No se producen residuos ni partiacuteculas solidas en suspensioacuten
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USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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En el consumo domestico
Aplicado a la calefaccioacuten y produccioacuten de agua caliente el gas natural
Emite niveles maacutes bajos de contaminantes a la atmosfera que el carboacuten y
los productos y los productos petroliacuteferos
Entre un 30 y un 40 menos de dioacutexido de carbono que el gasoacuteleo y un
50 menos que el carboacuten
Entre un 40 y un 50 menos de oacutexidos de nitroacutegeno que los otros
combustibles foacutesiles
Elimina praacutecticamente del todo las emisiones de dioacutexido de azufre
En su utilizacioacuten para vehiacuteculos
El gas natural es una alternativa muy utilizada en otros paiacuteses como
carburante para vehiacuteculos de transporte ya que reduce notablemente la
contaminacioacuten atmosfeacuterica en las ciudades Por ello se esta introduciendo en
Espantildea para flotas de autobuses urbanos y vehiacuteculos de recogida de residuos
Las emisiones se encuentran por debajo del 25 de los valores maacuteximos
admitidos por la vigente Directiva Europea
Como fuente de obtencioacuten de hidrogeno
El gas natural es actualmente la principal fuente para la obtencioacuten de
hidrogeno que se utiliza en la nueva tecnologiacutea de las pilas de combustible Esta
tecnologiacutea aparece como una prometedora alternativa para reducir las emisiones
contaminantes en la produccioacuten de electricidad a pequentildea y mediana escala y su
aplicacioacuten es particularmente interesante en vehiacuteculos de transporte
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USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
18
En su uso industrial
La utilizacioacuten del gas natural en los procesos industriales conlleva
importante ventajas ambientales tal como se demuestra en sectores como el
ceraacutemico papelero o sideruacutergico entre muchos otros Algunas de estas ventajas
ambientales son
Disminucioacuten del consumo energeacutetico
Reduccioacuten de las emisiones contaminantes a la atmosfera que pueden
superar el 50 en algunos procesos
Eliminacioacuten de las partiacuteculas en suspensioacuten en los gases de combustioacuten
En los procesos de cogeneracioacuten
El gas natural se utiliza en la cogeneracioacuten que es la produccioacuten
simultaacutenea de electricidad y calor generado por un mismo equipo Las ventajas
ambientales de la cogeneracioacuten son
Disminucioacuten del consumo de energiacutea
Reduccioacuten de hasta un 60 de las emisiones de dioacutexido de carbono De
hasta un 70 de los oacutexidos de nitroacutegeno y praacutectica eliminacioacuten del dioacutexido
de azufre y de las partiacuteculas solidad en suspensioacuten
Para entender mejor sobre las emisiones producidas por los combustibles
se presenta lo siguiente
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USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Tabla 2 Cuadro comparativo de las emisiones producidas por los
combustibles
142 Ventajas Econoacutemicas
El gas natural es el combustible de menor precio y permite obtener
importantes ahorros en relacioacuten con otros combustibles
1421 Precios equivalentes de los combustibles
Tabla 3 Precios equivalentes de los combustibles
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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143 Ventajas Operacionales
El gas natural estaacute disponible en forma continua no requiere tanques de
almacenamiento disminuyendo los riesgos que ello implica y tambieacuten los
costos financieros
No requiere preparacioacuten previa a su utilizacioacuten como por ejemplo
calentarlo pulverizarlo o bombearlo como ocurre con el petroacuteleo o el
carboacuten
Los equipos y quemadores de gas natural son faacuteciles de limpiar y
conservar
La combustioacuten del gas natural puede finalizar instantaacuteneamente tan pronto
como cese la demanda de calor de los aparatos que lo utilizan lo cual es
muy adecuado para cargas variables e intermitentes
La regulacioacuten automaacutetica es sencilla y de gran precisioacuten manteniendo
constante la temperatura o la presioacuten al variar la carga
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
21
El rendimiento del gas natural en la combustioacuten es superior al de otros
combustibles
15 Procesamiento del Gas Natural
Acondicionamiento del gas natural Consiste en la eliminacioacuten de las
impurezas azufre agua CO2 y otras que no tienen valor comercial
Separacioacuten de componentes del gas natural Mediante este proceso el
gas se separa en
- Gas natural seco (metano y etano) que se transporta por gasoductos
hasta los centros de consumo
- Liacutequidos de gas natural (LGN) constituido por propano butanos
pentanos e hidrocarburos maacutes pesados que se transportan por
poliductos hasta una planta de fraccionamiento
Fraccionamiento de componentes del LGN Viene a ser la separacioacuten
de los liacutequidos de gas natural en
- Propano butano (GLP)
- Gasolina natural (pentanos e hidrocarburos maacutes pesados)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 3 Procesos del Gas Natural
2 Fraccionamiento del Gas Natural
Es un proceso que consiste en separar los liacutequidos del gas natural (LGN) en
gas licuado de petroacuteleo (GLP) y gasolina natural Los Liacutequidos del Gas Natural
(LGN) se enviacutean a las plantas de fraccionamiento donde se obtiene por separado
etano propano butano normal e iso-butano gasolina natural y nafta residual que
se almacenan en forma refrigerada y presurizada en recipientes esfeacutericos
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 4 Algunas Torres de Fraccionamiento
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 5 Fraccionamiento
El proceso de fraccionamiento recibe liacutequidos del gas del proceso
criogeacutenico y condensados dulces que pueden provenir de las plantas endulzadora
de liacutequidos o directamente de los campos productores Consiste en varias etapas
de separacioacuten que se logran a traveacutes de la destilacioacuten Con lo anterior se logra la
separacioacuten de cada uno de los productos como se muestra en la figura
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
26
La forma maacutes utilizada para la separacioacuten de los componentes del gas
natural es mediante enfriamiento se utilizan los principios de refrigeracioacuten
mecaacutenica o autorefrigeracion mediante el principio de Joule Thompson (expansioacuten
isentroacutepica o adiabaacutetica) Posteriormente la mezcla liquida es sometida a
fraccionamiento en una columna de platos o empaques
Efecto Joule Thomson
El efecto de Joule-Thomson o efecto Joule-Kelvin es el proceso en el
cual la temperatura de un sistema disminuye o aumenta al permitir que el sistema
se expanda libremente manteniendo la entalpiacutea constante (lo que significa que el
gas no recibe ni transfiere calor y no realiza ninguacuten trabajo)
Fue descrito por James Prescott Joule y William Thomson el primer Baroacuten
Kelvin quienes establecieron el efecto en 1852 modificando un experimento previo
de Joule en el que un gas se expandiacutea manteniendo constante su energiacutea interna
La relacioacuten entre temperatura presioacuten y volumen de un gas se puede describir de
una forma sencilla gracias a las leyes de los gases Cuando el volumen aumenta
durante un proceso irreversible las leyes de los gases no pueden determinar por
si solas queacute ocurre con la temperatura y presioacuten del gas
En general cuando un gas se expande adiabaacuteticamente la temperatura
puede aumentar o disminuir dependiendo de la presioacuten y temperatura inicial Para
una presioacuten constante (fijada previamente) un gas tendraacute una temperatura de
inversioacuten de Joule-Thompson (Kelvin) sobre la cual al expandirse el gas causa
un aumento de temperatura y por debajo la expansioacuten del gas causa un
enfriamiento En la mayoriacutea de los gases a presioacuten atmosfeacuterica esta temperatura
es bastante alta mucho mayor que la temperatura ambiental y por ello la mayoriacutea
de los gases se enfriacutean al expandirse
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
27
Figura 6 Expansioacuten Joule Thomson Plantas GNL por Refrigeracioacuten
Hemos visto que cuando un gas sufre una expansioacuten a traveacutes de un
obstaacuteculo o estrangulamiento a presiones y temperaturas adecuadas se produce
una disminucioacuten de su temperatura Como se cumple que cuanto maacutes baja es la
temperatura el teacutermino es de mayor valor absoluto y negativo el
coeficiente de Joule-Thomson tendraacute los valores positivos maacutes altos a
temperatura bajas Como consecuencia de ello el enfriamiento por efecto de
Joule-Thomson seraacute mas pronunciado a temperaturas bajas y presiones bajas
El cientiacutefico ingleacutes llamado John Dalton afirmoacute que la presioacuten total de una
mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los
componentes Esta afirmacioacuten ahora es conocida como la ley de presiones
parciales de Dalton la cual nos permite calcular el volumen maacuteximo de vapor de
agua que el gas natural puede contener a una temperatura y presioacuten dada
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
28
La temperatura del gas y las presiones son los factores maacutes importantes en
el disentildeo de un sistema de deshidratacioacuten del gas Sin eacutesta informacioacuten baacutesica el
tamantildeo de un deshidratador adecuado es imposible
La expansioacuten Joule-Thomson utiliza caiacutedas de temperatura para remover
agua condensada y asiacute deshidratar el gas natural En algunos casos el glicol
podriacutea ser inyectado al intercambiador de calor para obtener temperaturas maacutes
bajas antes de la expansioacuten que ocurre en un separador de bajas temperaturas
En esta expansioacuten el gas pasa primero por un intercambiador de calor para
recibir un pre-enfriamiento y posteriormente a traveacutes de una vaacutelvula de expansioacuten
o estrangulador Esta expansioacuten es un proceso isoentaacutelpico donde la caiacuteda de
presioacuten genera una disminucioacuten de temperatura la cual provoca una separacioacuten
de los liacutequidos condensables Generalmente en este tipo de proceso el gas debe
comprimirse para alcanzar la presioacuten requerida para su transporte
Figura 7 Esquema de Proceso de Enfriamiento de Gas Natural mediante
Expansioacuten con Vaacutelvula (efecto de Joule-Thompson)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
29
Figura 8 Refrigeracioacuten por Joule- Thomson
3 Uso de los Productos del proceso de Fraccionamiento
Luego del tratamiento se somete al gas natural a los procesos de extraccioacuten y
Fraccionamiento para separar sus componentes y disponer de gas metano para
su transportacioacuten y distribucioacuten bajo las normas de calidad establecidas Los
componentes separados en este proceso como son el etano propano butano y
pentano se utilizaraacuten posteriormente de manera individual como productos
cotizados en el mercado
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
30
Figura 9 Esquema de los productos del Gas Natural
31 Productos claves del proceso de Fraccionamiento
311 Etano
El etano ( de eacuteter y el sufijo -ano) es un hidrocarburo alifaacutetico alcano con dos
aacutetomos de carbono de foacutermula C2H6 A condiciones normales es gaseoso y un
excelente combustible Su punto de ebullicioacuten estaacute en -88 degC
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
31
Figura 10 Formula Estructural del Etano
El etano se encuentra en cantidad apreciable en el gas natural y constituye el
primer homoacutelogo del metano Los meacutetodos empleados para su obtencioacuten asiacute
como sus propiedades son muy semejantes a las del metano Aunque el etano
tiene poca importancia praacutectica su foacutermula presenta nuevos aspectos que son
muy interesantes
Propiedades Fiacutesicas
Se encuentra en estado gaseoso a temperatura ambiente Presenta un iacutendice
de octanaje superior al de la gasolina y tiene una presioacuten de vapor inferior
resultando en menores emisiones evaporativas La combustioacuten en el aire es
inferior a la de la gasolina lo que reduce el nuacutemero y la importancia de los
incendios en los vehiacuteculos Su punto de fusioacuten es -1833deg y su punto de ebullicioacuten
es de -886 deg C
Propiedades Quiacutemicas
Su estructura es uacutenica ya que existe una sola manera de unir los aacutetomos de
carbono en estas moleacuteculas No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
32
Aplicaciones
El etano se puede utilizar de dos maneras
Como mezcla con la gasolina con el objetivo de un aumento del octanaje de
la gasolina
Como etano puro compuesto de etano hidratado a 955 GL
Es un excelente combustible automotriz El etano anhidro tiene un poder
caloriacutefero inferior y superior de 212 y 234 mega joule por litro respectivamente
contra 301 y 349 mega joule por litro de gasolina En Brasil las propiedades del
etano (como combustible) llevaron al desarrollo de motores a alcohol y motores
para la mezcla alcohol gasolina Hasta 1988 los avances se realizaron por la
industria automoviliacutestica (GM Ford Volkswagen Fiat) para sistemas carburados
actualmente se encuentran disponibles para todos los motores con sistemas a
inyeccioacuten electroacutenica
Existen varias formas para obtener olefinas pero nosotros nos vamos a centrar
en la produccioacuten de Etileno y Propileno a partir del gas natural o Propano y Etano
esta misma materia prima es la que se usa en la Planta de Olefinas del Complejo
Petroquiacutemico El Tablazo ubicado en los Puertos de Altagracia Estado Zulia
Venezuela (Pequiven SA)
Estaacute la alimentacioacuten de materia prima que es el propano y etano a un 95 y
955 de pureza respectivamente esto ocurre de forma liquida a una presioacuten de
176 kgcm2 y 38 ordmC Este gas pasa por una seccioacuten de hornos en total hay 9
hornos en los cuales hay 7 hornos con celdas simples y 2 con celdas dobles
cada celda con la misma capacidad que la otra En estas celdas se va a realizar la
pirolisis con una mezcla de vapor de agua con los hidrocarburos con una relacioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
33
de 03 kg de vapor de agua sobre kg de hidrocarburo la pirolisis para el Etano
ocurre a 843 ordmC para el etano y de 826 a 843 ordmC para el propano
Figura 11 Esquema de distribucioacuten del Etileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
34
312 Propano
El propano (de abreviacioacuten de propioacutenico mas el sufijo -ano) es un gas
incoloro e inodoro Pertenece a los hidrocarburos alifaacuteticos (los alcanos) Su
foacutermula quiacutemica C3H8
Figura 12 Formula Estructural del Propano
El propano se suele obtener del gas natural o de los gases de los procesos
de cracking producidos en las instalaciones petroquiacutemicas Se obtiene en
yacimientos subterraacuteneos de petroacuteleo Una vez extraiacutedo el crudo se procede a un
tratamiento de refino para obtener los distintos productos que provienen de este
aceite entre ellos el gas propano
Propiedades Fiacutesicas
Hidrocarburo gaseoso incoloro y combustible que se halla en el petroacuteleo
americano Tiene 3 aacutetomos de Carbono su punto de fusioacuten es -18765degC y su
punto de ebullicioacuten es de -421 deg C
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
35
Propiedades Quiacutemicas
Posee baja polaridad No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
Aplicaciones
Por sus aplicaciones es un buen sustituto del gas obtenido por destilacioacuten seca
de la hulla El principal uso del propano es el aprovechamiento energeacutetico como
combustible en hogares comercios e industrias Con base al punto de ebullicioacuten
maacutes bajo que el butano y el mayor valor energeacutetico por gramo a veces se mezcla
con eacuteste o se utiliza propano en vez de butano En la industria quiacutemica es uno de
los productos de partida en la siacutentesis del propeno Es usado para la siacutentesis de
productos quiacutemicos petroquiacutemicos o plaacutestico (PVC Polietileno polipropileno
etc) Ademaacutes se utiliza como gas refrigerante (R290) o como gas propulsor en
aerosoles
No suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje No es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya
que por su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las
conducciones De hecho se eliminan los restos de butano y propano del gas
natural por este motivo
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
36
Figura 13 Esquema de distribucioacuten del Propileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
37
313 Butano
El butano (del aacutecido butiacuterico y eacuteste del latiacuten butyrum manteca y del sufijo -
ano) tambieacuten llamado n-butano es un hidrocarburo saturado parafiacutenico o
alifaacutetico inflamable gaseoso que se licuacutea a presioacuten atmosfeacuterica a -05 degC formado
por cuatro aacutetomos de carbono y por diez de hidroacutegeno cuya foacutermula quiacutemica es
C4H10 Tambieacuten puede denominarse con el mismo nombre a un isoacutemero de eacuteste
gas el isobutano o metilpropano
Los aacutetomos de carbono se encuentran unidos formando una cadena abierta
En el n-butano (normal) la cadena es continua y sin ramificaciones mientras que
en el i-butano (iso) o metilpropano uno de los aacutetomos de carbono forma una
ramificacioacuten lateral Esta diferencia de estructura es la causa de las distintas
propiedades que presentan
Como es un gas incoloro e inodoro en su elaboracioacuten se le antildeade un
odorizante (generalmente un mercaptano) que le confiere olor desagradable Esto
le permite ser detectado en una fuga porque es altamente volaacutetil y puede provocar
una explosioacuten
En caso de extincioacuten de un fuego por gas butano se emplea dioacutexido de
carbono (CO2) polvo quiacutemico o niebla de agua para enfriar y dispersar vapores El
butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 14 Formula Estructural del Butano
El butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
Propiedades Fiacutesicas
- Estado de agregacioacuten Gas
- Apariencia Incoloro
- Densidad 252 kgm3 000252 gcm3
- Masa 5808 u
- Punto de fusioacuten 1349 K (minus1383 degC)
- Punto de ebullicioacuten 2727 K (-05 degC)
- Punto de descomposicioacuten K (-27315 degC)
- Temperatura criacutetica K (-27315 degC)
Propiedades Quiacutemicas
- Solubilidad en agua 61 g100 ml H2O
- KPS nd
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
39
Aplicaciones
La principal aplicacioacuten del gas butano es la de combustible en hogares para la
cocina y agua caliente el gas butano no suele usarse en sistemas de calefaccioacuten
ya que no suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje es un gas un tanto inestable desde el punto de vista de la
licuefaccioacuten por ello la normativa espantildeola el Real Decreto 9192006 no permite
el tener mas de dos bombonas de gas butano en el interior de locales que tengan
aparatos a gas uno en reserva y uno en descarga ademaacutes de esto tampoco esta
permitido el almacenamiento en posicioacuten horizontal por esto cuando se ven
almacenes de envases GLP (bombonas de gas butano) estaacuten estos colocados en
estructuras metaacutelicas tipo estanteriacutea y siempre estaacuten en posicioacuten vertical asiacute
mismo como los camiones de transporte o distribucioacuten de gas butano
El gas butano no es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya que por
su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las conducciones y
esto provocar graves accidentes De hecho se eliminan los restos de butano y
propano del gas natural por este motivo creando un gas mucho maacutes estable para
su transporte por gaseoductos nos referimos al gas natural
Figura 15 Bombonas de Gas Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
40
El iso- butano tiene su uso principal para alquilato y MTBE componentes
clave en la produccioacuten de gasolinas El eacuteter metil tert-butiacutelico metil tert-butil
eacuteter metil terc-butil eacuteter o por sus siglas MTBE es un liacutequido inflamable de olor
caracteriacutestico desagradable Se fabrica combinando sustancias quiacutemicas como
isobutileno y metanol y se ha usado desde los antildeos 1980 como aditivo para
incrementar el octanaje de la gasolina sin plomo
El MTBE se usa tambieacuten para disolver caacutelculos biliares En estos pacientes
el MTBE se hace llegar directamente a los caacutelculos a traveacutes de tubos especiales
insertados por medio de cirugiacutea
El n - butano provee volatilidad en gasolinas Gas combustible (solo o
mezclado con propano) Plantas de butadieno (cuero sinteacutetico) y olefinas
314 Gasolina Natural
Producto resultante del procesamiento de gas natural Compuesta
baacutesicamente por pentano hexano y heptano Los meacutetodos utilizados para su
elaboracioacuten son la absorcioacuten con aceite pesado la absorcioacuten con carboacuten vegetal
compresioacuten y refinacioacuten Se utiliza para la mezcla con gasolina que se produce en
las refineriacuteas o con el petroacuteleo para mejorar la densidad de ese producto y
aumentar su valor comercial
32 Liacutequidos de Gas Natural (LGN)
Los liacutequidos del gas natural (LGN) formados por etano propano butano y
otros componentes hidrocarburos maacutes pesados son utilizados en el mercado
interno como combustible y materia prima (industria petroquiacutemica entre ellas)
Entre los clientes nacionales de la industria del LGN se encuentran mercado
interno de propano Pequiven Refineriacutea de Puerto La Cruz Refineriacutea El Palito las
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
41
plantas de Carenero Guamache Punta Cardoacuten y Super Octanos asiacute como el
mercado domeacutestico en especial las zonas populares
Por otro lado 31 de la produccioacuten de este hidrocarburo abastece los
mercados internacionales Cuba paiacuteses del CARICOM EE UU Meacutexico Chile
Brasil Curazao Puerto Rico y Europa La capacidad total de procesamiento de
LGN en el paiacutes es de 2660 MMPCD estimaacutendose la demanda para el antildeo 2005
en 14 millones de kg (35 MBD) siendo el consumo promedio 36 kgpersona
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)
Infraestructura de LGN
3 plantas de fraccionamiento Joseacute Uleacute y Bajo Grande
3 plantas de extraccioacuten San Joaquiacuten Santa Baacuterbara y Jusepiacuten
3 muelles de embarque Joseacute La Salinas y Bajo Grande
Existen 85 plantas de llenado que cubren casi todo el paiacutes y que surten a
230 empresas privadas distribuidoras y comercializadoras de gas
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
42
321 Almacenamiento de GNL
El GNL se almacena a -161 degC y a presioacuten atmosfeacuterica en tanques
criogeacutenicos especiales para baja temperatura El tiacutepico tanque de GNL tiene doble
pared una pared externa de hormigoacuten armado recubierto con acero al carbono y
una pared interna de acero niquelado al 9 La seguridad y la resistencia son las
consideraciones de disentildeo primarias al construir estos tanques los cuales se
disentildean para soportar terremotos y fuertes vientos
A presioacuten se almacenan los productos a la presioacuten de vapor a la
temperatura ambiente
Refrigerado se mantienen los productos a la temperatura de burbuja a
presioacuten cerca de la atmosfeacuterica (05 ndash 2 psig)
Refrigerado y a presioacuten
322 Transporte de GNL
El GNL se transporta a presioacuten atmosfeacuterica en buques especialmente
construidos con casco doble El sistema de contencioacuten de carga se disentildea y
construye utilizando materiales especiales para el aislamiento y tanque para
asegurar el transporte seguro de esta carga criogeacutenica
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
43
El GNL en los tanques de carga del buque se mantiene a su temperatura de
saturacioacuten (-161 degC) a lo largo de toda la navegacioacuten pero se permite que una
pequentildea cantidad de vapor se disipe por ebullicioacuten en un proceso que se
denomina autorrefrigeracioacuten El gas evaporado se utiliza para impulsar los
motores del buque
Figura 17 Transporte de GNL
Aproximadamente 40 de los buques de GNL actualmente en servicio
cuentan con sistemas de contencioacuten de carga del tipo de membrana de modo que
tienen un aspecto muy similar al de otros cargueros El resto de los buques tienen
un sistema de contencioacuten de carga maacutes particular que incluye cuatro o maacutes
tanques esfeacutericos grandes Ambos tipos de sistema de contencioacuten poseen
antecedentes de operacioacuten extremadamente seguros y confiables
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
44
Datos sobre buques
- Actualmente se encuentran en servicio maacutes de 120 buques de GNL
- El transporte de GNL por buque tiene antecedentes de seguridad
ejemplares
- Liacutemites de capacidad de carga 19000 m3 a 138000 m3
- Esloras 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft)
- Calados 65 m (12 ft) a 12 m (39 ft)
La flota de buques estaacute desarrollaacutendose raacutepidamente con maacutes de 100 buques
pedidos a los astilleros y que entraraacuten en servicio en los proacuteximos antildeos Tambieacuten
estaacuten naciendo proyectos alternativos para el transporte de GNL en pequentildeas
cantidades bien sea en camiones o en barcos mucho menores que los actuales
323 Regasificacioacuten de GNL
Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificacioacuten
en la zona de mercado el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de
almacenamiento Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal
de licuefaccioacuten Generalmente la descarga de un buque requiere unas 12 horas
Luego el GNL vuelve a su estado gaseoso original Para ello se bombea desde
los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las
condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los
usuarios finales ubicados corriente abajo de la tuberiacutea Posteriormente el gas se
distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
45
Otra modalidad de distribucioacuten consiste en el transporte de GNL a bordo de
cisternas especialmente disentildeadas para su carga desde las plantas
regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros hasta clientes
que disponen de depoacutesitos de GNL que estaacuten disentildeados para almacenar y
regasificar el gas para su uso Esta es la uacutenica modalidad de transporte de GNL
posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional
324 Riesgos de un proyecto de GNL
Debido a que los proyectos de GNL estaacuten basados en contratos de compra y
venta a largo plazo la mayor parte de los riesgos estaacuten basados en la
disponibilidad de gas al proyecto la estabilidad de los paiacuteses donde se ejecuta el
proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del grupo que estaacute ejecutando el
proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr
una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida uacutetil
Las caracteriacutesticas de un buen proyecto de GNL incluyen
Bajos costos de infraestructura y produccioacuten del gas
Bajos costos de transporte del gas y otros productos liacutequidos
Buena estructura del proyecto y de la compantildeiacutea establecida para este
efecto
Ambiente fiscal atractivo
Confianza de los compradores en la estabilidad del proyecto
Seguridad de mercado
Iacutendice del precio del gas con cambios de mercado
Proyecto que sea faacutecilmente financiable
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
46
33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
47
GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
48
GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
49
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
52
BIBLIOGRAFIA
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Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
ENCICLOPEDIA Hispaacutenica (2001) MACROPEDIA VOLUMEN 7 Segunda
Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
ENCICLOPEDIA Encarta (2007) Biblioteca de Consulta
MICROSOFT Internet www googlecom
X
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
15
Figura 2 Imagen Esquematizada de las Ventajas del Gas Natural en el
Ambiente
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
16
En la Extraccioacuten
Por lo que respeta a su extraccioacuten el gas natural tienes dos grandes
ventajas es un combustible muy abundante y sus yacimientos estaacuten repartidos en
un gran nuacutemero de paiacuteses Ello garantiza su suministro y disponibilidad durante
muchos antildeos Por otra parte en su proceso de extraccioacuten se genera menos
contaminacioacuten que en el de otros combustibles foacutesiles
En el transporte y distribucioacuten del Gas
El gas natural llega a las ciudades y fabricas a traveacutes de gasoductos
enterrados sin producir impacto ambiental sobre el paisaje
En la generacioacuten de electricidad
En los paiacuteses mas avanzados el uso del gas natural en las modernas
centrales de ciclo combinado se ha desarrollado ampliamente por sus bajas
emisiones contaminantes Las ventajas ambientales son
Eficiencia energeacutetica en estas centrales el 60 de la energiacutea que se
introduce en el sistema se transforma realmente en energiacutea eleacutectrica En las
centrales teacutermicas tradicionales esta eficiencia es solo de un 37 Tiene
por tanto menos consumo energeacutetico que una central convencional
Menor contaminacioacuten atmosfeacuterica Al usar el gas natural se producen
menos emisiones a la atmosfera de dioacutexido de carbono (reduccioacuten de un
65) de oacutexidos de nitroacutegeno (reduccioacuten de un 70) y de dioacutexido de azufre
(reduccioacuten praacutecticamente del 100) con respecto a las centrales teacutermicas
tradicionales
No se producen residuos ni partiacuteculas solidas en suspensioacuten
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USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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En el consumo domestico
Aplicado a la calefaccioacuten y produccioacuten de agua caliente el gas natural
Emite niveles maacutes bajos de contaminantes a la atmosfera que el carboacuten y
los productos y los productos petroliacuteferos
Entre un 30 y un 40 menos de dioacutexido de carbono que el gasoacuteleo y un
50 menos que el carboacuten
Entre un 40 y un 50 menos de oacutexidos de nitroacutegeno que los otros
combustibles foacutesiles
Elimina praacutecticamente del todo las emisiones de dioacutexido de azufre
En su utilizacioacuten para vehiacuteculos
El gas natural es una alternativa muy utilizada en otros paiacuteses como
carburante para vehiacuteculos de transporte ya que reduce notablemente la
contaminacioacuten atmosfeacuterica en las ciudades Por ello se esta introduciendo en
Espantildea para flotas de autobuses urbanos y vehiacuteculos de recogida de residuos
Las emisiones se encuentran por debajo del 25 de los valores maacuteximos
admitidos por la vigente Directiva Europea
Como fuente de obtencioacuten de hidrogeno
El gas natural es actualmente la principal fuente para la obtencioacuten de
hidrogeno que se utiliza en la nueva tecnologiacutea de las pilas de combustible Esta
tecnologiacutea aparece como una prometedora alternativa para reducir las emisiones
contaminantes en la produccioacuten de electricidad a pequentildea y mediana escala y su
aplicacioacuten es particularmente interesante en vehiacuteculos de transporte
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USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
18
En su uso industrial
La utilizacioacuten del gas natural en los procesos industriales conlleva
importante ventajas ambientales tal como se demuestra en sectores como el
ceraacutemico papelero o sideruacutergico entre muchos otros Algunas de estas ventajas
ambientales son
Disminucioacuten del consumo energeacutetico
Reduccioacuten de las emisiones contaminantes a la atmosfera que pueden
superar el 50 en algunos procesos
Eliminacioacuten de las partiacuteculas en suspensioacuten en los gases de combustioacuten
En los procesos de cogeneracioacuten
El gas natural se utiliza en la cogeneracioacuten que es la produccioacuten
simultaacutenea de electricidad y calor generado por un mismo equipo Las ventajas
ambientales de la cogeneracioacuten son
Disminucioacuten del consumo de energiacutea
Reduccioacuten de hasta un 60 de las emisiones de dioacutexido de carbono De
hasta un 70 de los oacutexidos de nitroacutegeno y praacutectica eliminacioacuten del dioacutexido
de azufre y de las partiacuteculas solidad en suspensioacuten
Para entender mejor sobre las emisiones producidas por los combustibles
se presenta lo siguiente
7
8
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
19
Tabla 2 Cuadro comparativo de las emisiones producidas por los
combustibles
142 Ventajas Econoacutemicas
El gas natural es el combustible de menor precio y permite obtener
importantes ahorros en relacioacuten con otros combustibles
1421 Precios equivalentes de los combustibles
Tabla 3 Precios equivalentes de los combustibles
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
20
143 Ventajas Operacionales
El gas natural estaacute disponible en forma continua no requiere tanques de
almacenamiento disminuyendo los riesgos que ello implica y tambieacuten los
costos financieros
No requiere preparacioacuten previa a su utilizacioacuten como por ejemplo
calentarlo pulverizarlo o bombearlo como ocurre con el petroacuteleo o el
carboacuten
Los equipos y quemadores de gas natural son faacuteciles de limpiar y
conservar
La combustioacuten del gas natural puede finalizar instantaacuteneamente tan pronto
como cese la demanda de calor de los aparatos que lo utilizan lo cual es
muy adecuado para cargas variables e intermitentes
La regulacioacuten automaacutetica es sencilla y de gran precisioacuten manteniendo
constante la temperatura o la presioacuten al variar la carga
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
21
El rendimiento del gas natural en la combustioacuten es superior al de otros
combustibles
15 Procesamiento del Gas Natural
Acondicionamiento del gas natural Consiste en la eliminacioacuten de las
impurezas azufre agua CO2 y otras que no tienen valor comercial
Separacioacuten de componentes del gas natural Mediante este proceso el
gas se separa en
- Gas natural seco (metano y etano) que se transporta por gasoductos
hasta los centros de consumo
- Liacutequidos de gas natural (LGN) constituido por propano butanos
pentanos e hidrocarburos maacutes pesados que se transportan por
poliductos hasta una planta de fraccionamiento
Fraccionamiento de componentes del LGN Viene a ser la separacioacuten
de los liacutequidos de gas natural en
- Propano butano (GLP)
- Gasolina natural (pentanos e hidrocarburos maacutes pesados)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
22
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
23
Figura 3 Procesos del Gas Natural
2 Fraccionamiento del Gas Natural
Es un proceso que consiste en separar los liacutequidos del gas natural (LGN) en
gas licuado de petroacuteleo (GLP) y gasolina natural Los Liacutequidos del Gas Natural
(LGN) se enviacutean a las plantas de fraccionamiento donde se obtiene por separado
etano propano butano normal e iso-butano gasolina natural y nafta residual que
se almacenan en forma refrigerada y presurizada en recipientes esfeacutericos
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
24
Figura 4 Algunas Torres de Fraccionamiento
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
25
Figura 5 Fraccionamiento
El proceso de fraccionamiento recibe liacutequidos del gas del proceso
criogeacutenico y condensados dulces que pueden provenir de las plantas endulzadora
de liacutequidos o directamente de los campos productores Consiste en varias etapas
de separacioacuten que se logran a traveacutes de la destilacioacuten Con lo anterior se logra la
separacioacuten de cada uno de los productos como se muestra en la figura
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
26
La forma maacutes utilizada para la separacioacuten de los componentes del gas
natural es mediante enfriamiento se utilizan los principios de refrigeracioacuten
mecaacutenica o autorefrigeracion mediante el principio de Joule Thompson (expansioacuten
isentroacutepica o adiabaacutetica) Posteriormente la mezcla liquida es sometida a
fraccionamiento en una columna de platos o empaques
Efecto Joule Thomson
El efecto de Joule-Thomson o efecto Joule-Kelvin es el proceso en el
cual la temperatura de un sistema disminuye o aumenta al permitir que el sistema
se expanda libremente manteniendo la entalpiacutea constante (lo que significa que el
gas no recibe ni transfiere calor y no realiza ninguacuten trabajo)
Fue descrito por James Prescott Joule y William Thomson el primer Baroacuten
Kelvin quienes establecieron el efecto en 1852 modificando un experimento previo
de Joule en el que un gas se expandiacutea manteniendo constante su energiacutea interna
La relacioacuten entre temperatura presioacuten y volumen de un gas se puede describir de
una forma sencilla gracias a las leyes de los gases Cuando el volumen aumenta
durante un proceso irreversible las leyes de los gases no pueden determinar por
si solas queacute ocurre con la temperatura y presioacuten del gas
En general cuando un gas se expande adiabaacuteticamente la temperatura
puede aumentar o disminuir dependiendo de la presioacuten y temperatura inicial Para
una presioacuten constante (fijada previamente) un gas tendraacute una temperatura de
inversioacuten de Joule-Thompson (Kelvin) sobre la cual al expandirse el gas causa
un aumento de temperatura y por debajo la expansioacuten del gas causa un
enfriamiento En la mayoriacutea de los gases a presioacuten atmosfeacuterica esta temperatura
es bastante alta mucho mayor que la temperatura ambiental y por ello la mayoriacutea
de los gases se enfriacutean al expandirse
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
27
Figura 6 Expansioacuten Joule Thomson Plantas GNL por Refrigeracioacuten
Hemos visto que cuando un gas sufre una expansioacuten a traveacutes de un
obstaacuteculo o estrangulamiento a presiones y temperaturas adecuadas se produce
una disminucioacuten de su temperatura Como se cumple que cuanto maacutes baja es la
temperatura el teacutermino es de mayor valor absoluto y negativo el
coeficiente de Joule-Thomson tendraacute los valores positivos maacutes altos a
temperatura bajas Como consecuencia de ello el enfriamiento por efecto de
Joule-Thomson seraacute mas pronunciado a temperaturas bajas y presiones bajas
El cientiacutefico ingleacutes llamado John Dalton afirmoacute que la presioacuten total de una
mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los
componentes Esta afirmacioacuten ahora es conocida como la ley de presiones
parciales de Dalton la cual nos permite calcular el volumen maacuteximo de vapor de
agua que el gas natural puede contener a una temperatura y presioacuten dada
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
28
La temperatura del gas y las presiones son los factores maacutes importantes en
el disentildeo de un sistema de deshidratacioacuten del gas Sin eacutesta informacioacuten baacutesica el
tamantildeo de un deshidratador adecuado es imposible
La expansioacuten Joule-Thomson utiliza caiacutedas de temperatura para remover
agua condensada y asiacute deshidratar el gas natural En algunos casos el glicol
podriacutea ser inyectado al intercambiador de calor para obtener temperaturas maacutes
bajas antes de la expansioacuten que ocurre en un separador de bajas temperaturas
En esta expansioacuten el gas pasa primero por un intercambiador de calor para
recibir un pre-enfriamiento y posteriormente a traveacutes de una vaacutelvula de expansioacuten
o estrangulador Esta expansioacuten es un proceso isoentaacutelpico donde la caiacuteda de
presioacuten genera una disminucioacuten de temperatura la cual provoca una separacioacuten
de los liacutequidos condensables Generalmente en este tipo de proceso el gas debe
comprimirse para alcanzar la presioacuten requerida para su transporte
Figura 7 Esquema de Proceso de Enfriamiento de Gas Natural mediante
Expansioacuten con Vaacutelvula (efecto de Joule-Thompson)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
29
Figura 8 Refrigeracioacuten por Joule- Thomson
3 Uso de los Productos del proceso de Fraccionamiento
Luego del tratamiento se somete al gas natural a los procesos de extraccioacuten y
Fraccionamiento para separar sus componentes y disponer de gas metano para
su transportacioacuten y distribucioacuten bajo las normas de calidad establecidas Los
componentes separados en este proceso como son el etano propano butano y
pentano se utilizaraacuten posteriormente de manera individual como productos
cotizados en el mercado
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
30
Figura 9 Esquema de los productos del Gas Natural
31 Productos claves del proceso de Fraccionamiento
311 Etano
El etano ( de eacuteter y el sufijo -ano) es un hidrocarburo alifaacutetico alcano con dos
aacutetomos de carbono de foacutermula C2H6 A condiciones normales es gaseoso y un
excelente combustible Su punto de ebullicioacuten estaacute en -88 degC
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
31
Figura 10 Formula Estructural del Etano
El etano se encuentra en cantidad apreciable en el gas natural y constituye el
primer homoacutelogo del metano Los meacutetodos empleados para su obtencioacuten asiacute
como sus propiedades son muy semejantes a las del metano Aunque el etano
tiene poca importancia praacutectica su foacutermula presenta nuevos aspectos que son
muy interesantes
Propiedades Fiacutesicas
Se encuentra en estado gaseoso a temperatura ambiente Presenta un iacutendice
de octanaje superior al de la gasolina y tiene una presioacuten de vapor inferior
resultando en menores emisiones evaporativas La combustioacuten en el aire es
inferior a la de la gasolina lo que reduce el nuacutemero y la importancia de los
incendios en los vehiacuteculos Su punto de fusioacuten es -1833deg y su punto de ebullicioacuten
es de -886 deg C
Propiedades Quiacutemicas
Su estructura es uacutenica ya que existe una sola manera de unir los aacutetomos de
carbono en estas moleacuteculas No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
32
Aplicaciones
El etano se puede utilizar de dos maneras
Como mezcla con la gasolina con el objetivo de un aumento del octanaje de
la gasolina
Como etano puro compuesto de etano hidratado a 955 GL
Es un excelente combustible automotriz El etano anhidro tiene un poder
caloriacutefero inferior y superior de 212 y 234 mega joule por litro respectivamente
contra 301 y 349 mega joule por litro de gasolina En Brasil las propiedades del
etano (como combustible) llevaron al desarrollo de motores a alcohol y motores
para la mezcla alcohol gasolina Hasta 1988 los avances se realizaron por la
industria automoviliacutestica (GM Ford Volkswagen Fiat) para sistemas carburados
actualmente se encuentran disponibles para todos los motores con sistemas a
inyeccioacuten electroacutenica
Existen varias formas para obtener olefinas pero nosotros nos vamos a centrar
en la produccioacuten de Etileno y Propileno a partir del gas natural o Propano y Etano
esta misma materia prima es la que se usa en la Planta de Olefinas del Complejo
Petroquiacutemico El Tablazo ubicado en los Puertos de Altagracia Estado Zulia
Venezuela (Pequiven SA)
Estaacute la alimentacioacuten de materia prima que es el propano y etano a un 95 y
955 de pureza respectivamente esto ocurre de forma liquida a una presioacuten de
176 kgcm2 y 38 ordmC Este gas pasa por una seccioacuten de hornos en total hay 9
hornos en los cuales hay 7 hornos con celdas simples y 2 con celdas dobles
cada celda con la misma capacidad que la otra En estas celdas se va a realizar la
pirolisis con una mezcla de vapor de agua con los hidrocarburos con una relacioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
33
de 03 kg de vapor de agua sobre kg de hidrocarburo la pirolisis para el Etano
ocurre a 843 ordmC para el etano y de 826 a 843 ordmC para el propano
Figura 11 Esquema de distribucioacuten del Etileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
34
312 Propano
El propano (de abreviacioacuten de propioacutenico mas el sufijo -ano) es un gas
incoloro e inodoro Pertenece a los hidrocarburos alifaacuteticos (los alcanos) Su
foacutermula quiacutemica C3H8
Figura 12 Formula Estructural del Propano
El propano se suele obtener del gas natural o de los gases de los procesos
de cracking producidos en las instalaciones petroquiacutemicas Se obtiene en
yacimientos subterraacuteneos de petroacuteleo Una vez extraiacutedo el crudo se procede a un
tratamiento de refino para obtener los distintos productos que provienen de este
aceite entre ellos el gas propano
Propiedades Fiacutesicas
Hidrocarburo gaseoso incoloro y combustible que se halla en el petroacuteleo
americano Tiene 3 aacutetomos de Carbono su punto de fusioacuten es -18765degC y su
punto de ebullicioacuten es de -421 deg C
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
35
Propiedades Quiacutemicas
Posee baja polaridad No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
Aplicaciones
Por sus aplicaciones es un buen sustituto del gas obtenido por destilacioacuten seca
de la hulla El principal uso del propano es el aprovechamiento energeacutetico como
combustible en hogares comercios e industrias Con base al punto de ebullicioacuten
maacutes bajo que el butano y el mayor valor energeacutetico por gramo a veces se mezcla
con eacuteste o se utiliza propano en vez de butano En la industria quiacutemica es uno de
los productos de partida en la siacutentesis del propeno Es usado para la siacutentesis de
productos quiacutemicos petroquiacutemicos o plaacutestico (PVC Polietileno polipropileno
etc) Ademaacutes se utiliza como gas refrigerante (R290) o como gas propulsor en
aerosoles
No suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje No es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya
que por su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las
conducciones De hecho se eliminan los restos de butano y propano del gas
natural por este motivo
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
36
Figura 13 Esquema de distribucioacuten del Propileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
37
313 Butano
El butano (del aacutecido butiacuterico y eacuteste del latiacuten butyrum manteca y del sufijo -
ano) tambieacuten llamado n-butano es un hidrocarburo saturado parafiacutenico o
alifaacutetico inflamable gaseoso que se licuacutea a presioacuten atmosfeacuterica a -05 degC formado
por cuatro aacutetomos de carbono y por diez de hidroacutegeno cuya foacutermula quiacutemica es
C4H10 Tambieacuten puede denominarse con el mismo nombre a un isoacutemero de eacuteste
gas el isobutano o metilpropano
Los aacutetomos de carbono se encuentran unidos formando una cadena abierta
En el n-butano (normal) la cadena es continua y sin ramificaciones mientras que
en el i-butano (iso) o metilpropano uno de los aacutetomos de carbono forma una
ramificacioacuten lateral Esta diferencia de estructura es la causa de las distintas
propiedades que presentan
Como es un gas incoloro e inodoro en su elaboracioacuten se le antildeade un
odorizante (generalmente un mercaptano) que le confiere olor desagradable Esto
le permite ser detectado en una fuga porque es altamente volaacutetil y puede provocar
una explosioacuten
En caso de extincioacuten de un fuego por gas butano se emplea dioacutexido de
carbono (CO2) polvo quiacutemico o niebla de agua para enfriar y dispersar vapores El
butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
38
Figura 14 Formula Estructural del Butano
El butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
Propiedades Fiacutesicas
- Estado de agregacioacuten Gas
- Apariencia Incoloro
- Densidad 252 kgm3 000252 gcm3
- Masa 5808 u
- Punto de fusioacuten 1349 K (minus1383 degC)
- Punto de ebullicioacuten 2727 K (-05 degC)
- Punto de descomposicioacuten K (-27315 degC)
- Temperatura criacutetica K (-27315 degC)
Propiedades Quiacutemicas
- Solubilidad en agua 61 g100 ml H2O
- KPS nd
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
39
Aplicaciones
La principal aplicacioacuten del gas butano es la de combustible en hogares para la
cocina y agua caliente el gas butano no suele usarse en sistemas de calefaccioacuten
ya que no suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje es un gas un tanto inestable desde el punto de vista de la
licuefaccioacuten por ello la normativa espantildeola el Real Decreto 9192006 no permite
el tener mas de dos bombonas de gas butano en el interior de locales que tengan
aparatos a gas uno en reserva y uno en descarga ademaacutes de esto tampoco esta
permitido el almacenamiento en posicioacuten horizontal por esto cuando se ven
almacenes de envases GLP (bombonas de gas butano) estaacuten estos colocados en
estructuras metaacutelicas tipo estanteriacutea y siempre estaacuten en posicioacuten vertical asiacute
mismo como los camiones de transporte o distribucioacuten de gas butano
El gas butano no es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya que por
su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las conducciones y
esto provocar graves accidentes De hecho se eliminan los restos de butano y
propano del gas natural por este motivo creando un gas mucho maacutes estable para
su transporte por gaseoductos nos referimos al gas natural
Figura 15 Bombonas de Gas Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
40
El iso- butano tiene su uso principal para alquilato y MTBE componentes
clave en la produccioacuten de gasolinas El eacuteter metil tert-butiacutelico metil tert-butil
eacuteter metil terc-butil eacuteter o por sus siglas MTBE es un liacutequido inflamable de olor
caracteriacutestico desagradable Se fabrica combinando sustancias quiacutemicas como
isobutileno y metanol y se ha usado desde los antildeos 1980 como aditivo para
incrementar el octanaje de la gasolina sin plomo
El MTBE se usa tambieacuten para disolver caacutelculos biliares En estos pacientes
el MTBE se hace llegar directamente a los caacutelculos a traveacutes de tubos especiales
insertados por medio de cirugiacutea
El n - butano provee volatilidad en gasolinas Gas combustible (solo o
mezclado con propano) Plantas de butadieno (cuero sinteacutetico) y olefinas
314 Gasolina Natural
Producto resultante del procesamiento de gas natural Compuesta
baacutesicamente por pentano hexano y heptano Los meacutetodos utilizados para su
elaboracioacuten son la absorcioacuten con aceite pesado la absorcioacuten con carboacuten vegetal
compresioacuten y refinacioacuten Se utiliza para la mezcla con gasolina que se produce en
las refineriacuteas o con el petroacuteleo para mejorar la densidad de ese producto y
aumentar su valor comercial
32 Liacutequidos de Gas Natural (LGN)
Los liacutequidos del gas natural (LGN) formados por etano propano butano y
otros componentes hidrocarburos maacutes pesados son utilizados en el mercado
interno como combustible y materia prima (industria petroquiacutemica entre ellas)
Entre los clientes nacionales de la industria del LGN se encuentran mercado
interno de propano Pequiven Refineriacutea de Puerto La Cruz Refineriacutea El Palito las
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
41
plantas de Carenero Guamache Punta Cardoacuten y Super Octanos asiacute como el
mercado domeacutestico en especial las zonas populares
Por otro lado 31 de la produccioacuten de este hidrocarburo abastece los
mercados internacionales Cuba paiacuteses del CARICOM EE UU Meacutexico Chile
Brasil Curazao Puerto Rico y Europa La capacidad total de procesamiento de
LGN en el paiacutes es de 2660 MMPCD estimaacutendose la demanda para el antildeo 2005
en 14 millones de kg (35 MBD) siendo el consumo promedio 36 kgpersona
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)
Infraestructura de LGN
3 plantas de fraccionamiento Joseacute Uleacute y Bajo Grande
3 plantas de extraccioacuten San Joaquiacuten Santa Baacuterbara y Jusepiacuten
3 muelles de embarque Joseacute La Salinas y Bajo Grande
Existen 85 plantas de llenado que cubren casi todo el paiacutes y que surten a
230 empresas privadas distribuidoras y comercializadoras de gas
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
42
321 Almacenamiento de GNL
El GNL se almacena a -161 degC y a presioacuten atmosfeacuterica en tanques
criogeacutenicos especiales para baja temperatura El tiacutepico tanque de GNL tiene doble
pared una pared externa de hormigoacuten armado recubierto con acero al carbono y
una pared interna de acero niquelado al 9 La seguridad y la resistencia son las
consideraciones de disentildeo primarias al construir estos tanques los cuales se
disentildean para soportar terremotos y fuertes vientos
A presioacuten se almacenan los productos a la presioacuten de vapor a la
temperatura ambiente
Refrigerado se mantienen los productos a la temperatura de burbuja a
presioacuten cerca de la atmosfeacuterica (05 ndash 2 psig)
Refrigerado y a presioacuten
322 Transporte de GNL
El GNL se transporta a presioacuten atmosfeacuterica en buques especialmente
construidos con casco doble El sistema de contencioacuten de carga se disentildea y
construye utilizando materiales especiales para el aislamiento y tanque para
asegurar el transporte seguro de esta carga criogeacutenica
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
43
El GNL en los tanques de carga del buque se mantiene a su temperatura de
saturacioacuten (-161 degC) a lo largo de toda la navegacioacuten pero se permite que una
pequentildea cantidad de vapor se disipe por ebullicioacuten en un proceso que se
denomina autorrefrigeracioacuten El gas evaporado se utiliza para impulsar los
motores del buque
Figura 17 Transporte de GNL
Aproximadamente 40 de los buques de GNL actualmente en servicio
cuentan con sistemas de contencioacuten de carga del tipo de membrana de modo que
tienen un aspecto muy similar al de otros cargueros El resto de los buques tienen
un sistema de contencioacuten de carga maacutes particular que incluye cuatro o maacutes
tanques esfeacutericos grandes Ambos tipos de sistema de contencioacuten poseen
antecedentes de operacioacuten extremadamente seguros y confiables
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
44
Datos sobre buques
- Actualmente se encuentran en servicio maacutes de 120 buques de GNL
- El transporte de GNL por buque tiene antecedentes de seguridad
ejemplares
- Liacutemites de capacidad de carga 19000 m3 a 138000 m3
- Esloras 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft)
- Calados 65 m (12 ft) a 12 m (39 ft)
La flota de buques estaacute desarrollaacutendose raacutepidamente con maacutes de 100 buques
pedidos a los astilleros y que entraraacuten en servicio en los proacuteximos antildeos Tambieacuten
estaacuten naciendo proyectos alternativos para el transporte de GNL en pequentildeas
cantidades bien sea en camiones o en barcos mucho menores que los actuales
323 Regasificacioacuten de GNL
Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificacioacuten
en la zona de mercado el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de
almacenamiento Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal
de licuefaccioacuten Generalmente la descarga de un buque requiere unas 12 horas
Luego el GNL vuelve a su estado gaseoso original Para ello se bombea desde
los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las
condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los
usuarios finales ubicados corriente abajo de la tuberiacutea Posteriormente el gas se
distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
45
Otra modalidad de distribucioacuten consiste en el transporte de GNL a bordo de
cisternas especialmente disentildeadas para su carga desde las plantas
regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros hasta clientes
que disponen de depoacutesitos de GNL que estaacuten disentildeados para almacenar y
regasificar el gas para su uso Esta es la uacutenica modalidad de transporte de GNL
posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional
324 Riesgos de un proyecto de GNL
Debido a que los proyectos de GNL estaacuten basados en contratos de compra y
venta a largo plazo la mayor parte de los riesgos estaacuten basados en la
disponibilidad de gas al proyecto la estabilidad de los paiacuteses donde se ejecuta el
proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del grupo que estaacute ejecutando el
proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr
una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida uacutetil
Las caracteriacutesticas de un buen proyecto de GNL incluyen
Bajos costos de infraestructura y produccioacuten del gas
Bajos costos de transporte del gas y otros productos liacutequidos
Buena estructura del proyecto y de la compantildeiacutea establecida para este
efecto
Ambiente fiscal atractivo
Confianza de los compradores en la estabilidad del proyecto
Seguridad de mercado
Iacutendice del precio del gas con cambios de mercado
Proyecto que sea faacutecilmente financiable
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
46
33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
47
GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
48
GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
49
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
52
BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
ENCICLOPEDIA Hispaacutenica (2001) MACROPEDIA VOLUMEN 7 Segunda
Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
ENCICLOPEDIA Encarta (2007) Biblioteca de Consulta
MICROSOFT Internet www googlecom
X
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
16
En la Extraccioacuten
Por lo que respeta a su extraccioacuten el gas natural tienes dos grandes
ventajas es un combustible muy abundante y sus yacimientos estaacuten repartidos en
un gran nuacutemero de paiacuteses Ello garantiza su suministro y disponibilidad durante
muchos antildeos Por otra parte en su proceso de extraccioacuten se genera menos
contaminacioacuten que en el de otros combustibles foacutesiles
En el transporte y distribucioacuten del Gas
El gas natural llega a las ciudades y fabricas a traveacutes de gasoductos
enterrados sin producir impacto ambiental sobre el paisaje
En la generacioacuten de electricidad
En los paiacuteses mas avanzados el uso del gas natural en las modernas
centrales de ciclo combinado se ha desarrollado ampliamente por sus bajas
emisiones contaminantes Las ventajas ambientales son
Eficiencia energeacutetica en estas centrales el 60 de la energiacutea que se
introduce en el sistema se transforma realmente en energiacutea eleacutectrica En las
centrales teacutermicas tradicionales esta eficiencia es solo de un 37 Tiene
por tanto menos consumo energeacutetico que una central convencional
Menor contaminacioacuten atmosfeacuterica Al usar el gas natural se producen
menos emisiones a la atmosfera de dioacutexido de carbono (reduccioacuten de un
65) de oacutexidos de nitroacutegeno (reduccioacuten de un 70) y de dioacutexido de azufre
(reduccioacuten praacutecticamente del 100) con respecto a las centrales teacutermicas
tradicionales
No se producen residuos ni partiacuteculas solidas en suspensioacuten
1
2
3
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
17
En el consumo domestico
Aplicado a la calefaccioacuten y produccioacuten de agua caliente el gas natural
Emite niveles maacutes bajos de contaminantes a la atmosfera que el carboacuten y
los productos y los productos petroliacuteferos
Entre un 30 y un 40 menos de dioacutexido de carbono que el gasoacuteleo y un
50 menos que el carboacuten
Entre un 40 y un 50 menos de oacutexidos de nitroacutegeno que los otros
combustibles foacutesiles
Elimina praacutecticamente del todo las emisiones de dioacutexido de azufre
En su utilizacioacuten para vehiacuteculos
El gas natural es una alternativa muy utilizada en otros paiacuteses como
carburante para vehiacuteculos de transporte ya que reduce notablemente la
contaminacioacuten atmosfeacuterica en las ciudades Por ello se esta introduciendo en
Espantildea para flotas de autobuses urbanos y vehiacuteculos de recogida de residuos
Las emisiones se encuentran por debajo del 25 de los valores maacuteximos
admitidos por la vigente Directiva Europea
Como fuente de obtencioacuten de hidrogeno
El gas natural es actualmente la principal fuente para la obtencioacuten de
hidrogeno que se utiliza en la nueva tecnologiacutea de las pilas de combustible Esta
tecnologiacutea aparece como una prometedora alternativa para reducir las emisiones
contaminantes en la produccioacuten de electricidad a pequentildea y mediana escala y su
aplicacioacuten es particularmente interesante en vehiacuteculos de transporte
4
5
6
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
18
En su uso industrial
La utilizacioacuten del gas natural en los procesos industriales conlleva
importante ventajas ambientales tal como se demuestra en sectores como el
ceraacutemico papelero o sideruacutergico entre muchos otros Algunas de estas ventajas
ambientales son
Disminucioacuten del consumo energeacutetico
Reduccioacuten de las emisiones contaminantes a la atmosfera que pueden
superar el 50 en algunos procesos
Eliminacioacuten de las partiacuteculas en suspensioacuten en los gases de combustioacuten
En los procesos de cogeneracioacuten
El gas natural se utiliza en la cogeneracioacuten que es la produccioacuten
simultaacutenea de electricidad y calor generado por un mismo equipo Las ventajas
ambientales de la cogeneracioacuten son
Disminucioacuten del consumo de energiacutea
Reduccioacuten de hasta un 60 de las emisiones de dioacutexido de carbono De
hasta un 70 de los oacutexidos de nitroacutegeno y praacutectica eliminacioacuten del dioacutexido
de azufre y de las partiacuteculas solidad en suspensioacuten
Para entender mejor sobre las emisiones producidas por los combustibles
se presenta lo siguiente
7
8
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
19
Tabla 2 Cuadro comparativo de las emisiones producidas por los
combustibles
142 Ventajas Econoacutemicas
El gas natural es el combustible de menor precio y permite obtener
importantes ahorros en relacioacuten con otros combustibles
1421 Precios equivalentes de los combustibles
Tabla 3 Precios equivalentes de los combustibles
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
20
143 Ventajas Operacionales
El gas natural estaacute disponible en forma continua no requiere tanques de
almacenamiento disminuyendo los riesgos que ello implica y tambieacuten los
costos financieros
No requiere preparacioacuten previa a su utilizacioacuten como por ejemplo
calentarlo pulverizarlo o bombearlo como ocurre con el petroacuteleo o el
carboacuten
Los equipos y quemadores de gas natural son faacuteciles de limpiar y
conservar
La combustioacuten del gas natural puede finalizar instantaacuteneamente tan pronto
como cese la demanda de calor de los aparatos que lo utilizan lo cual es
muy adecuado para cargas variables e intermitentes
La regulacioacuten automaacutetica es sencilla y de gran precisioacuten manteniendo
constante la temperatura o la presioacuten al variar la carga
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
21
El rendimiento del gas natural en la combustioacuten es superior al de otros
combustibles
15 Procesamiento del Gas Natural
Acondicionamiento del gas natural Consiste en la eliminacioacuten de las
impurezas azufre agua CO2 y otras que no tienen valor comercial
Separacioacuten de componentes del gas natural Mediante este proceso el
gas se separa en
- Gas natural seco (metano y etano) que se transporta por gasoductos
hasta los centros de consumo
- Liacutequidos de gas natural (LGN) constituido por propano butanos
pentanos e hidrocarburos maacutes pesados que se transportan por
poliductos hasta una planta de fraccionamiento
Fraccionamiento de componentes del LGN Viene a ser la separacioacuten
de los liacutequidos de gas natural en
- Propano butano (GLP)
- Gasolina natural (pentanos e hidrocarburos maacutes pesados)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
22
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
23
Figura 3 Procesos del Gas Natural
2 Fraccionamiento del Gas Natural
Es un proceso que consiste en separar los liacutequidos del gas natural (LGN) en
gas licuado de petroacuteleo (GLP) y gasolina natural Los Liacutequidos del Gas Natural
(LGN) se enviacutean a las plantas de fraccionamiento donde se obtiene por separado
etano propano butano normal e iso-butano gasolina natural y nafta residual que
se almacenan en forma refrigerada y presurizada en recipientes esfeacutericos
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
24
Figura 4 Algunas Torres de Fraccionamiento
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
25
Figura 5 Fraccionamiento
El proceso de fraccionamiento recibe liacutequidos del gas del proceso
criogeacutenico y condensados dulces que pueden provenir de las plantas endulzadora
de liacutequidos o directamente de los campos productores Consiste en varias etapas
de separacioacuten que se logran a traveacutes de la destilacioacuten Con lo anterior se logra la
separacioacuten de cada uno de los productos como se muestra en la figura
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
26
La forma maacutes utilizada para la separacioacuten de los componentes del gas
natural es mediante enfriamiento se utilizan los principios de refrigeracioacuten
mecaacutenica o autorefrigeracion mediante el principio de Joule Thompson (expansioacuten
isentroacutepica o adiabaacutetica) Posteriormente la mezcla liquida es sometida a
fraccionamiento en una columna de platos o empaques
Efecto Joule Thomson
El efecto de Joule-Thomson o efecto Joule-Kelvin es el proceso en el
cual la temperatura de un sistema disminuye o aumenta al permitir que el sistema
se expanda libremente manteniendo la entalpiacutea constante (lo que significa que el
gas no recibe ni transfiere calor y no realiza ninguacuten trabajo)
Fue descrito por James Prescott Joule y William Thomson el primer Baroacuten
Kelvin quienes establecieron el efecto en 1852 modificando un experimento previo
de Joule en el que un gas se expandiacutea manteniendo constante su energiacutea interna
La relacioacuten entre temperatura presioacuten y volumen de un gas se puede describir de
una forma sencilla gracias a las leyes de los gases Cuando el volumen aumenta
durante un proceso irreversible las leyes de los gases no pueden determinar por
si solas queacute ocurre con la temperatura y presioacuten del gas
En general cuando un gas se expande adiabaacuteticamente la temperatura
puede aumentar o disminuir dependiendo de la presioacuten y temperatura inicial Para
una presioacuten constante (fijada previamente) un gas tendraacute una temperatura de
inversioacuten de Joule-Thompson (Kelvin) sobre la cual al expandirse el gas causa
un aumento de temperatura y por debajo la expansioacuten del gas causa un
enfriamiento En la mayoriacutea de los gases a presioacuten atmosfeacuterica esta temperatura
es bastante alta mucho mayor que la temperatura ambiental y por ello la mayoriacutea
de los gases se enfriacutean al expandirse
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
27
Figura 6 Expansioacuten Joule Thomson Plantas GNL por Refrigeracioacuten
Hemos visto que cuando un gas sufre una expansioacuten a traveacutes de un
obstaacuteculo o estrangulamiento a presiones y temperaturas adecuadas se produce
una disminucioacuten de su temperatura Como se cumple que cuanto maacutes baja es la
temperatura el teacutermino es de mayor valor absoluto y negativo el
coeficiente de Joule-Thomson tendraacute los valores positivos maacutes altos a
temperatura bajas Como consecuencia de ello el enfriamiento por efecto de
Joule-Thomson seraacute mas pronunciado a temperaturas bajas y presiones bajas
El cientiacutefico ingleacutes llamado John Dalton afirmoacute que la presioacuten total de una
mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los
componentes Esta afirmacioacuten ahora es conocida como la ley de presiones
parciales de Dalton la cual nos permite calcular el volumen maacuteximo de vapor de
agua que el gas natural puede contener a una temperatura y presioacuten dada
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
28
La temperatura del gas y las presiones son los factores maacutes importantes en
el disentildeo de un sistema de deshidratacioacuten del gas Sin eacutesta informacioacuten baacutesica el
tamantildeo de un deshidratador adecuado es imposible
La expansioacuten Joule-Thomson utiliza caiacutedas de temperatura para remover
agua condensada y asiacute deshidratar el gas natural En algunos casos el glicol
podriacutea ser inyectado al intercambiador de calor para obtener temperaturas maacutes
bajas antes de la expansioacuten que ocurre en un separador de bajas temperaturas
En esta expansioacuten el gas pasa primero por un intercambiador de calor para
recibir un pre-enfriamiento y posteriormente a traveacutes de una vaacutelvula de expansioacuten
o estrangulador Esta expansioacuten es un proceso isoentaacutelpico donde la caiacuteda de
presioacuten genera una disminucioacuten de temperatura la cual provoca una separacioacuten
de los liacutequidos condensables Generalmente en este tipo de proceso el gas debe
comprimirse para alcanzar la presioacuten requerida para su transporte
Figura 7 Esquema de Proceso de Enfriamiento de Gas Natural mediante
Expansioacuten con Vaacutelvula (efecto de Joule-Thompson)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
29
Figura 8 Refrigeracioacuten por Joule- Thomson
3 Uso de los Productos del proceso de Fraccionamiento
Luego del tratamiento se somete al gas natural a los procesos de extraccioacuten y
Fraccionamiento para separar sus componentes y disponer de gas metano para
su transportacioacuten y distribucioacuten bajo las normas de calidad establecidas Los
componentes separados en este proceso como son el etano propano butano y
pentano se utilizaraacuten posteriormente de manera individual como productos
cotizados en el mercado
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
30
Figura 9 Esquema de los productos del Gas Natural
31 Productos claves del proceso de Fraccionamiento
311 Etano
El etano ( de eacuteter y el sufijo -ano) es un hidrocarburo alifaacutetico alcano con dos
aacutetomos de carbono de foacutermula C2H6 A condiciones normales es gaseoso y un
excelente combustible Su punto de ebullicioacuten estaacute en -88 degC
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
31
Figura 10 Formula Estructural del Etano
El etano se encuentra en cantidad apreciable en el gas natural y constituye el
primer homoacutelogo del metano Los meacutetodos empleados para su obtencioacuten asiacute
como sus propiedades son muy semejantes a las del metano Aunque el etano
tiene poca importancia praacutectica su foacutermula presenta nuevos aspectos que son
muy interesantes
Propiedades Fiacutesicas
Se encuentra en estado gaseoso a temperatura ambiente Presenta un iacutendice
de octanaje superior al de la gasolina y tiene una presioacuten de vapor inferior
resultando en menores emisiones evaporativas La combustioacuten en el aire es
inferior a la de la gasolina lo que reduce el nuacutemero y la importancia de los
incendios en los vehiacuteculos Su punto de fusioacuten es -1833deg y su punto de ebullicioacuten
es de -886 deg C
Propiedades Quiacutemicas
Su estructura es uacutenica ya que existe una sola manera de unir los aacutetomos de
carbono en estas moleacuteculas No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
32
Aplicaciones
El etano se puede utilizar de dos maneras
Como mezcla con la gasolina con el objetivo de un aumento del octanaje de
la gasolina
Como etano puro compuesto de etano hidratado a 955 GL
Es un excelente combustible automotriz El etano anhidro tiene un poder
caloriacutefero inferior y superior de 212 y 234 mega joule por litro respectivamente
contra 301 y 349 mega joule por litro de gasolina En Brasil las propiedades del
etano (como combustible) llevaron al desarrollo de motores a alcohol y motores
para la mezcla alcohol gasolina Hasta 1988 los avances se realizaron por la
industria automoviliacutestica (GM Ford Volkswagen Fiat) para sistemas carburados
actualmente se encuentran disponibles para todos los motores con sistemas a
inyeccioacuten electroacutenica
Existen varias formas para obtener olefinas pero nosotros nos vamos a centrar
en la produccioacuten de Etileno y Propileno a partir del gas natural o Propano y Etano
esta misma materia prima es la que se usa en la Planta de Olefinas del Complejo
Petroquiacutemico El Tablazo ubicado en los Puertos de Altagracia Estado Zulia
Venezuela (Pequiven SA)
Estaacute la alimentacioacuten de materia prima que es el propano y etano a un 95 y
955 de pureza respectivamente esto ocurre de forma liquida a una presioacuten de
176 kgcm2 y 38 ordmC Este gas pasa por una seccioacuten de hornos en total hay 9
hornos en los cuales hay 7 hornos con celdas simples y 2 con celdas dobles
cada celda con la misma capacidad que la otra En estas celdas se va a realizar la
pirolisis con una mezcla de vapor de agua con los hidrocarburos con una relacioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
33
de 03 kg de vapor de agua sobre kg de hidrocarburo la pirolisis para el Etano
ocurre a 843 ordmC para el etano y de 826 a 843 ordmC para el propano
Figura 11 Esquema de distribucioacuten del Etileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
34
312 Propano
El propano (de abreviacioacuten de propioacutenico mas el sufijo -ano) es un gas
incoloro e inodoro Pertenece a los hidrocarburos alifaacuteticos (los alcanos) Su
foacutermula quiacutemica C3H8
Figura 12 Formula Estructural del Propano
El propano se suele obtener del gas natural o de los gases de los procesos
de cracking producidos en las instalaciones petroquiacutemicas Se obtiene en
yacimientos subterraacuteneos de petroacuteleo Una vez extraiacutedo el crudo se procede a un
tratamiento de refino para obtener los distintos productos que provienen de este
aceite entre ellos el gas propano
Propiedades Fiacutesicas
Hidrocarburo gaseoso incoloro y combustible que se halla en el petroacuteleo
americano Tiene 3 aacutetomos de Carbono su punto de fusioacuten es -18765degC y su
punto de ebullicioacuten es de -421 deg C
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
35
Propiedades Quiacutemicas
Posee baja polaridad No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
Aplicaciones
Por sus aplicaciones es un buen sustituto del gas obtenido por destilacioacuten seca
de la hulla El principal uso del propano es el aprovechamiento energeacutetico como
combustible en hogares comercios e industrias Con base al punto de ebullicioacuten
maacutes bajo que el butano y el mayor valor energeacutetico por gramo a veces se mezcla
con eacuteste o se utiliza propano en vez de butano En la industria quiacutemica es uno de
los productos de partida en la siacutentesis del propeno Es usado para la siacutentesis de
productos quiacutemicos petroquiacutemicos o plaacutestico (PVC Polietileno polipropileno
etc) Ademaacutes se utiliza como gas refrigerante (R290) o como gas propulsor en
aerosoles
No suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje No es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya
que por su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las
conducciones De hecho se eliminan los restos de butano y propano del gas
natural por este motivo
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
36
Figura 13 Esquema de distribucioacuten del Propileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
37
313 Butano
El butano (del aacutecido butiacuterico y eacuteste del latiacuten butyrum manteca y del sufijo -
ano) tambieacuten llamado n-butano es un hidrocarburo saturado parafiacutenico o
alifaacutetico inflamable gaseoso que se licuacutea a presioacuten atmosfeacuterica a -05 degC formado
por cuatro aacutetomos de carbono y por diez de hidroacutegeno cuya foacutermula quiacutemica es
C4H10 Tambieacuten puede denominarse con el mismo nombre a un isoacutemero de eacuteste
gas el isobutano o metilpropano
Los aacutetomos de carbono se encuentran unidos formando una cadena abierta
En el n-butano (normal) la cadena es continua y sin ramificaciones mientras que
en el i-butano (iso) o metilpropano uno de los aacutetomos de carbono forma una
ramificacioacuten lateral Esta diferencia de estructura es la causa de las distintas
propiedades que presentan
Como es un gas incoloro e inodoro en su elaboracioacuten se le antildeade un
odorizante (generalmente un mercaptano) que le confiere olor desagradable Esto
le permite ser detectado en una fuga porque es altamente volaacutetil y puede provocar
una explosioacuten
En caso de extincioacuten de un fuego por gas butano se emplea dioacutexido de
carbono (CO2) polvo quiacutemico o niebla de agua para enfriar y dispersar vapores El
butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
38
Figura 14 Formula Estructural del Butano
El butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
Propiedades Fiacutesicas
- Estado de agregacioacuten Gas
- Apariencia Incoloro
- Densidad 252 kgm3 000252 gcm3
- Masa 5808 u
- Punto de fusioacuten 1349 K (minus1383 degC)
- Punto de ebullicioacuten 2727 K (-05 degC)
- Punto de descomposicioacuten K (-27315 degC)
- Temperatura criacutetica K (-27315 degC)
Propiedades Quiacutemicas
- Solubilidad en agua 61 g100 ml H2O
- KPS nd
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Aplicaciones
La principal aplicacioacuten del gas butano es la de combustible en hogares para la
cocina y agua caliente el gas butano no suele usarse en sistemas de calefaccioacuten
ya que no suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje es un gas un tanto inestable desde el punto de vista de la
licuefaccioacuten por ello la normativa espantildeola el Real Decreto 9192006 no permite
el tener mas de dos bombonas de gas butano en el interior de locales que tengan
aparatos a gas uno en reserva y uno en descarga ademaacutes de esto tampoco esta
permitido el almacenamiento en posicioacuten horizontal por esto cuando se ven
almacenes de envases GLP (bombonas de gas butano) estaacuten estos colocados en
estructuras metaacutelicas tipo estanteriacutea y siempre estaacuten en posicioacuten vertical asiacute
mismo como los camiones de transporte o distribucioacuten de gas butano
El gas butano no es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya que por
su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las conducciones y
esto provocar graves accidentes De hecho se eliminan los restos de butano y
propano del gas natural por este motivo creando un gas mucho maacutes estable para
su transporte por gaseoductos nos referimos al gas natural
Figura 15 Bombonas de Gas Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
40
El iso- butano tiene su uso principal para alquilato y MTBE componentes
clave en la produccioacuten de gasolinas El eacuteter metil tert-butiacutelico metil tert-butil
eacuteter metil terc-butil eacuteter o por sus siglas MTBE es un liacutequido inflamable de olor
caracteriacutestico desagradable Se fabrica combinando sustancias quiacutemicas como
isobutileno y metanol y se ha usado desde los antildeos 1980 como aditivo para
incrementar el octanaje de la gasolina sin plomo
El MTBE se usa tambieacuten para disolver caacutelculos biliares En estos pacientes
el MTBE se hace llegar directamente a los caacutelculos a traveacutes de tubos especiales
insertados por medio de cirugiacutea
El n - butano provee volatilidad en gasolinas Gas combustible (solo o
mezclado con propano) Plantas de butadieno (cuero sinteacutetico) y olefinas
314 Gasolina Natural
Producto resultante del procesamiento de gas natural Compuesta
baacutesicamente por pentano hexano y heptano Los meacutetodos utilizados para su
elaboracioacuten son la absorcioacuten con aceite pesado la absorcioacuten con carboacuten vegetal
compresioacuten y refinacioacuten Se utiliza para la mezcla con gasolina que se produce en
las refineriacuteas o con el petroacuteleo para mejorar la densidad de ese producto y
aumentar su valor comercial
32 Liacutequidos de Gas Natural (LGN)
Los liacutequidos del gas natural (LGN) formados por etano propano butano y
otros componentes hidrocarburos maacutes pesados son utilizados en el mercado
interno como combustible y materia prima (industria petroquiacutemica entre ellas)
Entre los clientes nacionales de la industria del LGN se encuentran mercado
interno de propano Pequiven Refineriacutea de Puerto La Cruz Refineriacutea El Palito las
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
41
plantas de Carenero Guamache Punta Cardoacuten y Super Octanos asiacute como el
mercado domeacutestico en especial las zonas populares
Por otro lado 31 de la produccioacuten de este hidrocarburo abastece los
mercados internacionales Cuba paiacuteses del CARICOM EE UU Meacutexico Chile
Brasil Curazao Puerto Rico y Europa La capacidad total de procesamiento de
LGN en el paiacutes es de 2660 MMPCD estimaacutendose la demanda para el antildeo 2005
en 14 millones de kg (35 MBD) siendo el consumo promedio 36 kgpersona
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)
Infraestructura de LGN
3 plantas de fraccionamiento Joseacute Uleacute y Bajo Grande
3 plantas de extraccioacuten San Joaquiacuten Santa Baacuterbara y Jusepiacuten
3 muelles de embarque Joseacute La Salinas y Bajo Grande
Existen 85 plantas de llenado que cubren casi todo el paiacutes y que surten a
230 empresas privadas distribuidoras y comercializadoras de gas
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
42
321 Almacenamiento de GNL
El GNL se almacena a -161 degC y a presioacuten atmosfeacuterica en tanques
criogeacutenicos especiales para baja temperatura El tiacutepico tanque de GNL tiene doble
pared una pared externa de hormigoacuten armado recubierto con acero al carbono y
una pared interna de acero niquelado al 9 La seguridad y la resistencia son las
consideraciones de disentildeo primarias al construir estos tanques los cuales se
disentildean para soportar terremotos y fuertes vientos
A presioacuten se almacenan los productos a la presioacuten de vapor a la
temperatura ambiente
Refrigerado se mantienen los productos a la temperatura de burbuja a
presioacuten cerca de la atmosfeacuterica (05 ndash 2 psig)
Refrigerado y a presioacuten
322 Transporte de GNL
El GNL se transporta a presioacuten atmosfeacuterica en buques especialmente
construidos con casco doble El sistema de contencioacuten de carga se disentildea y
construye utilizando materiales especiales para el aislamiento y tanque para
asegurar el transporte seguro de esta carga criogeacutenica
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
43
El GNL en los tanques de carga del buque se mantiene a su temperatura de
saturacioacuten (-161 degC) a lo largo de toda la navegacioacuten pero se permite que una
pequentildea cantidad de vapor se disipe por ebullicioacuten en un proceso que se
denomina autorrefrigeracioacuten El gas evaporado se utiliza para impulsar los
motores del buque
Figura 17 Transporte de GNL
Aproximadamente 40 de los buques de GNL actualmente en servicio
cuentan con sistemas de contencioacuten de carga del tipo de membrana de modo que
tienen un aspecto muy similar al de otros cargueros El resto de los buques tienen
un sistema de contencioacuten de carga maacutes particular que incluye cuatro o maacutes
tanques esfeacutericos grandes Ambos tipos de sistema de contencioacuten poseen
antecedentes de operacioacuten extremadamente seguros y confiables
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
44
Datos sobre buques
- Actualmente se encuentran en servicio maacutes de 120 buques de GNL
- El transporte de GNL por buque tiene antecedentes de seguridad
ejemplares
- Liacutemites de capacidad de carga 19000 m3 a 138000 m3
- Esloras 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft)
- Calados 65 m (12 ft) a 12 m (39 ft)
La flota de buques estaacute desarrollaacutendose raacutepidamente con maacutes de 100 buques
pedidos a los astilleros y que entraraacuten en servicio en los proacuteximos antildeos Tambieacuten
estaacuten naciendo proyectos alternativos para el transporte de GNL en pequentildeas
cantidades bien sea en camiones o en barcos mucho menores que los actuales
323 Regasificacioacuten de GNL
Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificacioacuten
en la zona de mercado el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de
almacenamiento Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal
de licuefaccioacuten Generalmente la descarga de un buque requiere unas 12 horas
Luego el GNL vuelve a su estado gaseoso original Para ello se bombea desde
los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las
condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los
usuarios finales ubicados corriente abajo de la tuberiacutea Posteriormente el gas se
distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
45
Otra modalidad de distribucioacuten consiste en el transporte de GNL a bordo de
cisternas especialmente disentildeadas para su carga desde las plantas
regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros hasta clientes
que disponen de depoacutesitos de GNL que estaacuten disentildeados para almacenar y
regasificar el gas para su uso Esta es la uacutenica modalidad de transporte de GNL
posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional
324 Riesgos de un proyecto de GNL
Debido a que los proyectos de GNL estaacuten basados en contratos de compra y
venta a largo plazo la mayor parte de los riesgos estaacuten basados en la
disponibilidad de gas al proyecto la estabilidad de los paiacuteses donde se ejecuta el
proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del grupo que estaacute ejecutando el
proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr
una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida uacutetil
Las caracteriacutesticas de un buen proyecto de GNL incluyen
Bajos costos de infraestructura y produccioacuten del gas
Bajos costos de transporte del gas y otros productos liacutequidos
Buena estructura del proyecto y de la compantildeiacutea establecida para este
efecto
Ambiente fiscal atractivo
Confianza de los compradores en la estabilidad del proyecto
Seguridad de mercado
Iacutendice del precio del gas con cambios de mercado
Proyecto que sea faacutecilmente financiable
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
46
33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
47
GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
48
GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
49
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
52
BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
ENCICLOPEDIA Hispaacutenica (2001) MACROPEDIA VOLUMEN 7 Segunda
Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
ENCICLOPEDIA Encarta (2007) Biblioteca de Consulta
MICROSOFT Internet www googlecom
X
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
17
En el consumo domestico
Aplicado a la calefaccioacuten y produccioacuten de agua caliente el gas natural
Emite niveles maacutes bajos de contaminantes a la atmosfera que el carboacuten y
los productos y los productos petroliacuteferos
Entre un 30 y un 40 menos de dioacutexido de carbono que el gasoacuteleo y un
50 menos que el carboacuten
Entre un 40 y un 50 menos de oacutexidos de nitroacutegeno que los otros
combustibles foacutesiles
Elimina praacutecticamente del todo las emisiones de dioacutexido de azufre
En su utilizacioacuten para vehiacuteculos
El gas natural es una alternativa muy utilizada en otros paiacuteses como
carburante para vehiacuteculos de transporte ya que reduce notablemente la
contaminacioacuten atmosfeacuterica en las ciudades Por ello se esta introduciendo en
Espantildea para flotas de autobuses urbanos y vehiacuteculos de recogida de residuos
Las emisiones se encuentran por debajo del 25 de los valores maacuteximos
admitidos por la vigente Directiva Europea
Como fuente de obtencioacuten de hidrogeno
El gas natural es actualmente la principal fuente para la obtencioacuten de
hidrogeno que se utiliza en la nueva tecnologiacutea de las pilas de combustible Esta
tecnologiacutea aparece como una prometedora alternativa para reducir las emisiones
contaminantes en la produccioacuten de electricidad a pequentildea y mediana escala y su
aplicacioacuten es particularmente interesante en vehiacuteculos de transporte
4
5
6
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
18
En su uso industrial
La utilizacioacuten del gas natural en los procesos industriales conlleva
importante ventajas ambientales tal como se demuestra en sectores como el
ceraacutemico papelero o sideruacutergico entre muchos otros Algunas de estas ventajas
ambientales son
Disminucioacuten del consumo energeacutetico
Reduccioacuten de las emisiones contaminantes a la atmosfera que pueden
superar el 50 en algunos procesos
Eliminacioacuten de las partiacuteculas en suspensioacuten en los gases de combustioacuten
En los procesos de cogeneracioacuten
El gas natural se utiliza en la cogeneracioacuten que es la produccioacuten
simultaacutenea de electricidad y calor generado por un mismo equipo Las ventajas
ambientales de la cogeneracioacuten son
Disminucioacuten del consumo de energiacutea
Reduccioacuten de hasta un 60 de las emisiones de dioacutexido de carbono De
hasta un 70 de los oacutexidos de nitroacutegeno y praacutectica eliminacioacuten del dioacutexido
de azufre y de las partiacuteculas solidad en suspensioacuten
Para entender mejor sobre las emisiones producidas por los combustibles
se presenta lo siguiente
7
8
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
19
Tabla 2 Cuadro comparativo de las emisiones producidas por los
combustibles
142 Ventajas Econoacutemicas
El gas natural es el combustible de menor precio y permite obtener
importantes ahorros en relacioacuten con otros combustibles
1421 Precios equivalentes de los combustibles
Tabla 3 Precios equivalentes de los combustibles
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
20
143 Ventajas Operacionales
El gas natural estaacute disponible en forma continua no requiere tanques de
almacenamiento disminuyendo los riesgos que ello implica y tambieacuten los
costos financieros
No requiere preparacioacuten previa a su utilizacioacuten como por ejemplo
calentarlo pulverizarlo o bombearlo como ocurre con el petroacuteleo o el
carboacuten
Los equipos y quemadores de gas natural son faacuteciles de limpiar y
conservar
La combustioacuten del gas natural puede finalizar instantaacuteneamente tan pronto
como cese la demanda de calor de los aparatos que lo utilizan lo cual es
muy adecuado para cargas variables e intermitentes
La regulacioacuten automaacutetica es sencilla y de gran precisioacuten manteniendo
constante la temperatura o la presioacuten al variar la carga
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
21
El rendimiento del gas natural en la combustioacuten es superior al de otros
combustibles
15 Procesamiento del Gas Natural
Acondicionamiento del gas natural Consiste en la eliminacioacuten de las
impurezas azufre agua CO2 y otras que no tienen valor comercial
Separacioacuten de componentes del gas natural Mediante este proceso el
gas se separa en
- Gas natural seco (metano y etano) que se transporta por gasoductos
hasta los centros de consumo
- Liacutequidos de gas natural (LGN) constituido por propano butanos
pentanos e hidrocarburos maacutes pesados que se transportan por
poliductos hasta una planta de fraccionamiento
Fraccionamiento de componentes del LGN Viene a ser la separacioacuten
de los liacutequidos de gas natural en
- Propano butano (GLP)
- Gasolina natural (pentanos e hidrocarburos maacutes pesados)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
22
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
23
Figura 3 Procesos del Gas Natural
2 Fraccionamiento del Gas Natural
Es un proceso que consiste en separar los liacutequidos del gas natural (LGN) en
gas licuado de petroacuteleo (GLP) y gasolina natural Los Liacutequidos del Gas Natural
(LGN) se enviacutean a las plantas de fraccionamiento donde se obtiene por separado
etano propano butano normal e iso-butano gasolina natural y nafta residual que
se almacenan en forma refrigerada y presurizada en recipientes esfeacutericos
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
24
Figura 4 Algunas Torres de Fraccionamiento
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
25
Figura 5 Fraccionamiento
El proceso de fraccionamiento recibe liacutequidos del gas del proceso
criogeacutenico y condensados dulces que pueden provenir de las plantas endulzadora
de liacutequidos o directamente de los campos productores Consiste en varias etapas
de separacioacuten que se logran a traveacutes de la destilacioacuten Con lo anterior se logra la
separacioacuten de cada uno de los productos como se muestra en la figura
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
26
La forma maacutes utilizada para la separacioacuten de los componentes del gas
natural es mediante enfriamiento se utilizan los principios de refrigeracioacuten
mecaacutenica o autorefrigeracion mediante el principio de Joule Thompson (expansioacuten
isentroacutepica o adiabaacutetica) Posteriormente la mezcla liquida es sometida a
fraccionamiento en una columna de platos o empaques
Efecto Joule Thomson
El efecto de Joule-Thomson o efecto Joule-Kelvin es el proceso en el
cual la temperatura de un sistema disminuye o aumenta al permitir que el sistema
se expanda libremente manteniendo la entalpiacutea constante (lo que significa que el
gas no recibe ni transfiere calor y no realiza ninguacuten trabajo)
Fue descrito por James Prescott Joule y William Thomson el primer Baroacuten
Kelvin quienes establecieron el efecto en 1852 modificando un experimento previo
de Joule en el que un gas se expandiacutea manteniendo constante su energiacutea interna
La relacioacuten entre temperatura presioacuten y volumen de un gas se puede describir de
una forma sencilla gracias a las leyes de los gases Cuando el volumen aumenta
durante un proceso irreversible las leyes de los gases no pueden determinar por
si solas queacute ocurre con la temperatura y presioacuten del gas
En general cuando un gas se expande adiabaacuteticamente la temperatura
puede aumentar o disminuir dependiendo de la presioacuten y temperatura inicial Para
una presioacuten constante (fijada previamente) un gas tendraacute una temperatura de
inversioacuten de Joule-Thompson (Kelvin) sobre la cual al expandirse el gas causa
un aumento de temperatura y por debajo la expansioacuten del gas causa un
enfriamiento En la mayoriacutea de los gases a presioacuten atmosfeacuterica esta temperatura
es bastante alta mucho mayor que la temperatura ambiental y por ello la mayoriacutea
de los gases se enfriacutean al expandirse
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
27
Figura 6 Expansioacuten Joule Thomson Plantas GNL por Refrigeracioacuten
Hemos visto que cuando un gas sufre una expansioacuten a traveacutes de un
obstaacuteculo o estrangulamiento a presiones y temperaturas adecuadas se produce
una disminucioacuten de su temperatura Como se cumple que cuanto maacutes baja es la
temperatura el teacutermino es de mayor valor absoluto y negativo el
coeficiente de Joule-Thomson tendraacute los valores positivos maacutes altos a
temperatura bajas Como consecuencia de ello el enfriamiento por efecto de
Joule-Thomson seraacute mas pronunciado a temperaturas bajas y presiones bajas
El cientiacutefico ingleacutes llamado John Dalton afirmoacute que la presioacuten total de una
mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los
componentes Esta afirmacioacuten ahora es conocida como la ley de presiones
parciales de Dalton la cual nos permite calcular el volumen maacuteximo de vapor de
agua que el gas natural puede contener a una temperatura y presioacuten dada
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
28
La temperatura del gas y las presiones son los factores maacutes importantes en
el disentildeo de un sistema de deshidratacioacuten del gas Sin eacutesta informacioacuten baacutesica el
tamantildeo de un deshidratador adecuado es imposible
La expansioacuten Joule-Thomson utiliza caiacutedas de temperatura para remover
agua condensada y asiacute deshidratar el gas natural En algunos casos el glicol
podriacutea ser inyectado al intercambiador de calor para obtener temperaturas maacutes
bajas antes de la expansioacuten que ocurre en un separador de bajas temperaturas
En esta expansioacuten el gas pasa primero por un intercambiador de calor para
recibir un pre-enfriamiento y posteriormente a traveacutes de una vaacutelvula de expansioacuten
o estrangulador Esta expansioacuten es un proceso isoentaacutelpico donde la caiacuteda de
presioacuten genera una disminucioacuten de temperatura la cual provoca una separacioacuten
de los liacutequidos condensables Generalmente en este tipo de proceso el gas debe
comprimirse para alcanzar la presioacuten requerida para su transporte
Figura 7 Esquema de Proceso de Enfriamiento de Gas Natural mediante
Expansioacuten con Vaacutelvula (efecto de Joule-Thompson)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
29
Figura 8 Refrigeracioacuten por Joule- Thomson
3 Uso de los Productos del proceso de Fraccionamiento
Luego del tratamiento se somete al gas natural a los procesos de extraccioacuten y
Fraccionamiento para separar sus componentes y disponer de gas metano para
su transportacioacuten y distribucioacuten bajo las normas de calidad establecidas Los
componentes separados en este proceso como son el etano propano butano y
pentano se utilizaraacuten posteriormente de manera individual como productos
cotizados en el mercado
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
30
Figura 9 Esquema de los productos del Gas Natural
31 Productos claves del proceso de Fraccionamiento
311 Etano
El etano ( de eacuteter y el sufijo -ano) es un hidrocarburo alifaacutetico alcano con dos
aacutetomos de carbono de foacutermula C2H6 A condiciones normales es gaseoso y un
excelente combustible Su punto de ebullicioacuten estaacute en -88 degC
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
31
Figura 10 Formula Estructural del Etano
El etano se encuentra en cantidad apreciable en el gas natural y constituye el
primer homoacutelogo del metano Los meacutetodos empleados para su obtencioacuten asiacute
como sus propiedades son muy semejantes a las del metano Aunque el etano
tiene poca importancia praacutectica su foacutermula presenta nuevos aspectos que son
muy interesantes
Propiedades Fiacutesicas
Se encuentra en estado gaseoso a temperatura ambiente Presenta un iacutendice
de octanaje superior al de la gasolina y tiene una presioacuten de vapor inferior
resultando en menores emisiones evaporativas La combustioacuten en el aire es
inferior a la de la gasolina lo que reduce el nuacutemero y la importancia de los
incendios en los vehiacuteculos Su punto de fusioacuten es -1833deg y su punto de ebullicioacuten
es de -886 deg C
Propiedades Quiacutemicas
Su estructura es uacutenica ya que existe una sola manera de unir los aacutetomos de
carbono en estas moleacuteculas No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
32
Aplicaciones
El etano se puede utilizar de dos maneras
Como mezcla con la gasolina con el objetivo de un aumento del octanaje de
la gasolina
Como etano puro compuesto de etano hidratado a 955 GL
Es un excelente combustible automotriz El etano anhidro tiene un poder
caloriacutefero inferior y superior de 212 y 234 mega joule por litro respectivamente
contra 301 y 349 mega joule por litro de gasolina En Brasil las propiedades del
etano (como combustible) llevaron al desarrollo de motores a alcohol y motores
para la mezcla alcohol gasolina Hasta 1988 los avances se realizaron por la
industria automoviliacutestica (GM Ford Volkswagen Fiat) para sistemas carburados
actualmente se encuentran disponibles para todos los motores con sistemas a
inyeccioacuten electroacutenica
Existen varias formas para obtener olefinas pero nosotros nos vamos a centrar
en la produccioacuten de Etileno y Propileno a partir del gas natural o Propano y Etano
esta misma materia prima es la que se usa en la Planta de Olefinas del Complejo
Petroquiacutemico El Tablazo ubicado en los Puertos de Altagracia Estado Zulia
Venezuela (Pequiven SA)
Estaacute la alimentacioacuten de materia prima que es el propano y etano a un 95 y
955 de pureza respectivamente esto ocurre de forma liquida a una presioacuten de
176 kgcm2 y 38 ordmC Este gas pasa por una seccioacuten de hornos en total hay 9
hornos en los cuales hay 7 hornos con celdas simples y 2 con celdas dobles
cada celda con la misma capacidad que la otra En estas celdas se va a realizar la
pirolisis con una mezcla de vapor de agua con los hidrocarburos con una relacioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
33
de 03 kg de vapor de agua sobre kg de hidrocarburo la pirolisis para el Etano
ocurre a 843 ordmC para el etano y de 826 a 843 ordmC para el propano
Figura 11 Esquema de distribucioacuten del Etileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
34
312 Propano
El propano (de abreviacioacuten de propioacutenico mas el sufijo -ano) es un gas
incoloro e inodoro Pertenece a los hidrocarburos alifaacuteticos (los alcanos) Su
foacutermula quiacutemica C3H8
Figura 12 Formula Estructural del Propano
El propano se suele obtener del gas natural o de los gases de los procesos
de cracking producidos en las instalaciones petroquiacutemicas Se obtiene en
yacimientos subterraacuteneos de petroacuteleo Una vez extraiacutedo el crudo se procede a un
tratamiento de refino para obtener los distintos productos que provienen de este
aceite entre ellos el gas propano
Propiedades Fiacutesicas
Hidrocarburo gaseoso incoloro y combustible que se halla en el petroacuteleo
americano Tiene 3 aacutetomos de Carbono su punto de fusioacuten es -18765degC y su
punto de ebullicioacuten es de -421 deg C
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
35
Propiedades Quiacutemicas
Posee baja polaridad No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
Aplicaciones
Por sus aplicaciones es un buen sustituto del gas obtenido por destilacioacuten seca
de la hulla El principal uso del propano es el aprovechamiento energeacutetico como
combustible en hogares comercios e industrias Con base al punto de ebullicioacuten
maacutes bajo que el butano y el mayor valor energeacutetico por gramo a veces se mezcla
con eacuteste o se utiliza propano en vez de butano En la industria quiacutemica es uno de
los productos de partida en la siacutentesis del propeno Es usado para la siacutentesis de
productos quiacutemicos petroquiacutemicos o plaacutestico (PVC Polietileno polipropileno
etc) Ademaacutes se utiliza como gas refrigerante (R290) o como gas propulsor en
aerosoles
No suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje No es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya
que por su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las
conducciones De hecho se eliminan los restos de butano y propano del gas
natural por este motivo
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
36
Figura 13 Esquema de distribucioacuten del Propileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
37
313 Butano
El butano (del aacutecido butiacuterico y eacuteste del latiacuten butyrum manteca y del sufijo -
ano) tambieacuten llamado n-butano es un hidrocarburo saturado parafiacutenico o
alifaacutetico inflamable gaseoso que se licuacutea a presioacuten atmosfeacuterica a -05 degC formado
por cuatro aacutetomos de carbono y por diez de hidroacutegeno cuya foacutermula quiacutemica es
C4H10 Tambieacuten puede denominarse con el mismo nombre a un isoacutemero de eacuteste
gas el isobutano o metilpropano
Los aacutetomos de carbono se encuentran unidos formando una cadena abierta
En el n-butano (normal) la cadena es continua y sin ramificaciones mientras que
en el i-butano (iso) o metilpropano uno de los aacutetomos de carbono forma una
ramificacioacuten lateral Esta diferencia de estructura es la causa de las distintas
propiedades que presentan
Como es un gas incoloro e inodoro en su elaboracioacuten se le antildeade un
odorizante (generalmente un mercaptano) que le confiere olor desagradable Esto
le permite ser detectado en una fuga porque es altamente volaacutetil y puede provocar
una explosioacuten
En caso de extincioacuten de un fuego por gas butano se emplea dioacutexido de
carbono (CO2) polvo quiacutemico o niebla de agua para enfriar y dispersar vapores El
butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 14 Formula Estructural del Butano
El butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
Propiedades Fiacutesicas
- Estado de agregacioacuten Gas
- Apariencia Incoloro
- Densidad 252 kgm3 000252 gcm3
- Masa 5808 u
- Punto de fusioacuten 1349 K (minus1383 degC)
- Punto de ebullicioacuten 2727 K (-05 degC)
- Punto de descomposicioacuten K (-27315 degC)
- Temperatura criacutetica K (-27315 degC)
Propiedades Quiacutemicas
- Solubilidad en agua 61 g100 ml H2O
- KPS nd
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Aplicaciones
La principal aplicacioacuten del gas butano es la de combustible en hogares para la
cocina y agua caliente el gas butano no suele usarse en sistemas de calefaccioacuten
ya que no suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje es un gas un tanto inestable desde el punto de vista de la
licuefaccioacuten por ello la normativa espantildeola el Real Decreto 9192006 no permite
el tener mas de dos bombonas de gas butano en el interior de locales que tengan
aparatos a gas uno en reserva y uno en descarga ademaacutes de esto tampoco esta
permitido el almacenamiento en posicioacuten horizontal por esto cuando se ven
almacenes de envases GLP (bombonas de gas butano) estaacuten estos colocados en
estructuras metaacutelicas tipo estanteriacutea y siempre estaacuten en posicioacuten vertical asiacute
mismo como los camiones de transporte o distribucioacuten de gas butano
El gas butano no es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya que por
su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las conducciones y
esto provocar graves accidentes De hecho se eliminan los restos de butano y
propano del gas natural por este motivo creando un gas mucho maacutes estable para
su transporte por gaseoductos nos referimos al gas natural
Figura 15 Bombonas de Gas Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
40
El iso- butano tiene su uso principal para alquilato y MTBE componentes
clave en la produccioacuten de gasolinas El eacuteter metil tert-butiacutelico metil tert-butil
eacuteter metil terc-butil eacuteter o por sus siglas MTBE es un liacutequido inflamable de olor
caracteriacutestico desagradable Se fabrica combinando sustancias quiacutemicas como
isobutileno y metanol y se ha usado desde los antildeos 1980 como aditivo para
incrementar el octanaje de la gasolina sin plomo
El MTBE se usa tambieacuten para disolver caacutelculos biliares En estos pacientes
el MTBE se hace llegar directamente a los caacutelculos a traveacutes de tubos especiales
insertados por medio de cirugiacutea
El n - butano provee volatilidad en gasolinas Gas combustible (solo o
mezclado con propano) Plantas de butadieno (cuero sinteacutetico) y olefinas
314 Gasolina Natural
Producto resultante del procesamiento de gas natural Compuesta
baacutesicamente por pentano hexano y heptano Los meacutetodos utilizados para su
elaboracioacuten son la absorcioacuten con aceite pesado la absorcioacuten con carboacuten vegetal
compresioacuten y refinacioacuten Se utiliza para la mezcla con gasolina que se produce en
las refineriacuteas o con el petroacuteleo para mejorar la densidad de ese producto y
aumentar su valor comercial
32 Liacutequidos de Gas Natural (LGN)
Los liacutequidos del gas natural (LGN) formados por etano propano butano y
otros componentes hidrocarburos maacutes pesados son utilizados en el mercado
interno como combustible y materia prima (industria petroquiacutemica entre ellas)
Entre los clientes nacionales de la industria del LGN se encuentran mercado
interno de propano Pequiven Refineriacutea de Puerto La Cruz Refineriacutea El Palito las
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
41
plantas de Carenero Guamache Punta Cardoacuten y Super Octanos asiacute como el
mercado domeacutestico en especial las zonas populares
Por otro lado 31 de la produccioacuten de este hidrocarburo abastece los
mercados internacionales Cuba paiacuteses del CARICOM EE UU Meacutexico Chile
Brasil Curazao Puerto Rico y Europa La capacidad total de procesamiento de
LGN en el paiacutes es de 2660 MMPCD estimaacutendose la demanda para el antildeo 2005
en 14 millones de kg (35 MBD) siendo el consumo promedio 36 kgpersona
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)
Infraestructura de LGN
3 plantas de fraccionamiento Joseacute Uleacute y Bajo Grande
3 plantas de extraccioacuten San Joaquiacuten Santa Baacuterbara y Jusepiacuten
3 muelles de embarque Joseacute La Salinas y Bajo Grande
Existen 85 plantas de llenado que cubren casi todo el paiacutes y que surten a
230 empresas privadas distribuidoras y comercializadoras de gas
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
42
321 Almacenamiento de GNL
El GNL se almacena a -161 degC y a presioacuten atmosfeacuterica en tanques
criogeacutenicos especiales para baja temperatura El tiacutepico tanque de GNL tiene doble
pared una pared externa de hormigoacuten armado recubierto con acero al carbono y
una pared interna de acero niquelado al 9 La seguridad y la resistencia son las
consideraciones de disentildeo primarias al construir estos tanques los cuales se
disentildean para soportar terremotos y fuertes vientos
A presioacuten se almacenan los productos a la presioacuten de vapor a la
temperatura ambiente
Refrigerado se mantienen los productos a la temperatura de burbuja a
presioacuten cerca de la atmosfeacuterica (05 ndash 2 psig)
Refrigerado y a presioacuten
322 Transporte de GNL
El GNL se transporta a presioacuten atmosfeacuterica en buques especialmente
construidos con casco doble El sistema de contencioacuten de carga se disentildea y
construye utilizando materiales especiales para el aislamiento y tanque para
asegurar el transporte seguro de esta carga criogeacutenica
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
43
El GNL en los tanques de carga del buque se mantiene a su temperatura de
saturacioacuten (-161 degC) a lo largo de toda la navegacioacuten pero se permite que una
pequentildea cantidad de vapor se disipe por ebullicioacuten en un proceso que se
denomina autorrefrigeracioacuten El gas evaporado se utiliza para impulsar los
motores del buque
Figura 17 Transporte de GNL
Aproximadamente 40 de los buques de GNL actualmente en servicio
cuentan con sistemas de contencioacuten de carga del tipo de membrana de modo que
tienen un aspecto muy similar al de otros cargueros El resto de los buques tienen
un sistema de contencioacuten de carga maacutes particular que incluye cuatro o maacutes
tanques esfeacutericos grandes Ambos tipos de sistema de contencioacuten poseen
antecedentes de operacioacuten extremadamente seguros y confiables
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
44
Datos sobre buques
- Actualmente se encuentran en servicio maacutes de 120 buques de GNL
- El transporte de GNL por buque tiene antecedentes de seguridad
ejemplares
- Liacutemites de capacidad de carga 19000 m3 a 138000 m3
- Esloras 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft)
- Calados 65 m (12 ft) a 12 m (39 ft)
La flota de buques estaacute desarrollaacutendose raacutepidamente con maacutes de 100 buques
pedidos a los astilleros y que entraraacuten en servicio en los proacuteximos antildeos Tambieacuten
estaacuten naciendo proyectos alternativos para el transporte de GNL en pequentildeas
cantidades bien sea en camiones o en barcos mucho menores que los actuales
323 Regasificacioacuten de GNL
Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificacioacuten
en la zona de mercado el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de
almacenamiento Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal
de licuefaccioacuten Generalmente la descarga de un buque requiere unas 12 horas
Luego el GNL vuelve a su estado gaseoso original Para ello se bombea desde
los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las
condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los
usuarios finales ubicados corriente abajo de la tuberiacutea Posteriormente el gas se
distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
45
Otra modalidad de distribucioacuten consiste en el transporte de GNL a bordo de
cisternas especialmente disentildeadas para su carga desde las plantas
regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros hasta clientes
que disponen de depoacutesitos de GNL que estaacuten disentildeados para almacenar y
regasificar el gas para su uso Esta es la uacutenica modalidad de transporte de GNL
posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional
324 Riesgos de un proyecto de GNL
Debido a que los proyectos de GNL estaacuten basados en contratos de compra y
venta a largo plazo la mayor parte de los riesgos estaacuten basados en la
disponibilidad de gas al proyecto la estabilidad de los paiacuteses donde se ejecuta el
proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del grupo que estaacute ejecutando el
proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr
una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida uacutetil
Las caracteriacutesticas de un buen proyecto de GNL incluyen
Bajos costos de infraestructura y produccioacuten del gas
Bajos costos de transporte del gas y otros productos liacutequidos
Buena estructura del proyecto y de la compantildeiacutea establecida para este
efecto
Ambiente fiscal atractivo
Confianza de los compradores en la estabilidad del proyecto
Seguridad de mercado
Iacutendice del precio del gas con cambios de mercado
Proyecto que sea faacutecilmente financiable
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
46
33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
47
GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
48
GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
49
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
52
BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
ENCICLOPEDIA Hispaacutenica (2001) MACROPEDIA VOLUMEN 7 Segunda
Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
ENCICLOPEDIA Encarta (2007) Biblioteca de Consulta
MICROSOFT Internet www googlecom
X
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
18
En su uso industrial
La utilizacioacuten del gas natural en los procesos industriales conlleva
importante ventajas ambientales tal como se demuestra en sectores como el
ceraacutemico papelero o sideruacutergico entre muchos otros Algunas de estas ventajas
ambientales son
Disminucioacuten del consumo energeacutetico
Reduccioacuten de las emisiones contaminantes a la atmosfera que pueden
superar el 50 en algunos procesos
Eliminacioacuten de las partiacuteculas en suspensioacuten en los gases de combustioacuten
En los procesos de cogeneracioacuten
El gas natural se utiliza en la cogeneracioacuten que es la produccioacuten
simultaacutenea de electricidad y calor generado por un mismo equipo Las ventajas
ambientales de la cogeneracioacuten son
Disminucioacuten del consumo de energiacutea
Reduccioacuten de hasta un 60 de las emisiones de dioacutexido de carbono De
hasta un 70 de los oacutexidos de nitroacutegeno y praacutectica eliminacioacuten del dioacutexido
de azufre y de las partiacuteculas solidad en suspensioacuten
Para entender mejor sobre las emisiones producidas por los combustibles
se presenta lo siguiente
7
8
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
19
Tabla 2 Cuadro comparativo de las emisiones producidas por los
combustibles
142 Ventajas Econoacutemicas
El gas natural es el combustible de menor precio y permite obtener
importantes ahorros en relacioacuten con otros combustibles
1421 Precios equivalentes de los combustibles
Tabla 3 Precios equivalentes de los combustibles
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
20
143 Ventajas Operacionales
El gas natural estaacute disponible en forma continua no requiere tanques de
almacenamiento disminuyendo los riesgos que ello implica y tambieacuten los
costos financieros
No requiere preparacioacuten previa a su utilizacioacuten como por ejemplo
calentarlo pulverizarlo o bombearlo como ocurre con el petroacuteleo o el
carboacuten
Los equipos y quemadores de gas natural son faacuteciles de limpiar y
conservar
La combustioacuten del gas natural puede finalizar instantaacuteneamente tan pronto
como cese la demanda de calor de los aparatos que lo utilizan lo cual es
muy adecuado para cargas variables e intermitentes
La regulacioacuten automaacutetica es sencilla y de gran precisioacuten manteniendo
constante la temperatura o la presioacuten al variar la carga
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
21
El rendimiento del gas natural en la combustioacuten es superior al de otros
combustibles
15 Procesamiento del Gas Natural
Acondicionamiento del gas natural Consiste en la eliminacioacuten de las
impurezas azufre agua CO2 y otras que no tienen valor comercial
Separacioacuten de componentes del gas natural Mediante este proceso el
gas se separa en
- Gas natural seco (metano y etano) que se transporta por gasoductos
hasta los centros de consumo
- Liacutequidos de gas natural (LGN) constituido por propano butanos
pentanos e hidrocarburos maacutes pesados que se transportan por
poliductos hasta una planta de fraccionamiento
Fraccionamiento de componentes del LGN Viene a ser la separacioacuten
de los liacutequidos de gas natural en
- Propano butano (GLP)
- Gasolina natural (pentanos e hidrocarburos maacutes pesados)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
22
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
23
Figura 3 Procesos del Gas Natural
2 Fraccionamiento del Gas Natural
Es un proceso que consiste en separar los liacutequidos del gas natural (LGN) en
gas licuado de petroacuteleo (GLP) y gasolina natural Los Liacutequidos del Gas Natural
(LGN) se enviacutean a las plantas de fraccionamiento donde se obtiene por separado
etano propano butano normal e iso-butano gasolina natural y nafta residual que
se almacenan en forma refrigerada y presurizada en recipientes esfeacutericos
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
24
Figura 4 Algunas Torres de Fraccionamiento
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
25
Figura 5 Fraccionamiento
El proceso de fraccionamiento recibe liacutequidos del gas del proceso
criogeacutenico y condensados dulces que pueden provenir de las plantas endulzadora
de liacutequidos o directamente de los campos productores Consiste en varias etapas
de separacioacuten que se logran a traveacutes de la destilacioacuten Con lo anterior se logra la
separacioacuten de cada uno de los productos como se muestra en la figura
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
26
La forma maacutes utilizada para la separacioacuten de los componentes del gas
natural es mediante enfriamiento se utilizan los principios de refrigeracioacuten
mecaacutenica o autorefrigeracion mediante el principio de Joule Thompson (expansioacuten
isentroacutepica o adiabaacutetica) Posteriormente la mezcla liquida es sometida a
fraccionamiento en una columna de platos o empaques
Efecto Joule Thomson
El efecto de Joule-Thomson o efecto Joule-Kelvin es el proceso en el
cual la temperatura de un sistema disminuye o aumenta al permitir que el sistema
se expanda libremente manteniendo la entalpiacutea constante (lo que significa que el
gas no recibe ni transfiere calor y no realiza ninguacuten trabajo)
Fue descrito por James Prescott Joule y William Thomson el primer Baroacuten
Kelvin quienes establecieron el efecto en 1852 modificando un experimento previo
de Joule en el que un gas se expandiacutea manteniendo constante su energiacutea interna
La relacioacuten entre temperatura presioacuten y volumen de un gas se puede describir de
una forma sencilla gracias a las leyes de los gases Cuando el volumen aumenta
durante un proceso irreversible las leyes de los gases no pueden determinar por
si solas queacute ocurre con la temperatura y presioacuten del gas
En general cuando un gas se expande adiabaacuteticamente la temperatura
puede aumentar o disminuir dependiendo de la presioacuten y temperatura inicial Para
una presioacuten constante (fijada previamente) un gas tendraacute una temperatura de
inversioacuten de Joule-Thompson (Kelvin) sobre la cual al expandirse el gas causa
un aumento de temperatura y por debajo la expansioacuten del gas causa un
enfriamiento En la mayoriacutea de los gases a presioacuten atmosfeacuterica esta temperatura
es bastante alta mucho mayor que la temperatura ambiental y por ello la mayoriacutea
de los gases se enfriacutean al expandirse
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
27
Figura 6 Expansioacuten Joule Thomson Plantas GNL por Refrigeracioacuten
Hemos visto que cuando un gas sufre una expansioacuten a traveacutes de un
obstaacuteculo o estrangulamiento a presiones y temperaturas adecuadas se produce
una disminucioacuten de su temperatura Como se cumple que cuanto maacutes baja es la
temperatura el teacutermino es de mayor valor absoluto y negativo el
coeficiente de Joule-Thomson tendraacute los valores positivos maacutes altos a
temperatura bajas Como consecuencia de ello el enfriamiento por efecto de
Joule-Thomson seraacute mas pronunciado a temperaturas bajas y presiones bajas
El cientiacutefico ingleacutes llamado John Dalton afirmoacute que la presioacuten total de una
mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los
componentes Esta afirmacioacuten ahora es conocida como la ley de presiones
parciales de Dalton la cual nos permite calcular el volumen maacuteximo de vapor de
agua que el gas natural puede contener a una temperatura y presioacuten dada
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
28
La temperatura del gas y las presiones son los factores maacutes importantes en
el disentildeo de un sistema de deshidratacioacuten del gas Sin eacutesta informacioacuten baacutesica el
tamantildeo de un deshidratador adecuado es imposible
La expansioacuten Joule-Thomson utiliza caiacutedas de temperatura para remover
agua condensada y asiacute deshidratar el gas natural En algunos casos el glicol
podriacutea ser inyectado al intercambiador de calor para obtener temperaturas maacutes
bajas antes de la expansioacuten que ocurre en un separador de bajas temperaturas
En esta expansioacuten el gas pasa primero por un intercambiador de calor para
recibir un pre-enfriamiento y posteriormente a traveacutes de una vaacutelvula de expansioacuten
o estrangulador Esta expansioacuten es un proceso isoentaacutelpico donde la caiacuteda de
presioacuten genera una disminucioacuten de temperatura la cual provoca una separacioacuten
de los liacutequidos condensables Generalmente en este tipo de proceso el gas debe
comprimirse para alcanzar la presioacuten requerida para su transporte
Figura 7 Esquema de Proceso de Enfriamiento de Gas Natural mediante
Expansioacuten con Vaacutelvula (efecto de Joule-Thompson)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
29
Figura 8 Refrigeracioacuten por Joule- Thomson
3 Uso de los Productos del proceso de Fraccionamiento
Luego del tratamiento se somete al gas natural a los procesos de extraccioacuten y
Fraccionamiento para separar sus componentes y disponer de gas metano para
su transportacioacuten y distribucioacuten bajo las normas de calidad establecidas Los
componentes separados en este proceso como son el etano propano butano y
pentano se utilizaraacuten posteriormente de manera individual como productos
cotizados en el mercado
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
30
Figura 9 Esquema de los productos del Gas Natural
31 Productos claves del proceso de Fraccionamiento
311 Etano
El etano ( de eacuteter y el sufijo -ano) es un hidrocarburo alifaacutetico alcano con dos
aacutetomos de carbono de foacutermula C2H6 A condiciones normales es gaseoso y un
excelente combustible Su punto de ebullicioacuten estaacute en -88 degC
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
31
Figura 10 Formula Estructural del Etano
El etano se encuentra en cantidad apreciable en el gas natural y constituye el
primer homoacutelogo del metano Los meacutetodos empleados para su obtencioacuten asiacute
como sus propiedades son muy semejantes a las del metano Aunque el etano
tiene poca importancia praacutectica su foacutermula presenta nuevos aspectos que son
muy interesantes
Propiedades Fiacutesicas
Se encuentra en estado gaseoso a temperatura ambiente Presenta un iacutendice
de octanaje superior al de la gasolina y tiene una presioacuten de vapor inferior
resultando en menores emisiones evaporativas La combustioacuten en el aire es
inferior a la de la gasolina lo que reduce el nuacutemero y la importancia de los
incendios en los vehiacuteculos Su punto de fusioacuten es -1833deg y su punto de ebullicioacuten
es de -886 deg C
Propiedades Quiacutemicas
Su estructura es uacutenica ya que existe una sola manera de unir los aacutetomos de
carbono en estas moleacuteculas No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
32
Aplicaciones
El etano se puede utilizar de dos maneras
Como mezcla con la gasolina con el objetivo de un aumento del octanaje de
la gasolina
Como etano puro compuesto de etano hidratado a 955 GL
Es un excelente combustible automotriz El etano anhidro tiene un poder
caloriacutefero inferior y superior de 212 y 234 mega joule por litro respectivamente
contra 301 y 349 mega joule por litro de gasolina En Brasil las propiedades del
etano (como combustible) llevaron al desarrollo de motores a alcohol y motores
para la mezcla alcohol gasolina Hasta 1988 los avances se realizaron por la
industria automoviliacutestica (GM Ford Volkswagen Fiat) para sistemas carburados
actualmente se encuentran disponibles para todos los motores con sistemas a
inyeccioacuten electroacutenica
Existen varias formas para obtener olefinas pero nosotros nos vamos a centrar
en la produccioacuten de Etileno y Propileno a partir del gas natural o Propano y Etano
esta misma materia prima es la que se usa en la Planta de Olefinas del Complejo
Petroquiacutemico El Tablazo ubicado en los Puertos de Altagracia Estado Zulia
Venezuela (Pequiven SA)
Estaacute la alimentacioacuten de materia prima que es el propano y etano a un 95 y
955 de pureza respectivamente esto ocurre de forma liquida a una presioacuten de
176 kgcm2 y 38 ordmC Este gas pasa por una seccioacuten de hornos en total hay 9
hornos en los cuales hay 7 hornos con celdas simples y 2 con celdas dobles
cada celda con la misma capacidad que la otra En estas celdas se va a realizar la
pirolisis con una mezcla de vapor de agua con los hidrocarburos con una relacioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
33
de 03 kg de vapor de agua sobre kg de hidrocarburo la pirolisis para el Etano
ocurre a 843 ordmC para el etano y de 826 a 843 ordmC para el propano
Figura 11 Esquema de distribucioacuten del Etileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
34
312 Propano
El propano (de abreviacioacuten de propioacutenico mas el sufijo -ano) es un gas
incoloro e inodoro Pertenece a los hidrocarburos alifaacuteticos (los alcanos) Su
foacutermula quiacutemica C3H8
Figura 12 Formula Estructural del Propano
El propano se suele obtener del gas natural o de los gases de los procesos
de cracking producidos en las instalaciones petroquiacutemicas Se obtiene en
yacimientos subterraacuteneos de petroacuteleo Una vez extraiacutedo el crudo se procede a un
tratamiento de refino para obtener los distintos productos que provienen de este
aceite entre ellos el gas propano
Propiedades Fiacutesicas
Hidrocarburo gaseoso incoloro y combustible que se halla en el petroacuteleo
americano Tiene 3 aacutetomos de Carbono su punto de fusioacuten es -18765degC y su
punto de ebullicioacuten es de -421 deg C
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
35
Propiedades Quiacutemicas
Posee baja polaridad No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
Aplicaciones
Por sus aplicaciones es un buen sustituto del gas obtenido por destilacioacuten seca
de la hulla El principal uso del propano es el aprovechamiento energeacutetico como
combustible en hogares comercios e industrias Con base al punto de ebullicioacuten
maacutes bajo que el butano y el mayor valor energeacutetico por gramo a veces se mezcla
con eacuteste o se utiliza propano en vez de butano En la industria quiacutemica es uno de
los productos de partida en la siacutentesis del propeno Es usado para la siacutentesis de
productos quiacutemicos petroquiacutemicos o plaacutestico (PVC Polietileno polipropileno
etc) Ademaacutes se utiliza como gas refrigerante (R290) o como gas propulsor en
aerosoles
No suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje No es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya
que por su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las
conducciones De hecho se eliminan los restos de butano y propano del gas
natural por este motivo
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
36
Figura 13 Esquema de distribucioacuten del Propileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
37
313 Butano
El butano (del aacutecido butiacuterico y eacuteste del latiacuten butyrum manteca y del sufijo -
ano) tambieacuten llamado n-butano es un hidrocarburo saturado parafiacutenico o
alifaacutetico inflamable gaseoso que se licuacutea a presioacuten atmosfeacuterica a -05 degC formado
por cuatro aacutetomos de carbono y por diez de hidroacutegeno cuya foacutermula quiacutemica es
C4H10 Tambieacuten puede denominarse con el mismo nombre a un isoacutemero de eacuteste
gas el isobutano o metilpropano
Los aacutetomos de carbono se encuentran unidos formando una cadena abierta
En el n-butano (normal) la cadena es continua y sin ramificaciones mientras que
en el i-butano (iso) o metilpropano uno de los aacutetomos de carbono forma una
ramificacioacuten lateral Esta diferencia de estructura es la causa de las distintas
propiedades que presentan
Como es un gas incoloro e inodoro en su elaboracioacuten se le antildeade un
odorizante (generalmente un mercaptano) que le confiere olor desagradable Esto
le permite ser detectado en una fuga porque es altamente volaacutetil y puede provocar
una explosioacuten
En caso de extincioacuten de un fuego por gas butano se emplea dioacutexido de
carbono (CO2) polvo quiacutemico o niebla de agua para enfriar y dispersar vapores El
butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
38
Figura 14 Formula Estructural del Butano
El butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
Propiedades Fiacutesicas
- Estado de agregacioacuten Gas
- Apariencia Incoloro
- Densidad 252 kgm3 000252 gcm3
- Masa 5808 u
- Punto de fusioacuten 1349 K (minus1383 degC)
- Punto de ebullicioacuten 2727 K (-05 degC)
- Punto de descomposicioacuten K (-27315 degC)
- Temperatura criacutetica K (-27315 degC)
Propiedades Quiacutemicas
- Solubilidad en agua 61 g100 ml H2O
- KPS nd
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Aplicaciones
La principal aplicacioacuten del gas butano es la de combustible en hogares para la
cocina y agua caliente el gas butano no suele usarse en sistemas de calefaccioacuten
ya que no suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje es un gas un tanto inestable desde el punto de vista de la
licuefaccioacuten por ello la normativa espantildeola el Real Decreto 9192006 no permite
el tener mas de dos bombonas de gas butano en el interior de locales que tengan
aparatos a gas uno en reserva y uno en descarga ademaacutes de esto tampoco esta
permitido el almacenamiento en posicioacuten horizontal por esto cuando se ven
almacenes de envases GLP (bombonas de gas butano) estaacuten estos colocados en
estructuras metaacutelicas tipo estanteriacutea y siempre estaacuten en posicioacuten vertical asiacute
mismo como los camiones de transporte o distribucioacuten de gas butano
El gas butano no es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya que por
su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las conducciones y
esto provocar graves accidentes De hecho se eliminan los restos de butano y
propano del gas natural por este motivo creando un gas mucho maacutes estable para
su transporte por gaseoductos nos referimos al gas natural
Figura 15 Bombonas de Gas Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
40
El iso- butano tiene su uso principal para alquilato y MTBE componentes
clave en la produccioacuten de gasolinas El eacuteter metil tert-butiacutelico metil tert-butil
eacuteter metil terc-butil eacuteter o por sus siglas MTBE es un liacutequido inflamable de olor
caracteriacutestico desagradable Se fabrica combinando sustancias quiacutemicas como
isobutileno y metanol y se ha usado desde los antildeos 1980 como aditivo para
incrementar el octanaje de la gasolina sin plomo
El MTBE se usa tambieacuten para disolver caacutelculos biliares En estos pacientes
el MTBE se hace llegar directamente a los caacutelculos a traveacutes de tubos especiales
insertados por medio de cirugiacutea
El n - butano provee volatilidad en gasolinas Gas combustible (solo o
mezclado con propano) Plantas de butadieno (cuero sinteacutetico) y olefinas
314 Gasolina Natural
Producto resultante del procesamiento de gas natural Compuesta
baacutesicamente por pentano hexano y heptano Los meacutetodos utilizados para su
elaboracioacuten son la absorcioacuten con aceite pesado la absorcioacuten con carboacuten vegetal
compresioacuten y refinacioacuten Se utiliza para la mezcla con gasolina que se produce en
las refineriacuteas o con el petroacuteleo para mejorar la densidad de ese producto y
aumentar su valor comercial
32 Liacutequidos de Gas Natural (LGN)
Los liacutequidos del gas natural (LGN) formados por etano propano butano y
otros componentes hidrocarburos maacutes pesados son utilizados en el mercado
interno como combustible y materia prima (industria petroquiacutemica entre ellas)
Entre los clientes nacionales de la industria del LGN se encuentran mercado
interno de propano Pequiven Refineriacutea de Puerto La Cruz Refineriacutea El Palito las
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
41
plantas de Carenero Guamache Punta Cardoacuten y Super Octanos asiacute como el
mercado domeacutestico en especial las zonas populares
Por otro lado 31 de la produccioacuten de este hidrocarburo abastece los
mercados internacionales Cuba paiacuteses del CARICOM EE UU Meacutexico Chile
Brasil Curazao Puerto Rico y Europa La capacidad total de procesamiento de
LGN en el paiacutes es de 2660 MMPCD estimaacutendose la demanda para el antildeo 2005
en 14 millones de kg (35 MBD) siendo el consumo promedio 36 kgpersona
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)
Infraestructura de LGN
3 plantas de fraccionamiento Joseacute Uleacute y Bajo Grande
3 plantas de extraccioacuten San Joaquiacuten Santa Baacuterbara y Jusepiacuten
3 muelles de embarque Joseacute La Salinas y Bajo Grande
Existen 85 plantas de llenado que cubren casi todo el paiacutes y que surten a
230 empresas privadas distribuidoras y comercializadoras de gas
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
42
321 Almacenamiento de GNL
El GNL se almacena a -161 degC y a presioacuten atmosfeacuterica en tanques
criogeacutenicos especiales para baja temperatura El tiacutepico tanque de GNL tiene doble
pared una pared externa de hormigoacuten armado recubierto con acero al carbono y
una pared interna de acero niquelado al 9 La seguridad y la resistencia son las
consideraciones de disentildeo primarias al construir estos tanques los cuales se
disentildean para soportar terremotos y fuertes vientos
A presioacuten se almacenan los productos a la presioacuten de vapor a la
temperatura ambiente
Refrigerado se mantienen los productos a la temperatura de burbuja a
presioacuten cerca de la atmosfeacuterica (05 ndash 2 psig)
Refrigerado y a presioacuten
322 Transporte de GNL
El GNL se transporta a presioacuten atmosfeacuterica en buques especialmente
construidos con casco doble El sistema de contencioacuten de carga se disentildea y
construye utilizando materiales especiales para el aislamiento y tanque para
asegurar el transporte seguro de esta carga criogeacutenica
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
43
El GNL en los tanques de carga del buque se mantiene a su temperatura de
saturacioacuten (-161 degC) a lo largo de toda la navegacioacuten pero se permite que una
pequentildea cantidad de vapor se disipe por ebullicioacuten en un proceso que se
denomina autorrefrigeracioacuten El gas evaporado se utiliza para impulsar los
motores del buque
Figura 17 Transporte de GNL
Aproximadamente 40 de los buques de GNL actualmente en servicio
cuentan con sistemas de contencioacuten de carga del tipo de membrana de modo que
tienen un aspecto muy similar al de otros cargueros El resto de los buques tienen
un sistema de contencioacuten de carga maacutes particular que incluye cuatro o maacutes
tanques esfeacutericos grandes Ambos tipos de sistema de contencioacuten poseen
antecedentes de operacioacuten extremadamente seguros y confiables
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
44
Datos sobre buques
- Actualmente se encuentran en servicio maacutes de 120 buques de GNL
- El transporte de GNL por buque tiene antecedentes de seguridad
ejemplares
- Liacutemites de capacidad de carga 19000 m3 a 138000 m3
- Esloras 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft)
- Calados 65 m (12 ft) a 12 m (39 ft)
La flota de buques estaacute desarrollaacutendose raacutepidamente con maacutes de 100 buques
pedidos a los astilleros y que entraraacuten en servicio en los proacuteximos antildeos Tambieacuten
estaacuten naciendo proyectos alternativos para el transporte de GNL en pequentildeas
cantidades bien sea en camiones o en barcos mucho menores que los actuales
323 Regasificacioacuten de GNL
Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificacioacuten
en la zona de mercado el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de
almacenamiento Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal
de licuefaccioacuten Generalmente la descarga de un buque requiere unas 12 horas
Luego el GNL vuelve a su estado gaseoso original Para ello se bombea desde
los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las
condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los
usuarios finales ubicados corriente abajo de la tuberiacutea Posteriormente el gas se
distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
45
Otra modalidad de distribucioacuten consiste en el transporte de GNL a bordo de
cisternas especialmente disentildeadas para su carga desde las plantas
regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros hasta clientes
que disponen de depoacutesitos de GNL que estaacuten disentildeados para almacenar y
regasificar el gas para su uso Esta es la uacutenica modalidad de transporte de GNL
posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional
324 Riesgos de un proyecto de GNL
Debido a que los proyectos de GNL estaacuten basados en contratos de compra y
venta a largo plazo la mayor parte de los riesgos estaacuten basados en la
disponibilidad de gas al proyecto la estabilidad de los paiacuteses donde se ejecuta el
proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del grupo que estaacute ejecutando el
proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr
una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida uacutetil
Las caracteriacutesticas de un buen proyecto de GNL incluyen
Bajos costos de infraestructura y produccioacuten del gas
Bajos costos de transporte del gas y otros productos liacutequidos
Buena estructura del proyecto y de la compantildeiacutea establecida para este
efecto
Ambiente fiscal atractivo
Confianza de los compradores en la estabilidad del proyecto
Seguridad de mercado
Iacutendice del precio del gas con cambios de mercado
Proyecto que sea faacutecilmente financiable
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
46
33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
47
GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
48
GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
49
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
52
BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
ENCICLOPEDIA Hispaacutenica (2001) MACROPEDIA VOLUMEN 7 Segunda
Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
ENCICLOPEDIA Encarta (2007) Biblioteca de Consulta
MICROSOFT Internet www googlecom
X
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
19
Tabla 2 Cuadro comparativo de las emisiones producidas por los
combustibles
142 Ventajas Econoacutemicas
El gas natural es el combustible de menor precio y permite obtener
importantes ahorros en relacioacuten con otros combustibles
1421 Precios equivalentes de los combustibles
Tabla 3 Precios equivalentes de los combustibles
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
20
143 Ventajas Operacionales
El gas natural estaacute disponible en forma continua no requiere tanques de
almacenamiento disminuyendo los riesgos que ello implica y tambieacuten los
costos financieros
No requiere preparacioacuten previa a su utilizacioacuten como por ejemplo
calentarlo pulverizarlo o bombearlo como ocurre con el petroacuteleo o el
carboacuten
Los equipos y quemadores de gas natural son faacuteciles de limpiar y
conservar
La combustioacuten del gas natural puede finalizar instantaacuteneamente tan pronto
como cese la demanda de calor de los aparatos que lo utilizan lo cual es
muy adecuado para cargas variables e intermitentes
La regulacioacuten automaacutetica es sencilla y de gran precisioacuten manteniendo
constante la temperatura o la presioacuten al variar la carga
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
21
El rendimiento del gas natural en la combustioacuten es superior al de otros
combustibles
15 Procesamiento del Gas Natural
Acondicionamiento del gas natural Consiste en la eliminacioacuten de las
impurezas azufre agua CO2 y otras que no tienen valor comercial
Separacioacuten de componentes del gas natural Mediante este proceso el
gas se separa en
- Gas natural seco (metano y etano) que se transporta por gasoductos
hasta los centros de consumo
- Liacutequidos de gas natural (LGN) constituido por propano butanos
pentanos e hidrocarburos maacutes pesados que se transportan por
poliductos hasta una planta de fraccionamiento
Fraccionamiento de componentes del LGN Viene a ser la separacioacuten
de los liacutequidos de gas natural en
- Propano butano (GLP)
- Gasolina natural (pentanos e hidrocarburos maacutes pesados)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
22
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
23
Figura 3 Procesos del Gas Natural
2 Fraccionamiento del Gas Natural
Es un proceso que consiste en separar los liacutequidos del gas natural (LGN) en
gas licuado de petroacuteleo (GLP) y gasolina natural Los Liacutequidos del Gas Natural
(LGN) se enviacutean a las plantas de fraccionamiento donde se obtiene por separado
etano propano butano normal e iso-butano gasolina natural y nafta residual que
se almacenan en forma refrigerada y presurizada en recipientes esfeacutericos
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
24
Figura 4 Algunas Torres de Fraccionamiento
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
25
Figura 5 Fraccionamiento
El proceso de fraccionamiento recibe liacutequidos del gas del proceso
criogeacutenico y condensados dulces que pueden provenir de las plantas endulzadora
de liacutequidos o directamente de los campos productores Consiste en varias etapas
de separacioacuten que se logran a traveacutes de la destilacioacuten Con lo anterior se logra la
separacioacuten de cada uno de los productos como se muestra en la figura
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
26
La forma maacutes utilizada para la separacioacuten de los componentes del gas
natural es mediante enfriamiento se utilizan los principios de refrigeracioacuten
mecaacutenica o autorefrigeracion mediante el principio de Joule Thompson (expansioacuten
isentroacutepica o adiabaacutetica) Posteriormente la mezcla liquida es sometida a
fraccionamiento en una columna de platos o empaques
Efecto Joule Thomson
El efecto de Joule-Thomson o efecto Joule-Kelvin es el proceso en el
cual la temperatura de un sistema disminuye o aumenta al permitir que el sistema
se expanda libremente manteniendo la entalpiacutea constante (lo que significa que el
gas no recibe ni transfiere calor y no realiza ninguacuten trabajo)
Fue descrito por James Prescott Joule y William Thomson el primer Baroacuten
Kelvin quienes establecieron el efecto en 1852 modificando un experimento previo
de Joule en el que un gas se expandiacutea manteniendo constante su energiacutea interna
La relacioacuten entre temperatura presioacuten y volumen de un gas se puede describir de
una forma sencilla gracias a las leyes de los gases Cuando el volumen aumenta
durante un proceso irreversible las leyes de los gases no pueden determinar por
si solas queacute ocurre con la temperatura y presioacuten del gas
En general cuando un gas se expande adiabaacuteticamente la temperatura
puede aumentar o disminuir dependiendo de la presioacuten y temperatura inicial Para
una presioacuten constante (fijada previamente) un gas tendraacute una temperatura de
inversioacuten de Joule-Thompson (Kelvin) sobre la cual al expandirse el gas causa
un aumento de temperatura y por debajo la expansioacuten del gas causa un
enfriamiento En la mayoriacutea de los gases a presioacuten atmosfeacuterica esta temperatura
es bastante alta mucho mayor que la temperatura ambiental y por ello la mayoriacutea
de los gases se enfriacutean al expandirse
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
27
Figura 6 Expansioacuten Joule Thomson Plantas GNL por Refrigeracioacuten
Hemos visto que cuando un gas sufre una expansioacuten a traveacutes de un
obstaacuteculo o estrangulamiento a presiones y temperaturas adecuadas se produce
una disminucioacuten de su temperatura Como se cumple que cuanto maacutes baja es la
temperatura el teacutermino es de mayor valor absoluto y negativo el
coeficiente de Joule-Thomson tendraacute los valores positivos maacutes altos a
temperatura bajas Como consecuencia de ello el enfriamiento por efecto de
Joule-Thomson seraacute mas pronunciado a temperaturas bajas y presiones bajas
El cientiacutefico ingleacutes llamado John Dalton afirmoacute que la presioacuten total de una
mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los
componentes Esta afirmacioacuten ahora es conocida como la ley de presiones
parciales de Dalton la cual nos permite calcular el volumen maacuteximo de vapor de
agua que el gas natural puede contener a una temperatura y presioacuten dada
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
28
La temperatura del gas y las presiones son los factores maacutes importantes en
el disentildeo de un sistema de deshidratacioacuten del gas Sin eacutesta informacioacuten baacutesica el
tamantildeo de un deshidratador adecuado es imposible
La expansioacuten Joule-Thomson utiliza caiacutedas de temperatura para remover
agua condensada y asiacute deshidratar el gas natural En algunos casos el glicol
podriacutea ser inyectado al intercambiador de calor para obtener temperaturas maacutes
bajas antes de la expansioacuten que ocurre en un separador de bajas temperaturas
En esta expansioacuten el gas pasa primero por un intercambiador de calor para
recibir un pre-enfriamiento y posteriormente a traveacutes de una vaacutelvula de expansioacuten
o estrangulador Esta expansioacuten es un proceso isoentaacutelpico donde la caiacuteda de
presioacuten genera una disminucioacuten de temperatura la cual provoca una separacioacuten
de los liacutequidos condensables Generalmente en este tipo de proceso el gas debe
comprimirse para alcanzar la presioacuten requerida para su transporte
Figura 7 Esquema de Proceso de Enfriamiento de Gas Natural mediante
Expansioacuten con Vaacutelvula (efecto de Joule-Thompson)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
29
Figura 8 Refrigeracioacuten por Joule- Thomson
3 Uso de los Productos del proceso de Fraccionamiento
Luego del tratamiento se somete al gas natural a los procesos de extraccioacuten y
Fraccionamiento para separar sus componentes y disponer de gas metano para
su transportacioacuten y distribucioacuten bajo las normas de calidad establecidas Los
componentes separados en este proceso como son el etano propano butano y
pentano se utilizaraacuten posteriormente de manera individual como productos
cotizados en el mercado
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
30
Figura 9 Esquema de los productos del Gas Natural
31 Productos claves del proceso de Fraccionamiento
311 Etano
El etano ( de eacuteter y el sufijo -ano) es un hidrocarburo alifaacutetico alcano con dos
aacutetomos de carbono de foacutermula C2H6 A condiciones normales es gaseoso y un
excelente combustible Su punto de ebullicioacuten estaacute en -88 degC
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
31
Figura 10 Formula Estructural del Etano
El etano se encuentra en cantidad apreciable en el gas natural y constituye el
primer homoacutelogo del metano Los meacutetodos empleados para su obtencioacuten asiacute
como sus propiedades son muy semejantes a las del metano Aunque el etano
tiene poca importancia praacutectica su foacutermula presenta nuevos aspectos que son
muy interesantes
Propiedades Fiacutesicas
Se encuentra en estado gaseoso a temperatura ambiente Presenta un iacutendice
de octanaje superior al de la gasolina y tiene una presioacuten de vapor inferior
resultando en menores emisiones evaporativas La combustioacuten en el aire es
inferior a la de la gasolina lo que reduce el nuacutemero y la importancia de los
incendios en los vehiacuteculos Su punto de fusioacuten es -1833deg y su punto de ebullicioacuten
es de -886 deg C
Propiedades Quiacutemicas
Su estructura es uacutenica ya que existe una sola manera de unir los aacutetomos de
carbono en estas moleacuteculas No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
32
Aplicaciones
El etano se puede utilizar de dos maneras
Como mezcla con la gasolina con el objetivo de un aumento del octanaje de
la gasolina
Como etano puro compuesto de etano hidratado a 955 GL
Es un excelente combustible automotriz El etano anhidro tiene un poder
caloriacutefero inferior y superior de 212 y 234 mega joule por litro respectivamente
contra 301 y 349 mega joule por litro de gasolina En Brasil las propiedades del
etano (como combustible) llevaron al desarrollo de motores a alcohol y motores
para la mezcla alcohol gasolina Hasta 1988 los avances se realizaron por la
industria automoviliacutestica (GM Ford Volkswagen Fiat) para sistemas carburados
actualmente se encuentran disponibles para todos los motores con sistemas a
inyeccioacuten electroacutenica
Existen varias formas para obtener olefinas pero nosotros nos vamos a centrar
en la produccioacuten de Etileno y Propileno a partir del gas natural o Propano y Etano
esta misma materia prima es la que se usa en la Planta de Olefinas del Complejo
Petroquiacutemico El Tablazo ubicado en los Puertos de Altagracia Estado Zulia
Venezuela (Pequiven SA)
Estaacute la alimentacioacuten de materia prima que es el propano y etano a un 95 y
955 de pureza respectivamente esto ocurre de forma liquida a una presioacuten de
176 kgcm2 y 38 ordmC Este gas pasa por una seccioacuten de hornos en total hay 9
hornos en los cuales hay 7 hornos con celdas simples y 2 con celdas dobles
cada celda con la misma capacidad que la otra En estas celdas se va a realizar la
pirolisis con una mezcla de vapor de agua con los hidrocarburos con una relacioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
33
de 03 kg de vapor de agua sobre kg de hidrocarburo la pirolisis para el Etano
ocurre a 843 ordmC para el etano y de 826 a 843 ordmC para el propano
Figura 11 Esquema de distribucioacuten del Etileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
34
312 Propano
El propano (de abreviacioacuten de propioacutenico mas el sufijo -ano) es un gas
incoloro e inodoro Pertenece a los hidrocarburos alifaacuteticos (los alcanos) Su
foacutermula quiacutemica C3H8
Figura 12 Formula Estructural del Propano
El propano se suele obtener del gas natural o de los gases de los procesos
de cracking producidos en las instalaciones petroquiacutemicas Se obtiene en
yacimientos subterraacuteneos de petroacuteleo Una vez extraiacutedo el crudo se procede a un
tratamiento de refino para obtener los distintos productos que provienen de este
aceite entre ellos el gas propano
Propiedades Fiacutesicas
Hidrocarburo gaseoso incoloro y combustible que se halla en el petroacuteleo
americano Tiene 3 aacutetomos de Carbono su punto de fusioacuten es -18765degC y su
punto de ebullicioacuten es de -421 deg C
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
35
Propiedades Quiacutemicas
Posee baja polaridad No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
Aplicaciones
Por sus aplicaciones es un buen sustituto del gas obtenido por destilacioacuten seca
de la hulla El principal uso del propano es el aprovechamiento energeacutetico como
combustible en hogares comercios e industrias Con base al punto de ebullicioacuten
maacutes bajo que el butano y el mayor valor energeacutetico por gramo a veces se mezcla
con eacuteste o se utiliza propano en vez de butano En la industria quiacutemica es uno de
los productos de partida en la siacutentesis del propeno Es usado para la siacutentesis de
productos quiacutemicos petroquiacutemicos o plaacutestico (PVC Polietileno polipropileno
etc) Ademaacutes se utiliza como gas refrigerante (R290) o como gas propulsor en
aerosoles
No suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje No es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya
que por su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las
conducciones De hecho se eliminan los restos de butano y propano del gas
natural por este motivo
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
36
Figura 13 Esquema de distribucioacuten del Propileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
37
313 Butano
El butano (del aacutecido butiacuterico y eacuteste del latiacuten butyrum manteca y del sufijo -
ano) tambieacuten llamado n-butano es un hidrocarburo saturado parafiacutenico o
alifaacutetico inflamable gaseoso que se licuacutea a presioacuten atmosfeacuterica a -05 degC formado
por cuatro aacutetomos de carbono y por diez de hidroacutegeno cuya foacutermula quiacutemica es
C4H10 Tambieacuten puede denominarse con el mismo nombre a un isoacutemero de eacuteste
gas el isobutano o metilpropano
Los aacutetomos de carbono se encuentran unidos formando una cadena abierta
En el n-butano (normal) la cadena es continua y sin ramificaciones mientras que
en el i-butano (iso) o metilpropano uno de los aacutetomos de carbono forma una
ramificacioacuten lateral Esta diferencia de estructura es la causa de las distintas
propiedades que presentan
Como es un gas incoloro e inodoro en su elaboracioacuten se le antildeade un
odorizante (generalmente un mercaptano) que le confiere olor desagradable Esto
le permite ser detectado en una fuga porque es altamente volaacutetil y puede provocar
una explosioacuten
En caso de extincioacuten de un fuego por gas butano se emplea dioacutexido de
carbono (CO2) polvo quiacutemico o niebla de agua para enfriar y dispersar vapores El
butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
38
Figura 14 Formula Estructural del Butano
El butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
Propiedades Fiacutesicas
- Estado de agregacioacuten Gas
- Apariencia Incoloro
- Densidad 252 kgm3 000252 gcm3
- Masa 5808 u
- Punto de fusioacuten 1349 K (minus1383 degC)
- Punto de ebullicioacuten 2727 K (-05 degC)
- Punto de descomposicioacuten K (-27315 degC)
- Temperatura criacutetica K (-27315 degC)
Propiedades Quiacutemicas
- Solubilidad en agua 61 g100 ml H2O
- KPS nd
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
39
Aplicaciones
La principal aplicacioacuten del gas butano es la de combustible en hogares para la
cocina y agua caliente el gas butano no suele usarse en sistemas de calefaccioacuten
ya que no suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje es un gas un tanto inestable desde el punto de vista de la
licuefaccioacuten por ello la normativa espantildeola el Real Decreto 9192006 no permite
el tener mas de dos bombonas de gas butano en el interior de locales que tengan
aparatos a gas uno en reserva y uno en descarga ademaacutes de esto tampoco esta
permitido el almacenamiento en posicioacuten horizontal por esto cuando se ven
almacenes de envases GLP (bombonas de gas butano) estaacuten estos colocados en
estructuras metaacutelicas tipo estanteriacutea y siempre estaacuten en posicioacuten vertical asiacute
mismo como los camiones de transporte o distribucioacuten de gas butano
El gas butano no es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya que por
su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las conducciones y
esto provocar graves accidentes De hecho se eliminan los restos de butano y
propano del gas natural por este motivo creando un gas mucho maacutes estable para
su transporte por gaseoductos nos referimos al gas natural
Figura 15 Bombonas de Gas Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
40
El iso- butano tiene su uso principal para alquilato y MTBE componentes
clave en la produccioacuten de gasolinas El eacuteter metil tert-butiacutelico metil tert-butil
eacuteter metil terc-butil eacuteter o por sus siglas MTBE es un liacutequido inflamable de olor
caracteriacutestico desagradable Se fabrica combinando sustancias quiacutemicas como
isobutileno y metanol y se ha usado desde los antildeos 1980 como aditivo para
incrementar el octanaje de la gasolina sin plomo
El MTBE se usa tambieacuten para disolver caacutelculos biliares En estos pacientes
el MTBE se hace llegar directamente a los caacutelculos a traveacutes de tubos especiales
insertados por medio de cirugiacutea
El n - butano provee volatilidad en gasolinas Gas combustible (solo o
mezclado con propano) Plantas de butadieno (cuero sinteacutetico) y olefinas
314 Gasolina Natural
Producto resultante del procesamiento de gas natural Compuesta
baacutesicamente por pentano hexano y heptano Los meacutetodos utilizados para su
elaboracioacuten son la absorcioacuten con aceite pesado la absorcioacuten con carboacuten vegetal
compresioacuten y refinacioacuten Se utiliza para la mezcla con gasolina que se produce en
las refineriacuteas o con el petroacuteleo para mejorar la densidad de ese producto y
aumentar su valor comercial
32 Liacutequidos de Gas Natural (LGN)
Los liacutequidos del gas natural (LGN) formados por etano propano butano y
otros componentes hidrocarburos maacutes pesados son utilizados en el mercado
interno como combustible y materia prima (industria petroquiacutemica entre ellas)
Entre los clientes nacionales de la industria del LGN se encuentran mercado
interno de propano Pequiven Refineriacutea de Puerto La Cruz Refineriacutea El Palito las
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
41
plantas de Carenero Guamache Punta Cardoacuten y Super Octanos asiacute como el
mercado domeacutestico en especial las zonas populares
Por otro lado 31 de la produccioacuten de este hidrocarburo abastece los
mercados internacionales Cuba paiacuteses del CARICOM EE UU Meacutexico Chile
Brasil Curazao Puerto Rico y Europa La capacidad total de procesamiento de
LGN en el paiacutes es de 2660 MMPCD estimaacutendose la demanda para el antildeo 2005
en 14 millones de kg (35 MBD) siendo el consumo promedio 36 kgpersona
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)
Infraestructura de LGN
3 plantas de fraccionamiento Joseacute Uleacute y Bajo Grande
3 plantas de extraccioacuten San Joaquiacuten Santa Baacuterbara y Jusepiacuten
3 muelles de embarque Joseacute La Salinas y Bajo Grande
Existen 85 plantas de llenado que cubren casi todo el paiacutes y que surten a
230 empresas privadas distribuidoras y comercializadoras de gas
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
42
321 Almacenamiento de GNL
El GNL se almacena a -161 degC y a presioacuten atmosfeacuterica en tanques
criogeacutenicos especiales para baja temperatura El tiacutepico tanque de GNL tiene doble
pared una pared externa de hormigoacuten armado recubierto con acero al carbono y
una pared interna de acero niquelado al 9 La seguridad y la resistencia son las
consideraciones de disentildeo primarias al construir estos tanques los cuales se
disentildean para soportar terremotos y fuertes vientos
A presioacuten se almacenan los productos a la presioacuten de vapor a la
temperatura ambiente
Refrigerado se mantienen los productos a la temperatura de burbuja a
presioacuten cerca de la atmosfeacuterica (05 ndash 2 psig)
Refrigerado y a presioacuten
322 Transporte de GNL
El GNL se transporta a presioacuten atmosfeacuterica en buques especialmente
construidos con casco doble El sistema de contencioacuten de carga se disentildea y
construye utilizando materiales especiales para el aislamiento y tanque para
asegurar el transporte seguro de esta carga criogeacutenica
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
43
El GNL en los tanques de carga del buque se mantiene a su temperatura de
saturacioacuten (-161 degC) a lo largo de toda la navegacioacuten pero se permite que una
pequentildea cantidad de vapor se disipe por ebullicioacuten en un proceso que se
denomina autorrefrigeracioacuten El gas evaporado se utiliza para impulsar los
motores del buque
Figura 17 Transporte de GNL
Aproximadamente 40 de los buques de GNL actualmente en servicio
cuentan con sistemas de contencioacuten de carga del tipo de membrana de modo que
tienen un aspecto muy similar al de otros cargueros El resto de los buques tienen
un sistema de contencioacuten de carga maacutes particular que incluye cuatro o maacutes
tanques esfeacutericos grandes Ambos tipos de sistema de contencioacuten poseen
antecedentes de operacioacuten extremadamente seguros y confiables
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
44
Datos sobre buques
- Actualmente se encuentran en servicio maacutes de 120 buques de GNL
- El transporte de GNL por buque tiene antecedentes de seguridad
ejemplares
- Liacutemites de capacidad de carga 19000 m3 a 138000 m3
- Esloras 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft)
- Calados 65 m (12 ft) a 12 m (39 ft)
La flota de buques estaacute desarrollaacutendose raacutepidamente con maacutes de 100 buques
pedidos a los astilleros y que entraraacuten en servicio en los proacuteximos antildeos Tambieacuten
estaacuten naciendo proyectos alternativos para el transporte de GNL en pequentildeas
cantidades bien sea en camiones o en barcos mucho menores que los actuales
323 Regasificacioacuten de GNL
Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificacioacuten
en la zona de mercado el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de
almacenamiento Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal
de licuefaccioacuten Generalmente la descarga de un buque requiere unas 12 horas
Luego el GNL vuelve a su estado gaseoso original Para ello se bombea desde
los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las
condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los
usuarios finales ubicados corriente abajo de la tuberiacutea Posteriormente el gas se
distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
45
Otra modalidad de distribucioacuten consiste en el transporte de GNL a bordo de
cisternas especialmente disentildeadas para su carga desde las plantas
regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros hasta clientes
que disponen de depoacutesitos de GNL que estaacuten disentildeados para almacenar y
regasificar el gas para su uso Esta es la uacutenica modalidad de transporte de GNL
posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional
324 Riesgos de un proyecto de GNL
Debido a que los proyectos de GNL estaacuten basados en contratos de compra y
venta a largo plazo la mayor parte de los riesgos estaacuten basados en la
disponibilidad de gas al proyecto la estabilidad de los paiacuteses donde se ejecuta el
proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del grupo que estaacute ejecutando el
proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr
una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida uacutetil
Las caracteriacutesticas de un buen proyecto de GNL incluyen
Bajos costos de infraestructura y produccioacuten del gas
Bajos costos de transporte del gas y otros productos liacutequidos
Buena estructura del proyecto y de la compantildeiacutea establecida para este
efecto
Ambiente fiscal atractivo
Confianza de los compradores en la estabilidad del proyecto
Seguridad de mercado
Iacutendice del precio del gas con cambios de mercado
Proyecto que sea faacutecilmente financiable
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
46
33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
47
GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
48
GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
49
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
52
BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
ENCICLOPEDIA Hispaacutenica (2001) MACROPEDIA VOLUMEN 7 Segunda
Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
ENCICLOPEDIA Encarta (2007) Biblioteca de Consulta
MICROSOFT Internet www googlecom
X
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
20
143 Ventajas Operacionales
El gas natural estaacute disponible en forma continua no requiere tanques de
almacenamiento disminuyendo los riesgos que ello implica y tambieacuten los
costos financieros
No requiere preparacioacuten previa a su utilizacioacuten como por ejemplo
calentarlo pulverizarlo o bombearlo como ocurre con el petroacuteleo o el
carboacuten
Los equipos y quemadores de gas natural son faacuteciles de limpiar y
conservar
La combustioacuten del gas natural puede finalizar instantaacuteneamente tan pronto
como cese la demanda de calor de los aparatos que lo utilizan lo cual es
muy adecuado para cargas variables e intermitentes
La regulacioacuten automaacutetica es sencilla y de gran precisioacuten manteniendo
constante la temperatura o la presioacuten al variar la carga
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
21
El rendimiento del gas natural en la combustioacuten es superior al de otros
combustibles
15 Procesamiento del Gas Natural
Acondicionamiento del gas natural Consiste en la eliminacioacuten de las
impurezas azufre agua CO2 y otras que no tienen valor comercial
Separacioacuten de componentes del gas natural Mediante este proceso el
gas se separa en
- Gas natural seco (metano y etano) que se transporta por gasoductos
hasta los centros de consumo
- Liacutequidos de gas natural (LGN) constituido por propano butanos
pentanos e hidrocarburos maacutes pesados que se transportan por
poliductos hasta una planta de fraccionamiento
Fraccionamiento de componentes del LGN Viene a ser la separacioacuten
de los liacutequidos de gas natural en
- Propano butano (GLP)
- Gasolina natural (pentanos e hidrocarburos maacutes pesados)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
22
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
23
Figura 3 Procesos del Gas Natural
2 Fraccionamiento del Gas Natural
Es un proceso que consiste en separar los liacutequidos del gas natural (LGN) en
gas licuado de petroacuteleo (GLP) y gasolina natural Los Liacutequidos del Gas Natural
(LGN) se enviacutean a las plantas de fraccionamiento donde se obtiene por separado
etano propano butano normal e iso-butano gasolina natural y nafta residual que
se almacenan en forma refrigerada y presurizada en recipientes esfeacutericos
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
24
Figura 4 Algunas Torres de Fraccionamiento
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
25
Figura 5 Fraccionamiento
El proceso de fraccionamiento recibe liacutequidos del gas del proceso
criogeacutenico y condensados dulces que pueden provenir de las plantas endulzadora
de liacutequidos o directamente de los campos productores Consiste en varias etapas
de separacioacuten que se logran a traveacutes de la destilacioacuten Con lo anterior se logra la
separacioacuten de cada uno de los productos como se muestra en la figura
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
26
La forma maacutes utilizada para la separacioacuten de los componentes del gas
natural es mediante enfriamiento se utilizan los principios de refrigeracioacuten
mecaacutenica o autorefrigeracion mediante el principio de Joule Thompson (expansioacuten
isentroacutepica o adiabaacutetica) Posteriormente la mezcla liquida es sometida a
fraccionamiento en una columna de platos o empaques
Efecto Joule Thomson
El efecto de Joule-Thomson o efecto Joule-Kelvin es el proceso en el
cual la temperatura de un sistema disminuye o aumenta al permitir que el sistema
se expanda libremente manteniendo la entalpiacutea constante (lo que significa que el
gas no recibe ni transfiere calor y no realiza ninguacuten trabajo)
Fue descrito por James Prescott Joule y William Thomson el primer Baroacuten
Kelvin quienes establecieron el efecto en 1852 modificando un experimento previo
de Joule en el que un gas se expandiacutea manteniendo constante su energiacutea interna
La relacioacuten entre temperatura presioacuten y volumen de un gas se puede describir de
una forma sencilla gracias a las leyes de los gases Cuando el volumen aumenta
durante un proceso irreversible las leyes de los gases no pueden determinar por
si solas queacute ocurre con la temperatura y presioacuten del gas
En general cuando un gas se expande adiabaacuteticamente la temperatura
puede aumentar o disminuir dependiendo de la presioacuten y temperatura inicial Para
una presioacuten constante (fijada previamente) un gas tendraacute una temperatura de
inversioacuten de Joule-Thompson (Kelvin) sobre la cual al expandirse el gas causa
un aumento de temperatura y por debajo la expansioacuten del gas causa un
enfriamiento En la mayoriacutea de los gases a presioacuten atmosfeacuterica esta temperatura
es bastante alta mucho mayor que la temperatura ambiental y por ello la mayoriacutea
de los gases se enfriacutean al expandirse
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
27
Figura 6 Expansioacuten Joule Thomson Plantas GNL por Refrigeracioacuten
Hemos visto que cuando un gas sufre una expansioacuten a traveacutes de un
obstaacuteculo o estrangulamiento a presiones y temperaturas adecuadas se produce
una disminucioacuten de su temperatura Como se cumple que cuanto maacutes baja es la
temperatura el teacutermino es de mayor valor absoluto y negativo el
coeficiente de Joule-Thomson tendraacute los valores positivos maacutes altos a
temperatura bajas Como consecuencia de ello el enfriamiento por efecto de
Joule-Thomson seraacute mas pronunciado a temperaturas bajas y presiones bajas
El cientiacutefico ingleacutes llamado John Dalton afirmoacute que la presioacuten total de una
mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los
componentes Esta afirmacioacuten ahora es conocida como la ley de presiones
parciales de Dalton la cual nos permite calcular el volumen maacuteximo de vapor de
agua que el gas natural puede contener a una temperatura y presioacuten dada
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
28
La temperatura del gas y las presiones son los factores maacutes importantes en
el disentildeo de un sistema de deshidratacioacuten del gas Sin eacutesta informacioacuten baacutesica el
tamantildeo de un deshidratador adecuado es imposible
La expansioacuten Joule-Thomson utiliza caiacutedas de temperatura para remover
agua condensada y asiacute deshidratar el gas natural En algunos casos el glicol
podriacutea ser inyectado al intercambiador de calor para obtener temperaturas maacutes
bajas antes de la expansioacuten que ocurre en un separador de bajas temperaturas
En esta expansioacuten el gas pasa primero por un intercambiador de calor para
recibir un pre-enfriamiento y posteriormente a traveacutes de una vaacutelvula de expansioacuten
o estrangulador Esta expansioacuten es un proceso isoentaacutelpico donde la caiacuteda de
presioacuten genera una disminucioacuten de temperatura la cual provoca una separacioacuten
de los liacutequidos condensables Generalmente en este tipo de proceso el gas debe
comprimirse para alcanzar la presioacuten requerida para su transporte
Figura 7 Esquema de Proceso de Enfriamiento de Gas Natural mediante
Expansioacuten con Vaacutelvula (efecto de Joule-Thompson)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
29
Figura 8 Refrigeracioacuten por Joule- Thomson
3 Uso de los Productos del proceso de Fraccionamiento
Luego del tratamiento se somete al gas natural a los procesos de extraccioacuten y
Fraccionamiento para separar sus componentes y disponer de gas metano para
su transportacioacuten y distribucioacuten bajo las normas de calidad establecidas Los
componentes separados en este proceso como son el etano propano butano y
pentano se utilizaraacuten posteriormente de manera individual como productos
cotizados en el mercado
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
30
Figura 9 Esquema de los productos del Gas Natural
31 Productos claves del proceso de Fraccionamiento
311 Etano
El etano ( de eacuteter y el sufijo -ano) es un hidrocarburo alifaacutetico alcano con dos
aacutetomos de carbono de foacutermula C2H6 A condiciones normales es gaseoso y un
excelente combustible Su punto de ebullicioacuten estaacute en -88 degC
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
31
Figura 10 Formula Estructural del Etano
El etano se encuentra en cantidad apreciable en el gas natural y constituye el
primer homoacutelogo del metano Los meacutetodos empleados para su obtencioacuten asiacute
como sus propiedades son muy semejantes a las del metano Aunque el etano
tiene poca importancia praacutectica su foacutermula presenta nuevos aspectos que son
muy interesantes
Propiedades Fiacutesicas
Se encuentra en estado gaseoso a temperatura ambiente Presenta un iacutendice
de octanaje superior al de la gasolina y tiene una presioacuten de vapor inferior
resultando en menores emisiones evaporativas La combustioacuten en el aire es
inferior a la de la gasolina lo que reduce el nuacutemero y la importancia de los
incendios en los vehiacuteculos Su punto de fusioacuten es -1833deg y su punto de ebullicioacuten
es de -886 deg C
Propiedades Quiacutemicas
Su estructura es uacutenica ya que existe una sola manera de unir los aacutetomos de
carbono en estas moleacuteculas No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
32
Aplicaciones
El etano se puede utilizar de dos maneras
Como mezcla con la gasolina con el objetivo de un aumento del octanaje de
la gasolina
Como etano puro compuesto de etano hidratado a 955 GL
Es un excelente combustible automotriz El etano anhidro tiene un poder
caloriacutefero inferior y superior de 212 y 234 mega joule por litro respectivamente
contra 301 y 349 mega joule por litro de gasolina En Brasil las propiedades del
etano (como combustible) llevaron al desarrollo de motores a alcohol y motores
para la mezcla alcohol gasolina Hasta 1988 los avances se realizaron por la
industria automoviliacutestica (GM Ford Volkswagen Fiat) para sistemas carburados
actualmente se encuentran disponibles para todos los motores con sistemas a
inyeccioacuten electroacutenica
Existen varias formas para obtener olefinas pero nosotros nos vamos a centrar
en la produccioacuten de Etileno y Propileno a partir del gas natural o Propano y Etano
esta misma materia prima es la que se usa en la Planta de Olefinas del Complejo
Petroquiacutemico El Tablazo ubicado en los Puertos de Altagracia Estado Zulia
Venezuela (Pequiven SA)
Estaacute la alimentacioacuten de materia prima que es el propano y etano a un 95 y
955 de pureza respectivamente esto ocurre de forma liquida a una presioacuten de
176 kgcm2 y 38 ordmC Este gas pasa por una seccioacuten de hornos en total hay 9
hornos en los cuales hay 7 hornos con celdas simples y 2 con celdas dobles
cada celda con la misma capacidad que la otra En estas celdas se va a realizar la
pirolisis con una mezcla de vapor de agua con los hidrocarburos con una relacioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
33
de 03 kg de vapor de agua sobre kg de hidrocarburo la pirolisis para el Etano
ocurre a 843 ordmC para el etano y de 826 a 843 ordmC para el propano
Figura 11 Esquema de distribucioacuten del Etileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
34
312 Propano
El propano (de abreviacioacuten de propioacutenico mas el sufijo -ano) es un gas
incoloro e inodoro Pertenece a los hidrocarburos alifaacuteticos (los alcanos) Su
foacutermula quiacutemica C3H8
Figura 12 Formula Estructural del Propano
El propano se suele obtener del gas natural o de los gases de los procesos
de cracking producidos en las instalaciones petroquiacutemicas Se obtiene en
yacimientos subterraacuteneos de petroacuteleo Una vez extraiacutedo el crudo se procede a un
tratamiento de refino para obtener los distintos productos que provienen de este
aceite entre ellos el gas propano
Propiedades Fiacutesicas
Hidrocarburo gaseoso incoloro y combustible que se halla en el petroacuteleo
americano Tiene 3 aacutetomos de Carbono su punto de fusioacuten es -18765degC y su
punto de ebullicioacuten es de -421 deg C
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
35
Propiedades Quiacutemicas
Posee baja polaridad No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
Aplicaciones
Por sus aplicaciones es un buen sustituto del gas obtenido por destilacioacuten seca
de la hulla El principal uso del propano es el aprovechamiento energeacutetico como
combustible en hogares comercios e industrias Con base al punto de ebullicioacuten
maacutes bajo que el butano y el mayor valor energeacutetico por gramo a veces se mezcla
con eacuteste o se utiliza propano en vez de butano En la industria quiacutemica es uno de
los productos de partida en la siacutentesis del propeno Es usado para la siacutentesis de
productos quiacutemicos petroquiacutemicos o plaacutestico (PVC Polietileno polipropileno
etc) Ademaacutes se utiliza como gas refrigerante (R290) o como gas propulsor en
aerosoles
No suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje No es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya
que por su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las
conducciones De hecho se eliminan los restos de butano y propano del gas
natural por este motivo
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
36
Figura 13 Esquema de distribucioacuten del Propileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
37
313 Butano
El butano (del aacutecido butiacuterico y eacuteste del latiacuten butyrum manteca y del sufijo -
ano) tambieacuten llamado n-butano es un hidrocarburo saturado parafiacutenico o
alifaacutetico inflamable gaseoso que se licuacutea a presioacuten atmosfeacuterica a -05 degC formado
por cuatro aacutetomos de carbono y por diez de hidroacutegeno cuya foacutermula quiacutemica es
C4H10 Tambieacuten puede denominarse con el mismo nombre a un isoacutemero de eacuteste
gas el isobutano o metilpropano
Los aacutetomos de carbono se encuentran unidos formando una cadena abierta
En el n-butano (normal) la cadena es continua y sin ramificaciones mientras que
en el i-butano (iso) o metilpropano uno de los aacutetomos de carbono forma una
ramificacioacuten lateral Esta diferencia de estructura es la causa de las distintas
propiedades que presentan
Como es un gas incoloro e inodoro en su elaboracioacuten se le antildeade un
odorizante (generalmente un mercaptano) que le confiere olor desagradable Esto
le permite ser detectado en una fuga porque es altamente volaacutetil y puede provocar
una explosioacuten
En caso de extincioacuten de un fuego por gas butano se emplea dioacutexido de
carbono (CO2) polvo quiacutemico o niebla de agua para enfriar y dispersar vapores El
butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
38
Figura 14 Formula Estructural del Butano
El butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
Propiedades Fiacutesicas
- Estado de agregacioacuten Gas
- Apariencia Incoloro
- Densidad 252 kgm3 000252 gcm3
- Masa 5808 u
- Punto de fusioacuten 1349 K (minus1383 degC)
- Punto de ebullicioacuten 2727 K (-05 degC)
- Punto de descomposicioacuten K (-27315 degC)
- Temperatura criacutetica K (-27315 degC)
Propiedades Quiacutemicas
- Solubilidad en agua 61 g100 ml H2O
- KPS nd
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Aplicaciones
La principal aplicacioacuten del gas butano es la de combustible en hogares para la
cocina y agua caliente el gas butano no suele usarse en sistemas de calefaccioacuten
ya que no suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje es un gas un tanto inestable desde el punto de vista de la
licuefaccioacuten por ello la normativa espantildeola el Real Decreto 9192006 no permite
el tener mas de dos bombonas de gas butano en el interior de locales que tengan
aparatos a gas uno en reserva y uno en descarga ademaacutes de esto tampoco esta
permitido el almacenamiento en posicioacuten horizontal por esto cuando se ven
almacenes de envases GLP (bombonas de gas butano) estaacuten estos colocados en
estructuras metaacutelicas tipo estanteriacutea y siempre estaacuten en posicioacuten vertical asiacute
mismo como los camiones de transporte o distribucioacuten de gas butano
El gas butano no es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya que por
su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las conducciones y
esto provocar graves accidentes De hecho se eliminan los restos de butano y
propano del gas natural por este motivo creando un gas mucho maacutes estable para
su transporte por gaseoductos nos referimos al gas natural
Figura 15 Bombonas de Gas Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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El iso- butano tiene su uso principal para alquilato y MTBE componentes
clave en la produccioacuten de gasolinas El eacuteter metil tert-butiacutelico metil tert-butil
eacuteter metil terc-butil eacuteter o por sus siglas MTBE es un liacutequido inflamable de olor
caracteriacutestico desagradable Se fabrica combinando sustancias quiacutemicas como
isobutileno y metanol y se ha usado desde los antildeos 1980 como aditivo para
incrementar el octanaje de la gasolina sin plomo
El MTBE se usa tambieacuten para disolver caacutelculos biliares En estos pacientes
el MTBE se hace llegar directamente a los caacutelculos a traveacutes de tubos especiales
insertados por medio de cirugiacutea
El n - butano provee volatilidad en gasolinas Gas combustible (solo o
mezclado con propano) Plantas de butadieno (cuero sinteacutetico) y olefinas
314 Gasolina Natural
Producto resultante del procesamiento de gas natural Compuesta
baacutesicamente por pentano hexano y heptano Los meacutetodos utilizados para su
elaboracioacuten son la absorcioacuten con aceite pesado la absorcioacuten con carboacuten vegetal
compresioacuten y refinacioacuten Se utiliza para la mezcla con gasolina que se produce en
las refineriacuteas o con el petroacuteleo para mejorar la densidad de ese producto y
aumentar su valor comercial
32 Liacutequidos de Gas Natural (LGN)
Los liacutequidos del gas natural (LGN) formados por etano propano butano y
otros componentes hidrocarburos maacutes pesados son utilizados en el mercado
interno como combustible y materia prima (industria petroquiacutemica entre ellas)
Entre los clientes nacionales de la industria del LGN se encuentran mercado
interno de propano Pequiven Refineriacutea de Puerto La Cruz Refineriacutea El Palito las
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
41
plantas de Carenero Guamache Punta Cardoacuten y Super Octanos asiacute como el
mercado domeacutestico en especial las zonas populares
Por otro lado 31 de la produccioacuten de este hidrocarburo abastece los
mercados internacionales Cuba paiacuteses del CARICOM EE UU Meacutexico Chile
Brasil Curazao Puerto Rico y Europa La capacidad total de procesamiento de
LGN en el paiacutes es de 2660 MMPCD estimaacutendose la demanda para el antildeo 2005
en 14 millones de kg (35 MBD) siendo el consumo promedio 36 kgpersona
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)
Infraestructura de LGN
3 plantas de fraccionamiento Joseacute Uleacute y Bajo Grande
3 plantas de extraccioacuten San Joaquiacuten Santa Baacuterbara y Jusepiacuten
3 muelles de embarque Joseacute La Salinas y Bajo Grande
Existen 85 plantas de llenado que cubren casi todo el paiacutes y que surten a
230 empresas privadas distribuidoras y comercializadoras de gas
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
42
321 Almacenamiento de GNL
El GNL se almacena a -161 degC y a presioacuten atmosfeacuterica en tanques
criogeacutenicos especiales para baja temperatura El tiacutepico tanque de GNL tiene doble
pared una pared externa de hormigoacuten armado recubierto con acero al carbono y
una pared interna de acero niquelado al 9 La seguridad y la resistencia son las
consideraciones de disentildeo primarias al construir estos tanques los cuales se
disentildean para soportar terremotos y fuertes vientos
A presioacuten se almacenan los productos a la presioacuten de vapor a la
temperatura ambiente
Refrigerado se mantienen los productos a la temperatura de burbuja a
presioacuten cerca de la atmosfeacuterica (05 ndash 2 psig)
Refrigerado y a presioacuten
322 Transporte de GNL
El GNL se transporta a presioacuten atmosfeacuterica en buques especialmente
construidos con casco doble El sistema de contencioacuten de carga se disentildea y
construye utilizando materiales especiales para el aislamiento y tanque para
asegurar el transporte seguro de esta carga criogeacutenica
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
43
El GNL en los tanques de carga del buque se mantiene a su temperatura de
saturacioacuten (-161 degC) a lo largo de toda la navegacioacuten pero se permite que una
pequentildea cantidad de vapor se disipe por ebullicioacuten en un proceso que se
denomina autorrefrigeracioacuten El gas evaporado se utiliza para impulsar los
motores del buque
Figura 17 Transporte de GNL
Aproximadamente 40 de los buques de GNL actualmente en servicio
cuentan con sistemas de contencioacuten de carga del tipo de membrana de modo que
tienen un aspecto muy similar al de otros cargueros El resto de los buques tienen
un sistema de contencioacuten de carga maacutes particular que incluye cuatro o maacutes
tanques esfeacutericos grandes Ambos tipos de sistema de contencioacuten poseen
antecedentes de operacioacuten extremadamente seguros y confiables
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
44
Datos sobre buques
- Actualmente se encuentran en servicio maacutes de 120 buques de GNL
- El transporte de GNL por buque tiene antecedentes de seguridad
ejemplares
- Liacutemites de capacidad de carga 19000 m3 a 138000 m3
- Esloras 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft)
- Calados 65 m (12 ft) a 12 m (39 ft)
La flota de buques estaacute desarrollaacutendose raacutepidamente con maacutes de 100 buques
pedidos a los astilleros y que entraraacuten en servicio en los proacuteximos antildeos Tambieacuten
estaacuten naciendo proyectos alternativos para el transporte de GNL en pequentildeas
cantidades bien sea en camiones o en barcos mucho menores que los actuales
323 Regasificacioacuten de GNL
Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificacioacuten
en la zona de mercado el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de
almacenamiento Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal
de licuefaccioacuten Generalmente la descarga de un buque requiere unas 12 horas
Luego el GNL vuelve a su estado gaseoso original Para ello se bombea desde
los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las
condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los
usuarios finales ubicados corriente abajo de la tuberiacutea Posteriormente el gas se
distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
45
Otra modalidad de distribucioacuten consiste en el transporte de GNL a bordo de
cisternas especialmente disentildeadas para su carga desde las plantas
regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros hasta clientes
que disponen de depoacutesitos de GNL que estaacuten disentildeados para almacenar y
regasificar el gas para su uso Esta es la uacutenica modalidad de transporte de GNL
posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional
324 Riesgos de un proyecto de GNL
Debido a que los proyectos de GNL estaacuten basados en contratos de compra y
venta a largo plazo la mayor parte de los riesgos estaacuten basados en la
disponibilidad de gas al proyecto la estabilidad de los paiacuteses donde se ejecuta el
proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del grupo que estaacute ejecutando el
proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr
una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida uacutetil
Las caracteriacutesticas de un buen proyecto de GNL incluyen
Bajos costos de infraestructura y produccioacuten del gas
Bajos costos de transporte del gas y otros productos liacutequidos
Buena estructura del proyecto y de la compantildeiacutea establecida para este
efecto
Ambiente fiscal atractivo
Confianza de los compradores en la estabilidad del proyecto
Seguridad de mercado
Iacutendice del precio del gas con cambios de mercado
Proyecto que sea faacutecilmente financiable
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
46
33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
47
GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
48
GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
49
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
52
BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
ENCICLOPEDIA Hispaacutenica (2001) MACROPEDIA VOLUMEN 7 Segunda
Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
ENCICLOPEDIA Encarta (2007) Biblioteca de Consulta
MICROSOFT Internet www googlecom
X
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
21
El rendimiento del gas natural en la combustioacuten es superior al de otros
combustibles
15 Procesamiento del Gas Natural
Acondicionamiento del gas natural Consiste en la eliminacioacuten de las
impurezas azufre agua CO2 y otras que no tienen valor comercial
Separacioacuten de componentes del gas natural Mediante este proceso el
gas se separa en
- Gas natural seco (metano y etano) que se transporta por gasoductos
hasta los centros de consumo
- Liacutequidos de gas natural (LGN) constituido por propano butanos
pentanos e hidrocarburos maacutes pesados que se transportan por
poliductos hasta una planta de fraccionamiento
Fraccionamiento de componentes del LGN Viene a ser la separacioacuten
de los liacutequidos de gas natural en
- Propano butano (GLP)
- Gasolina natural (pentanos e hidrocarburos maacutes pesados)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
22
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
23
Figura 3 Procesos del Gas Natural
2 Fraccionamiento del Gas Natural
Es un proceso que consiste en separar los liacutequidos del gas natural (LGN) en
gas licuado de petroacuteleo (GLP) y gasolina natural Los Liacutequidos del Gas Natural
(LGN) se enviacutean a las plantas de fraccionamiento donde se obtiene por separado
etano propano butano normal e iso-butano gasolina natural y nafta residual que
se almacenan en forma refrigerada y presurizada en recipientes esfeacutericos
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
24
Figura 4 Algunas Torres de Fraccionamiento
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
25
Figura 5 Fraccionamiento
El proceso de fraccionamiento recibe liacutequidos del gas del proceso
criogeacutenico y condensados dulces que pueden provenir de las plantas endulzadora
de liacutequidos o directamente de los campos productores Consiste en varias etapas
de separacioacuten que se logran a traveacutes de la destilacioacuten Con lo anterior se logra la
separacioacuten de cada uno de los productos como se muestra en la figura
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
26
La forma maacutes utilizada para la separacioacuten de los componentes del gas
natural es mediante enfriamiento se utilizan los principios de refrigeracioacuten
mecaacutenica o autorefrigeracion mediante el principio de Joule Thompson (expansioacuten
isentroacutepica o adiabaacutetica) Posteriormente la mezcla liquida es sometida a
fraccionamiento en una columna de platos o empaques
Efecto Joule Thomson
El efecto de Joule-Thomson o efecto Joule-Kelvin es el proceso en el
cual la temperatura de un sistema disminuye o aumenta al permitir que el sistema
se expanda libremente manteniendo la entalpiacutea constante (lo que significa que el
gas no recibe ni transfiere calor y no realiza ninguacuten trabajo)
Fue descrito por James Prescott Joule y William Thomson el primer Baroacuten
Kelvin quienes establecieron el efecto en 1852 modificando un experimento previo
de Joule en el que un gas se expandiacutea manteniendo constante su energiacutea interna
La relacioacuten entre temperatura presioacuten y volumen de un gas se puede describir de
una forma sencilla gracias a las leyes de los gases Cuando el volumen aumenta
durante un proceso irreversible las leyes de los gases no pueden determinar por
si solas queacute ocurre con la temperatura y presioacuten del gas
En general cuando un gas se expande adiabaacuteticamente la temperatura
puede aumentar o disminuir dependiendo de la presioacuten y temperatura inicial Para
una presioacuten constante (fijada previamente) un gas tendraacute una temperatura de
inversioacuten de Joule-Thompson (Kelvin) sobre la cual al expandirse el gas causa
un aumento de temperatura y por debajo la expansioacuten del gas causa un
enfriamiento En la mayoriacutea de los gases a presioacuten atmosfeacuterica esta temperatura
es bastante alta mucho mayor que la temperatura ambiental y por ello la mayoriacutea
de los gases se enfriacutean al expandirse
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
27
Figura 6 Expansioacuten Joule Thomson Plantas GNL por Refrigeracioacuten
Hemos visto que cuando un gas sufre una expansioacuten a traveacutes de un
obstaacuteculo o estrangulamiento a presiones y temperaturas adecuadas se produce
una disminucioacuten de su temperatura Como se cumple que cuanto maacutes baja es la
temperatura el teacutermino es de mayor valor absoluto y negativo el
coeficiente de Joule-Thomson tendraacute los valores positivos maacutes altos a
temperatura bajas Como consecuencia de ello el enfriamiento por efecto de
Joule-Thomson seraacute mas pronunciado a temperaturas bajas y presiones bajas
El cientiacutefico ingleacutes llamado John Dalton afirmoacute que la presioacuten total de una
mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los
componentes Esta afirmacioacuten ahora es conocida como la ley de presiones
parciales de Dalton la cual nos permite calcular el volumen maacuteximo de vapor de
agua que el gas natural puede contener a una temperatura y presioacuten dada
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
28
La temperatura del gas y las presiones son los factores maacutes importantes en
el disentildeo de un sistema de deshidratacioacuten del gas Sin eacutesta informacioacuten baacutesica el
tamantildeo de un deshidratador adecuado es imposible
La expansioacuten Joule-Thomson utiliza caiacutedas de temperatura para remover
agua condensada y asiacute deshidratar el gas natural En algunos casos el glicol
podriacutea ser inyectado al intercambiador de calor para obtener temperaturas maacutes
bajas antes de la expansioacuten que ocurre en un separador de bajas temperaturas
En esta expansioacuten el gas pasa primero por un intercambiador de calor para
recibir un pre-enfriamiento y posteriormente a traveacutes de una vaacutelvula de expansioacuten
o estrangulador Esta expansioacuten es un proceso isoentaacutelpico donde la caiacuteda de
presioacuten genera una disminucioacuten de temperatura la cual provoca una separacioacuten
de los liacutequidos condensables Generalmente en este tipo de proceso el gas debe
comprimirse para alcanzar la presioacuten requerida para su transporte
Figura 7 Esquema de Proceso de Enfriamiento de Gas Natural mediante
Expansioacuten con Vaacutelvula (efecto de Joule-Thompson)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
29
Figura 8 Refrigeracioacuten por Joule- Thomson
3 Uso de los Productos del proceso de Fraccionamiento
Luego del tratamiento se somete al gas natural a los procesos de extraccioacuten y
Fraccionamiento para separar sus componentes y disponer de gas metano para
su transportacioacuten y distribucioacuten bajo las normas de calidad establecidas Los
componentes separados en este proceso como son el etano propano butano y
pentano se utilizaraacuten posteriormente de manera individual como productos
cotizados en el mercado
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
30
Figura 9 Esquema de los productos del Gas Natural
31 Productos claves del proceso de Fraccionamiento
311 Etano
El etano ( de eacuteter y el sufijo -ano) es un hidrocarburo alifaacutetico alcano con dos
aacutetomos de carbono de foacutermula C2H6 A condiciones normales es gaseoso y un
excelente combustible Su punto de ebullicioacuten estaacute en -88 degC
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
31
Figura 10 Formula Estructural del Etano
El etano se encuentra en cantidad apreciable en el gas natural y constituye el
primer homoacutelogo del metano Los meacutetodos empleados para su obtencioacuten asiacute
como sus propiedades son muy semejantes a las del metano Aunque el etano
tiene poca importancia praacutectica su foacutermula presenta nuevos aspectos que son
muy interesantes
Propiedades Fiacutesicas
Se encuentra en estado gaseoso a temperatura ambiente Presenta un iacutendice
de octanaje superior al de la gasolina y tiene una presioacuten de vapor inferior
resultando en menores emisiones evaporativas La combustioacuten en el aire es
inferior a la de la gasolina lo que reduce el nuacutemero y la importancia de los
incendios en los vehiacuteculos Su punto de fusioacuten es -1833deg y su punto de ebullicioacuten
es de -886 deg C
Propiedades Quiacutemicas
Su estructura es uacutenica ya que existe una sola manera de unir los aacutetomos de
carbono en estas moleacuteculas No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
32
Aplicaciones
El etano se puede utilizar de dos maneras
Como mezcla con la gasolina con el objetivo de un aumento del octanaje de
la gasolina
Como etano puro compuesto de etano hidratado a 955 GL
Es un excelente combustible automotriz El etano anhidro tiene un poder
caloriacutefero inferior y superior de 212 y 234 mega joule por litro respectivamente
contra 301 y 349 mega joule por litro de gasolina En Brasil las propiedades del
etano (como combustible) llevaron al desarrollo de motores a alcohol y motores
para la mezcla alcohol gasolina Hasta 1988 los avances se realizaron por la
industria automoviliacutestica (GM Ford Volkswagen Fiat) para sistemas carburados
actualmente se encuentran disponibles para todos los motores con sistemas a
inyeccioacuten electroacutenica
Existen varias formas para obtener olefinas pero nosotros nos vamos a centrar
en la produccioacuten de Etileno y Propileno a partir del gas natural o Propano y Etano
esta misma materia prima es la que se usa en la Planta de Olefinas del Complejo
Petroquiacutemico El Tablazo ubicado en los Puertos de Altagracia Estado Zulia
Venezuela (Pequiven SA)
Estaacute la alimentacioacuten de materia prima que es el propano y etano a un 95 y
955 de pureza respectivamente esto ocurre de forma liquida a una presioacuten de
176 kgcm2 y 38 ordmC Este gas pasa por una seccioacuten de hornos en total hay 9
hornos en los cuales hay 7 hornos con celdas simples y 2 con celdas dobles
cada celda con la misma capacidad que la otra En estas celdas se va a realizar la
pirolisis con una mezcla de vapor de agua con los hidrocarburos con una relacioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
33
de 03 kg de vapor de agua sobre kg de hidrocarburo la pirolisis para el Etano
ocurre a 843 ordmC para el etano y de 826 a 843 ordmC para el propano
Figura 11 Esquema de distribucioacuten del Etileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
34
312 Propano
El propano (de abreviacioacuten de propioacutenico mas el sufijo -ano) es un gas
incoloro e inodoro Pertenece a los hidrocarburos alifaacuteticos (los alcanos) Su
foacutermula quiacutemica C3H8
Figura 12 Formula Estructural del Propano
El propano se suele obtener del gas natural o de los gases de los procesos
de cracking producidos en las instalaciones petroquiacutemicas Se obtiene en
yacimientos subterraacuteneos de petroacuteleo Una vez extraiacutedo el crudo se procede a un
tratamiento de refino para obtener los distintos productos que provienen de este
aceite entre ellos el gas propano
Propiedades Fiacutesicas
Hidrocarburo gaseoso incoloro y combustible que se halla en el petroacuteleo
americano Tiene 3 aacutetomos de Carbono su punto de fusioacuten es -18765degC y su
punto de ebullicioacuten es de -421 deg C
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
35
Propiedades Quiacutemicas
Posee baja polaridad No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
Aplicaciones
Por sus aplicaciones es un buen sustituto del gas obtenido por destilacioacuten seca
de la hulla El principal uso del propano es el aprovechamiento energeacutetico como
combustible en hogares comercios e industrias Con base al punto de ebullicioacuten
maacutes bajo que el butano y el mayor valor energeacutetico por gramo a veces se mezcla
con eacuteste o se utiliza propano en vez de butano En la industria quiacutemica es uno de
los productos de partida en la siacutentesis del propeno Es usado para la siacutentesis de
productos quiacutemicos petroquiacutemicos o plaacutestico (PVC Polietileno polipropileno
etc) Ademaacutes se utiliza como gas refrigerante (R290) o como gas propulsor en
aerosoles
No suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje No es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya
que por su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las
conducciones De hecho se eliminan los restos de butano y propano del gas
natural por este motivo
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
36
Figura 13 Esquema de distribucioacuten del Propileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
37
313 Butano
El butano (del aacutecido butiacuterico y eacuteste del latiacuten butyrum manteca y del sufijo -
ano) tambieacuten llamado n-butano es un hidrocarburo saturado parafiacutenico o
alifaacutetico inflamable gaseoso que se licuacutea a presioacuten atmosfeacuterica a -05 degC formado
por cuatro aacutetomos de carbono y por diez de hidroacutegeno cuya foacutermula quiacutemica es
C4H10 Tambieacuten puede denominarse con el mismo nombre a un isoacutemero de eacuteste
gas el isobutano o metilpropano
Los aacutetomos de carbono se encuentran unidos formando una cadena abierta
En el n-butano (normal) la cadena es continua y sin ramificaciones mientras que
en el i-butano (iso) o metilpropano uno de los aacutetomos de carbono forma una
ramificacioacuten lateral Esta diferencia de estructura es la causa de las distintas
propiedades que presentan
Como es un gas incoloro e inodoro en su elaboracioacuten se le antildeade un
odorizante (generalmente un mercaptano) que le confiere olor desagradable Esto
le permite ser detectado en una fuga porque es altamente volaacutetil y puede provocar
una explosioacuten
En caso de extincioacuten de un fuego por gas butano se emplea dioacutexido de
carbono (CO2) polvo quiacutemico o niebla de agua para enfriar y dispersar vapores El
butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
38
Figura 14 Formula Estructural del Butano
El butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
Propiedades Fiacutesicas
- Estado de agregacioacuten Gas
- Apariencia Incoloro
- Densidad 252 kgm3 000252 gcm3
- Masa 5808 u
- Punto de fusioacuten 1349 K (minus1383 degC)
- Punto de ebullicioacuten 2727 K (-05 degC)
- Punto de descomposicioacuten K (-27315 degC)
- Temperatura criacutetica K (-27315 degC)
Propiedades Quiacutemicas
- Solubilidad en agua 61 g100 ml H2O
- KPS nd
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
39
Aplicaciones
La principal aplicacioacuten del gas butano es la de combustible en hogares para la
cocina y agua caliente el gas butano no suele usarse en sistemas de calefaccioacuten
ya que no suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje es un gas un tanto inestable desde el punto de vista de la
licuefaccioacuten por ello la normativa espantildeola el Real Decreto 9192006 no permite
el tener mas de dos bombonas de gas butano en el interior de locales que tengan
aparatos a gas uno en reserva y uno en descarga ademaacutes de esto tampoco esta
permitido el almacenamiento en posicioacuten horizontal por esto cuando se ven
almacenes de envases GLP (bombonas de gas butano) estaacuten estos colocados en
estructuras metaacutelicas tipo estanteriacutea y siempre estaacuten en posicioacuten vertical asiacute
mismo como los camiones de transporte o distribucioacuten de gas butano
El gas butano no es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya que por
su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las conducciones y
esto provocar graves accidentes De hecho se eliminan los restos de butano y
propano del gas natural por este motivo creando un gas mucho maacutes estable para
su transporte por gaseoductos nos referimos al gas natural
Figura 15 Bombonas de Gas Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
40
El iso- butano tiene su uso principal para alquilato y MTBE componentes
clave en la produccioacuten de gasolinas El eacuteter metil tert-butiacutelico metil tert-butil
eacuteter metil terc-butil eacuteter o por sus siglas MTBE es un liacutequido inflamable de olor
caracteriacutestico desagradable Se fabrica combinando sustancias quiacutemicas como
isobutileno y metanol y se ha usado desde los antildeos 1980 como aditivo para
incrementar el octanaje de la gasolina sin plomo
El MTBE se usa tambieacuten para disolver caacutelculos biliares En estos pacientes
el MTBE se hace llegar directamente a los caacutelculos a traveacutes de tubos especiales
insertados por medio de cirugiacutea
El n - butano provee volatilidad en gasolinas Gas combustible (solo o
mezclado con propano) Plantas de butadieno (cuero sinteacutetico) y olefinas
314 Gasolina Natural
Producto resultante del procesamiento de gas natural Compuesta
baacutesicamente por pentano hexano y heptano Los meacutetodos utilizados para su
elaboracioacuten son la absorcioacuten con aceite pesado la absorcioacuten con carboacuten vegetal
compresioacuten y refinacioacuten Se utiliza para la mezcla con gasolina que se produce en
las refineriacuteas o con el petroacuteleo para mejorar la densidad de ese producto y
aumentar su valor comercial
32 Liacutequidos de Gas Natural (LGN)
Los liacutequidos del gas natural (LGN) formados por etano propano butano y
otros componentes hidrocarburos maacutes pesados son utilizados en el mercado
interno como combustible y materia prima (industria petroquiacutemica entre ellas)
Entre los clientes nacionales de la industria del LGN se encuentran mercado
interno de propano Pequiven Refineriacutea de Puerto La Cruz Refineriacutea El Palito las
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
41
plantas de Carenero Guamache Punta Cardoacuten y Super Octanos asiacute como el
mercado domeacutestico en especial las zonas populares
Por otro lado 31 de la produccioacuten de este hidrocarburo abastece los
mercados internacionales Cuba paiacuteses del CARICOM EE UU Meacutexico Chile
Brasil Curazao Puerto Rico y Europa La capacidad total de procesamiento de
LGN en el paiacutes es de 2660 MMPCD estimaacutendose la demanda para el antildeo 2005
en 14 millones de kg (35 MBD) siendo el consumo promedio 36 kgpersona
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)
Infraestructura de LGN
3 plantas de fraccionamiento Joseacute Uleacute y Bajo Grande
3 plantas de extraccioacuten San Joaquiacuten Santa Baacuterbara y Jusepiacuten
3 muelles de embarque Joseacute La Salinas y Bajo Grande
Existen 85 plantas de llenado que cubren casi todo el paiacutes y que surten a
230 empresas privadas distribuidoras y comercializadoras de gas
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
42
321 Almacenamiento de GNL
El GNL se almacena a -161 degC y a presioacuten atmosfeacuterica en tanques
criogeacutenicos especiales para baja temperatura El tiacutepico tanque de GNL tiene doble
pared una pared externa de hormigoacuten armado recubierto con acero al carbono y
una pared interna de acero niquelado al 9 La seguridad y la resistencia son las
consideraciones de disentildeo primarias al construir estos tanques los cuales se
disentildean para soportar terremotos y fuertes vientos
A presioacuten se almacenan los productos a la presioacuten de vapor a la
temperatura ambiente
Refrigerado se mantienen los productos a la temperatura de burbuja a
presioacuten cerca de la atmosfeacuterica (05 ndash 2 psig)
Refrigerado y a presioacuten
322 Transporte de GNL
El GNL se transporta a presioacuten atmosfeacuterica en buques especialmente
construidos con casco doble El sistema de contencioacuten de carga se disentildea y
construye utilizando materiales especiales para el aislamiento y tanque para
asegurar el transporte seguro de esta carga criogeacutenica
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
43
El GNL en los tanques de carga del buque se mantiene a su temperatura de
saturacioacuten (-161 degC) a lo largo de toda la navegacioacuten pero se permite que una
pequentildea cantidad de vapor se disipe por ebullicioacuten en un proceso que se
denomina autorrefrigeracioacuten El gas evaporado se utiliza para impulsar los
motores del buque
Figura 17 Transporte de GNL
Aproximadamente 40 de los buques de GNL actualmente en servicio
cuentan con sistemas de contencioacuten de carga del tipo de membrana de modo que
tienen un aspecto muy similar al de otros cargueros El resto de los buques tienen
un sistema de contencioacuten de carga maacutes particular que incluye cuatro o maacutes
tanques esfeacutericos grandes Ambos tipos de sistema de contencioacuten poseen
antecedentes de operacioacuten extremadamente seguros y confiables
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Datos sobre buques
- Actualmente se encuentran en servicio maacutes de 120 buques de GNL
- El transporte de GNL por buque tiene antecedentes de seguridad
ejemplares
- Liacutemites de capacidad de carga 19000 m3 a 138000 m3
- Esloras 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft)
- Calados 65 m (12 ft) a 12 m (39 ft)
La flota de buques estaacute desarrollaacutendose raacutepidamente con maacutes de 100 buques
pedidos a los astilleros y que entraraacuten en servicio en los proacuteximos antildeos Tambieacuten
estaacuten naciendo proyectos alternativos para el transporte de GNL en pequentildeas
cantidades bien sea en camiones o en barcos mucho menores que los actuales
323 Regasificacioacuten de GNL
Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificacioacuten
en la zona de mercado el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de
almacenamiento Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal
de licuefaccioacuten Generalmente la descarga de un buque requiere unas 12 horas
Luego el GNL vuelve a su estado gaseoso original Para ello se bombea desde
los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las
condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los
usuarios finales ubicados corriente abajo de la tuberiacutea Posteriormente el gas se
distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
45
Otra modalidad de distribucioacuten consiste en el transporte de GNL a bordo de
cisternas especialmente disentildeadas para su carga desde las plantas
regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros hasta clientes
que disponen de depoacutesitos de GNL que estaacuten disentildeados para almacenar y
regasificar el gas para su uso Esta es la uacutenica modalidad de transporte de GNL
posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional
324 Riesgos de un proyecto de GNL
Debido a que los proyectos de GNL estaacuten basados en contratos de compra y
venta a largo plazo la mayor parte de los riesgos estaacuten basados en la
disponibilidad de gas al proyecto la estabilidad de los paiacuteses donde se ejecuta el
proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del grupo que estaacute ejecutando el
proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr
una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida uacutetil
Las caracteriacutesticas de un buen proyecto de GNL incluyen
Bajos costos de infraestructura y produccioacuten del gas
Bajos costos de transporte del gas y otros productos liacutequidos
Buena estructura del proyecto y de la compantildeiacutea establecida para este
efecto
Ambiente fiscal atractivo
Confianza de los compradores en la estabilidad del proyecto
Seguridad de mercado
Iacutendice del precio del gas con cambios de mercado
Proyecto que sea faacutecilmente financiable
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
46
33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
47
GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
48
GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
49
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
52
BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
ENCICLOPEDIA Hispaacutenica (2001) MACROPEDIA VOLUMEN 7 Segunda
Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
ENCICLOPEDIA Encarta (2007) Biblioteca de Consulta
MICROSOFT Internet www googlecom
X
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
22
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
23
Figura 3 Procesos del Gas Natural
2 Fraccionamiento del Gas Natural
Es un proceso que consiste en separar los liacutequidos del gas natural (LGN) en
gas licuado de petroacuteleo (GLP) y gasolina natural Los Liacutequidos del Gas Natural
(LGN) se enviacutean a las plantas de fraccionamiento donde se obtiene por separado
etano propano butano normal e iso-butano gasolina natural y nafta residual que
se almacenan en forma refrigerada y presurizada en recipientes esfeacutericos
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
24
Figura 4 Algunas Torres de Fraccionamiento
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
25
Figura 5 Fraccionamiento
El proceso de fraccionamiento recibe liacutequidos del gas del proceso
criogeacutenico y condensados dulces que pueden provenir de las plantas endulzadora
de liacutequidos o directamente de los campos productores Consiste en varias etapas
de separacioacuten que se logran a traveacutes de la destilacioacuten Con lo anterior se logra la
separacioacuten de cada uno de los productos como se muestra en la figura
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
26
La forma maacutes utilizada para la separacioacuten de los componentes del gas
natural es mediante enfriamiento se utilizan los principios de refrigeracioacuten
mecaacutenica o autorefrigeracion mediante el principio de Joule Thompson (expansioacuten
isentroacutepica o adiabaacutetica) Posteriormente la mezcla liquida es sometida a
fraccionamiento en una columna de platos o empaques
Efecto Joule Thomson
El efecto de Joule-Thomson o efecto Joule-Kelvin es el proceso en el
cual la temperatura de un sistema disminuye o aumenta al permitir que el sistema
se expanda libremente manteniendo la entalpiacutea constante (lo que significa que el
gas no recibe ni transfiere calor y no realiza ninguacuten trabajo)
Fue descrito por James Prescott Joule y William Thomson el primer Baroacuten
Kelvin quienes establecieron el efecto en 1852 modificando un experimento previo
de Joule en el que un gas se expandiacutea manteniendo constante su energiacutea interna
La relacioacuten entre temperatura presioacuten y volumen de un gas se puede describir de
una forma sencilla gracias a las leyes de los gases Cuando el volumen aumenta
durante un proceso irreversible las leyes de los gases no pueden determinar por
si solas queacute ocurre con la temperatura y presioacuten del gas
En general cuando un gas se expande adiabaacuteticamente la temperatura
puede aumentar o disminuir dependiendo de la presioacuten y temperatura inicial Para
una presioacuten constante (fijada previamente) un gas tendraacute una temperatura de
inversioacuten de Joule-Thompson (Kelvin) sobre la cual al expandirse el gas causa
un aumento de temperatura y por debajo la expansioacuten del gas causa un
enfriamiento En la mayoriacutea de los gases a presioacuten atmosfeacuterica esta temperatura
es bastante alta mucho mayor que la temperatura ambiental y por ello la mayoriacutea
de los gases se enfriacutean al expandirse
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
27
Figura 6 Expansioacuten Joule Thomson Plantas GNL por Refrigeracioacuten
Hemos visto que cuando un gas sufre una expansioacuten a traveacutes de un
obstaacuteculo o estrangulamiento a presiones y temperaturas adecuadas se produce
una disminucioacuten de su temperatura Como se cumple que cuanto maacutes baja es la
temperatura el teacutermino es de mayor valor absoluto y negativo el
coeficiente de Joule-Thomson tendraacute los valores positivos maacutes altos a
temperatura bajas Como consecuencia de ello el enfriamiento por efecto de
Joule-Thomson seraacute mas pronunciado a temperaturas bajas y presiones bajas
El cientiacutefico ingleacutes llamado John Dalton afirmoacute que la presioacuten total de una
mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los
componentes Esta afirmacioacuten ahora es conocida como la ley de presiones
parciales de Dalton la cual nos permite calcular el volumen maacuteximo de vapor de
agua que el gas natural puede contener a una temperatura y presioacuten dada
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
28
La temperatura del gas y las presiones son los factores maacutes importantes en
el disentildeo de un sistema de deshidratacioacuten del gas Sin eacutesta informacioacuten baacutesica el
tamantildeo de un deshidratador adecuado es imposible
La expansioacuten Joule-Thomson utiliza caiacutedas de temperatura para remover
agua condensada y asiacute deshidratar el gas natural En algunos casos el glicol
podriacutea ser inyectado al intercambiador de calor para obtener temperaturas maacutes
bajas antes de la expansioacuten que ocurre en un separador de bajas temperaturas
En esta expansioacuten el gas pasa primero por un intercambiador de calor para
recibir un pre-enfriamiento y posteriormente a traveacutes de una vaacutelvula de expansioacuten
o estrangulador Esta expansioacuten es un proceso isoentaacutelpico donde la caiacuteda de
presioacuten genera una disminucioacuten de temperatura la cual provoca una separacioacuten
de los liacutequidos condensables Generalmente en este tipo de proceso el gas debe
comprimirse para alcanzar la presioacuten requerida para su transporte
Figura 7 Esquema de Proceso de Enfriamiento de Gas Natural mediante
Expansioacuten con Vaacutelvula (efecto de Joule-Thompson)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
29
Figura 8 Refrigeracioacuten por Joule- Thomson
3 Uso de los Productos del proceso de Fraccionamiento
Luego del tratamiento se somete al gas natural a los procesos de extraccioacuten y
Fraccionamiento para separar sus componentes y disponer de gas metano para
su transportacioacuten y distribucioacuten bajo las normas de calidad establecidas Los
componentes separados en este proceso como son el etano propano butano y
pentano se utilizaraacuten posteriormente de manera individual como productos
cotizados en el mercado
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
30
Figura 9 Esquema de los productos del Gas Natural
31 Productos claves del proceso de Fraccionamiento
311 Etano
El etano ( de eacuteter y el sufijo -ano) es un hidrocarburo alifaacutetico alcano con dos
aacutetomos de carbono de foacutermula C2H6 A condiciones normales es gaseoso y un
excelente combustible Su punto de ebullicioacuten estaacute en -88 degC
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
31
Figura 10 Formula Estructural del Etano
El etano se encuentra en cantidad apreciable en el gas natural y constituye el
primer homoacutelogo del metano Los meacutetodos empleados para su obtencioacuten asiacute
como sus propiedades son muy semejantes a las del metano Aunque el etano
tiene poca importancia praacutectica su foacutermula presenta nuevos aspectos que son
muy interesantes
Propiedades Fiacutesicas
Se encuentra en estado gaseoso a temperatura ambiente Presenta un iacutendice
de octanaje superior al de la gasolina y tiene una presioacuten de vapor inferior
resultando en menores emisiones evaporativas La combustioacuten en el aire es
inferior a la de la gasolina lo que reduce el nuacutemero y la importancia de los
incendios en los vehiacuteculos Su punto de fusioacuten es -1833deg y su punto de ebullicioacuten
es de -886 deg C
Propiedades Quiacutemicas
Su estructura es uacutenica ya que existe una sola manera de unir los aacutetomos de
carbono en estas moleacuteculas No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
32
Aplicaciones
El etano se puede utilizar de dos maneras
Como mezcla con la gasolina con el objetivo de un aumento del octanaje de
la gasolina
Como etano puro compuesto de etano hidratado a 955 GL
Es un excelente combustible automotriz El etano anhidro tiene un poder
caloriacutefero inferior y superior de 212 y 234 mega joule por litro respectivamente
contra 301 y 349 mega joule por litro de gasolina En Brasil las propiedades del
etano (como combustible) llevaron al desarrollo de motores a alcohol y motores
para la mezcla alcohol gasolina Hasta 1988 los avances se realizaron por la
industria automoviliacutestica (GM Ford Volkswagen Fiat) para sistemas carburados
actualmente se encuentran disponibles para todos los motores con sistemas a
inyeccioacuten electroacutenica
Existen varias formas para obtener olefinas pero nosotros nos vamos a centrar
en la produccioacuten de Etileno y Propileno a partir del gas natural o Propano y Etano
esta misma materia prima es la que se usa en la Planta de Olefinas del Complejo
Petroquiacutemico El Tablazo ubicado en los Puertos de Altagracia Estado Zulia
Venezuela (Pequiven SA)
Estaacute la alimentacioacuten de materia prima que es el propano y etano a un 95 y
955 de pureza respectivamente esto ocurre de forma liquida a una presioacuten de
176 kgcm2 y 38 ordmC Este gas pasa por una seccioacuten de hornos en total hay 9
hornos en los cuales hay 7 hornos con celdas simples y 2 con celdas dobles
cada celda con la misma capacidad que la otra En estas celdas se va a realizar la
pirolisis con una mezcla de vapor de agua con los hidrocarburos con una relacioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
33
de 03 kg de vapor de agua sobre kg de hidrocarburo la pirolisis para el Etano
ocurre a 843 ordmC para el etano y de 826 a 843 ordmC para el propano
Figura 11 Esquema de distribucioacuten del Etileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
34
312 Propano
El propano (de abreviacioacuten de propioacutenico mas el sufijo -ano) es un gas
incoloro e inodoro Pertenece a los hidrocarburos alifaacuteticos (los alcanos) Su
foacutermula quiacutemica C3H8
Figura 12 Formula Estructural del Propano
El propano se suele obtener del gas natural o de los gases de los procesos
de cracking producidos en las instalaciones petroquiacutemicas Se obtiene en
yacimientos subterraacuteneos de petroacuteleo Una vez extraiacutedo el crudo se procede a un
tratamiento de refino para obtener los distintos productos que provienen de este
aceite entre ellos el gas propano
Propiedades Fiacutesicas
Hidrocarburo gaseoso incoloro y combustible que se halla en el petroacuteleo
americano Tiene 3 aacutetomos de Carbono su punto de fusioacuten es -18765degC y su
punto de ebullicioacuten es de -421 deg C
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
35
Propiedades Quiacutemicas
Posee baja polaridad No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
Aplicaciones
Por sus aplicaciones es un buen sustituto del gas obtenido por destilacioacuten seca
de la hulla El principal uso del propano es el aprovechamiento energeacutetico como
combustible en hogares comercios e industrias Con base al punto de ebullicioacuten
maacutes bajo que el butano y el mayor valor energeacutetico por gramo a veces se mezcla
con eacuteste o se utiliza propano en vez de butano En la industria quiacutemica es uno de
los productos de partida en la siacutentesis del propeno Es usado para la siacutentesis de
productos quiacutemicos petroquiacutemicos o plaacutestico (PVC Polietileno polipropileno
etc) Ademaacutes se utiliza como gas refrigerante (R290) o como gas propulsor en
aerosoles
No suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje No es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya
que por su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las
conducciones De hecho se eliminan los restos de butano y propano del gas
natural por este motivo
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
36
Figura 13 Esquema de distribucioacuten del Propileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
37
313 Butano
El butano (del aacutecido butiacuterico y eacuteste del latiacuten butyrum manteca y del sufijo -
ano) tambieacuten llamado n-butano es un hidrocarburo saturado parafiacutenico o
alifaacutetico inflamable gaseoso que se licuacutea a presioacuten atmosfeacuterica a -05 degC formado
por cuatro aacutetomos de carbono y por diez de hidroacutegeno cuya foacutermula quiacutemica es
C4H10 Tambieacuten puede denominarse con el mismo nombre a un isoacutemero de eacuteste
gas el isobutano o metilpropano
Los aacutetomos de carbono se encuentran unidos formando una cadena abierta
En el n-butano (normal) la cadena es continua y sin ramificaciones mientras que
en el i-butano (iso) o metilpropano uno de los aacutetomos de carbono forma una
ramificacioacuten lateral Esta diferencia de estructura es la causa de las distintas
propiedades que presentan
Como es un gas incoloro e inodoro en su elaboracioacuten se le antildeade un
odorizante (generalmente un mercaptano) que le confiere olor desagradable Esto
le permite ser detectado en una fuga porque es altamente volaacutetil y puede provocar
una explosioacuten
En caso de extincioacuten de un fuego por gas butano se emplea dioacutexido de
carbono (CO2) polvo quiacutemico o niebla de agua para enfriar y dispersar vapores El
butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
38
Figura 14 Formula Estructural del Butano
El butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
Propiedades Fiacutesicas
- Estado de agregacioacuten Gas
- Apariencia Incoloro
- Densidad 252 kgm3 000252 gcm3
- Masa 5808 u
- Punto de fusioacuten 1349 K (minus1383 degC)
- Punto de ebullicioacuten 2727 K (-05 degC)
- Punto de descomposicioacuten K (-27315 degC)
- Temperatura criacutetica K (-27315 degC)
Propiedades Quiacutemicas
- Solubilidad en agua 61 g100 ml H2O
- KPS nd
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
39
Aplicaciones
La principal aplicacioacuten del gas butano es la de combustible en hogares para la
cocina y agua caliente el gas butano no suele usarse en sistemas de calefaccioacuten
ya que no suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje es un gas un tanto inestable desde el punto de vista de la
licuefaccioacuten por ello la normativa espantildeola el Real Decreto 9192006 no permite
el tener mas de dos bombonas de gas butano en el interior de locales que tengan
aparatos a gas uno en reserva y uno en descarga ademaacutes de esto tampoco esta
permitido el almacenamiento en posicioacuten horizontal por esto cuando se ven
almacenes de envases GLP (bombonas de gas butano) estaacuten estos colocados en
estructuras metaacutelicas tipo estanteriacutea y siempre estaacuten en posicioacuten vertical asiacute
mismo como los camiones de transporte o distribucioacuten de gas butano
El gas butano no es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya que por
su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las conducciones y
esto provocar graves accidentes De hecho se eliminan los restos de butano y
propano del gas natural por este motivo creando un gas mucho maacutes estable para
su transporte por gaseoductos nos referimos al gas natural
Figura 15 Bombonas de Gas Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
40
El iso- butano tiene su uso principal para alquilato y MTBE componentes
clave en la produccioacuten de gasolinas El eacuteter metil tert-butiacutelico metil tert-butil
eacuteter metil terc-butil eacuteter o por sus siglas MTBE es un liacutequido inflamable de olor
caracteriacutestico desagradable Se fabrica combinando sustancias quiacutemicas como
isobutileno y metanol y se ha usado desde los antildeos 1980 como aditivo para
incrementar el octanaje de la gasolina sin plomo
El MTBE se usa tambieacuten para disolver caacutelculos biliares En estos pacientes
el MTBE se hace llegar directamente a los caacutelculos a traveacutes de tubos especiales
insertados por medio de cirugiacutea
El n - butano provee volatilidad en gasolinas Gas combustible (solo o
mezclado con propano) Plantas de butadieno (cuero sinteacutetico) y olefinas
314 Gasolina Natural
Producto resultante del procesamiento de gas natural Compuesta
baacutesicamente por pentano hexano y heptano Los meacutetodos utilizados para su
elaboracioacuten son la absorcioacuten con aceite pesado la absorcioacuten con carboacuten vegetal
compresioacuten y refinacioacuten Se utiliza para la mezcla con gasolina que se produce en
las refineriacuteas o con el petroacuteleo para mejorar la densidad de ese producto y
aumentar su valor comercial
32 Liacutequidos de Gas Natural (LGN)
Los liacutequidos del gas natural (LGN) formados por etano propano butano y
otros componentes hidrocarburos maacutes pesados son utilizados en el mercado
interno como combustible y materia prima (industria petroquiacutemica entre ellas)
Entre los clientes nacionales de la industria del LGN se encuentran mercado
interno de propano Pequiven Refineriacutea de Puerto La Cruz Refineriacutea El Palito las
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
41
plantas de Carenero Guamache Punta Cardoacuten y Super Octanos asiacute como el
mercado domeacutestico en especial las zonas populares
Por otro lado 31 de la produccioacuten de este hidrocarburo abastece los
mercados internacionales Cuba paiacuteses del CARICOM EE UU Meacutexico Chile
Brasil Curazao Puerto Rico y Europa La capacidad total de procesamiento de
LGN en el paiacutes es de 2660 MMPCD estimaacutendose la demanda para el antildeo 2005
en 14 millones de kg (35 MBD) siendo el consumo promedio 36 kgpersona
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)
Infraestructura de LGN
3 plantas de fraccionamiento Joseacute Uleacute y Bajo Grande
3 plantas de extraccioacuten San Joaquiacuten Santa Baacuterbara y Jusepiacuten
3 muelles de embarque Joseacute La Salinas y Bajo Grande
Existen 85 plantas de llenado que cubren casi todo el paiacutes y que surten a
230 empresas privadas distribuidoras y comercializadoras de gas
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
42
321 Almacenamiento de GNL
El GNL se almacena a -161 degC y a presioacuten atmosfeacuterica en tanques
criogeacutenicos especiales para baja temperatura El tiacutepico tanque de GNL tiene doble
pared una pared externa de hormigoacuten armado recubierto con acero al carbono y
una pared interna de acero niquelado al 9 La seguridad y la resistencia son las
consideraciones de disentildeo primarias al construir estos tanques los cuales se
disentildean para soportar terremotos y fuertes vientos
A presioacuten se almacenan los productos a la presioacuten de vapor a la
temperatura ambiente
Refrigerado se mantienen los productos a la temperatura de burbuja a
presioacuten cerca de la atmosfeacuterica (05 ndash 2 psig)
Refrigerado y a presioacuten
322 Transporte de GNL
El GNL se transporta a presioacuten atmosfeacuterica en buques especialmente
construidos con casco doble El sistema de contencioacuten de carga se disentildea y
construye utilizando materiales especiales para el aislamiento y tanque para
asegurar el transporte seguro de esta carga criogeacutenica
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
43
El GNL en los tanques de carga del buque se mantiene a su temperatura de
saturacioacuten (-161 degC) a lo largo de toda la navegacioacuten pero se permite que una
pequentildea cantidad de vapor se disipe por ebullicioacuten en un proceso que se
denomina autorrefrigeracioacuten El gas evaporado se utiliza para impulsar los
motores del buque
Figura 17 Transporte de GNL
Aproximadamente 40 de los buques de GNL actualmente en servicio
cuentan con sistemas de contencioacuten de carga del tipo de membrana de modo que
tienen un aspecto muy similar al de otros cargueros El resto de los buques tienen
un sistema de contencioacuten de carga maacutes particular que incluye cuatro o maacutes
tanques esfeacutericos grandes Ambos tipos de sistema de contencioacuten poseen
antecedentes de operacioacuten extremadamente seguros y confiables
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
44
Datos sobre buques
- Actualmente se encuentran en servicio maacutes de 120 buques de GNL
- El transporte de GNL por buque tiene antecedentes de seguridad
ejemplares
- Liacutemites de capacidad de carga 19000 m3 a 138000 m3
- Esloras 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft)
- Calados 65 m (12 ft) a 12 m (39 ft)
La flota de buques estaacute desarrollaacutendose raacutepidamente con maacutes de 100 buques
pedidos a los astilleros y que entraraacuten en servicio en los proacuteximos antildeos Tambieacuten
estaacuten naciendo proyectos alternativos para el transporte de GNL en pequentildeas
cantidades bien sea en camiones o en barcos mucho menores que los actuales
323 Regasificacioacuten de GNL
Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificacioacuten
en la zona de mercado el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de
almacenamiento Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal
de licuefaccioacuten Generalmente la descarga de un buque requiere unas 12 horas
Luego el GNL vuelve a su estado gaseoso original Para ello se bombea desde
los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las
condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los
usuarios finales ubicados corriente abajo de la tuberiacutea Posteriormente el gas se
distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
45
Otra modalidad de distribucioacuten consiste en el transporte de GNL a bordo de
cisternas especialmente disentildeadas para su carga desde las plantas
regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros hasta clientes
que disponen de depoacutesitos de GNL que estaacuten disentildeados para almacenar y
regasificar el gas para su uso Esta es la uacutenica modalidad de transporte de GNL
posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional
324 Riesgos de un proyecto de GNL
Debido a que los proyectos de GNL estaacuten basados en contratos de compra y
venta a largo plazo la mayor parte de los riesgos estaacuten basados en la
disponibilidad de gas al proyecto la estabilidad de los paiacuteses donde se ejecuta el
proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del grupo que estaacute ejecutando el
proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr
una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida uacutetil
Las caracteriacutesticas de un buen proyecto de GNL incluyen
Bajos costos de infraestructura y produccioacuten del gas
Bajos costos de transporte del gas y otros productos liacutequidos
Buena estructura del proyecto y de la compantildeiacutea establecida para este
efecto
Ambiente fiscal atractivo
Confianza de los compradores en la estabilidad del proyecto
Seguridad de mercado
Iacutendice del precio del gas con cambios de mercado
Proyecto que sea faacutecilmente financiable
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
47
GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
48
GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
49
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
52
BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
ENCICLOPEDIA Hispaacutenica (2001) MACROPEDIA VOLUMEN 7 Segunda
Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
ENCICLOPEDIA Encarta (2007) Biblioteca de Consulta
MICROSOFT Internet www googlecom
X
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
23
Figura 3 Procesos del Gas Natural
2 Fraccionamiento del Gas Natural
Es un proceso que consiste en separar los liacutequidos del gas natural (LGN) en
gas licuado de petroacuteleo (GLP) y gasolina natural Los Liacutequidos del Gas Natural
(LGN) se enviacutean a las plantas de fraccionamiento donde se obtiene por separado
etano propano butano normal e iso-butano gasolina natural y nafta residual que
se almacenan en forma refrigerada y presurizada en recipientes esfeacutericos
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
24
Figura 4 Algunas Torres de Fraccionamiento
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
25
Figura 5 Fraccionamiento
El proceso de fraccionamiento recibe liacutequidos del gas del proceso
criogeacutenico y condensados dulces que pueden provenir de las plantas endulzadora
de liacutequidos o directamente de los campos productores Consiste en varias etapas
de separacioacuten que se logran a traveacutes de la destilacioacuten Con lo anterior se logra la
separacioacuten de cada uno de los productos como se muestra en la figura
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
26
La forma maacutes utilizada para la separacioacuten de los componentes del gas
natural es mediante enfriamiento se utilizan los principios de refrigeracioacuten
mecaacutenica o autorefrigeracion mediante el principio de Joule Thompson (expansioacuten
isentroacutepica o adiabaacutetica) Posteriormente la mezcla liquida es sometida a
fraccionamiento en una columna de platos o empaques
Efecto Joule Thomson
El efecto de Joule-Thomson o efecto Joule-Kelvin es el proceso en el
cual la temperatura de un sistema disminuye o aumenta al permitir que el sistema
se expanda libremente manteniendo la entalpiacutea constante (lo que significa que el
gas no recibe ni transfiere calor y no realiza ninguacuten trabajo)
Fue descrito por James Prescott Joule y William Thomson el primer Baroacuten
Kelvin quienes establecieron el efecto en 1852 modificando un experimento previo
de Joule en el que un gas se expandiacutea manteniendo constante su energiacutea interna
La relacioacuten entre temperatura presioacuten y volumen de un gas se puede describir de
una forma sencilla gracias a las leyes de los gases Cuando el volumen aumenta
durante un proceso irreversible las leyes de los gases no pueden determinar por
si solas queacute ocurre con la temperatura y presioacuten del gas
En general cuando un gas se expande adiabaacuteticamente la temperatura
puede aumentar o disminuir dependiendo de la presioacuten y temperatura inicial Para
una presioacuten constante (fijada previamente) un gas tendraacute una temperatura de
inversioacuten de Joule-Thompson (Kelvin) sobre la cual al expandirse el gas causa
un aumento de temperatura y por debajo la expansioacuten del gas causa un
enfriamiento En la mayoriacutea de los gases a presioacuten atmosfeacuterica esta temperatura
es bastante alta mucho mayor que la temperatura ambiental y por ello la mayoriacutea
de los gases se enfriacutean al expandirse
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
27
Figura 6 Expansioacuten Joule Thomson Plantas GNL por Refrigeracioacuten
Hemos visto que cuando un gas sufre una expansioacuten a traveacutes de un
obstaacuteculo o estrangulamiento a presiones y temperaturas adecuadas se produce
una disminucioacuten de su temperatura Como se cumple que cuanto maacutes baja es la
temperatura el teacutermino es de mayor valor absoluto y negativo el
coeficiente de Joule-Thomson tendraacute los valores positivos maacutes altos a
temperatura bajas Como consecuencia de ello el enfriamiento por efecto de
Joule-Thomson seraacute mas pronunciado a temperaturas bajas y presiones bajas
El cientiacutefico ingleacutes llamado John Dalton afirmoacute que la presioacuten total de una
mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los
componentes Esta afirmacioacuten ahora es conocida como la ley de presiones
parciales de Dalton la cual nos permite calcular el volumen maacuteximo de vapor de
agua que el gas natural puede contener a una temperatura y presioacuten dada
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
28
La temperatura del gas y las presiones son los factores maacutes importantes en
el disentildeo de un sistema de deshidratacioacuten del gas Sin eacutesta informacioacuten baacutesica el
tamantildeo de un deshidratador adecuado es imposible
La expansioacuten Joule-Thomson utiliza caiacutedas de temperatura para remover
agua condensada y asiacute deshidratar el gas natural En algunos casos el glicol
podriacutea ser inyectado al intercambiador de calor para obtener temperaturas maacutes
bajas antes de la expansioacuten que ocurre en un separador de bajas temperaturas
En esta expansioacuten el gas pasa primero por un intercambiador de calor para
recibir un pre-enfriamiento y posteriormente a traveacutes de una vaacutelvula de expansioacuten
o estrangulador Esta expansioacuten es un proceso isoentaacutelpico donde la caiacuteda de
presioacuten genera una disminucioacuten de temperatura la cual provoca una separacioacuten
de los liacutequidos condensables Generalmente en este tipo de proceso el gas debe
comprimirse para alcanzar la presioacuten requerida para su transporte
Figura 7 Esquema de Proceso de Enfriamiento de Gas Natural mediante
Expansioacuten con Vaacutelvula (efecto de Joule-Thompson)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
29
Figura 8 Refrigeracioacuten por Joule- Thomson
3 Uso de los Productos del proceso de Fraccionamiento
Luego del tratamiento se somete al gas natural a los procesos de extraccioacuten y
Fraccionamiento para separar sus componentes y disponer de gas metano para
su transportacioacuten y distribucioacuten bajo las normas de calidad establecidas Los
componentes separados en este proceso como son el etano propano butano y
pentano se utilizaraacuten posteriormente de manera individual como productos
cotizados en el mercado
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
30
Figura 9 Esquema de los productos del Gas Natural
31 Productos claves del proceso de Fraccionamiento
311 Etano
El etano ( de eacuteter y el sufijo -ano) es un hidrocarburo alifaacutetico alcano con dos
aacutetomos de carbono de foacutermula C2H6 A condiciones normales es gaseoso y un
excelente combustible Su punto de ebullicioacuten estaacute en -88 degC
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
31
Figura 10 Formula Estructural del Etano
El etano se encuentra en cantidad apreciable en el gas natural y constituye el
primer homoacutelogo del metano Los meacutetodos empleados para su obtencioacuten asiacute
como sus propiedades son muy semejantes a las del metano Aunque el etano
tiene poca importancia praacutectica su foacutermula presenta nuevos aspectos que son
muy interesantes
Propiedades Fiacutesicas
Se encuentra en estado gaseoso a temperatura ambiente Presenta un iacutendice
de octanaje superior al de la gasolina y tiene una presioacuten de vapor inferior
resultando en menores emisiones evaporativas La combustioacuten en el aire es
inferior a la de la gasolina lo que reduce el nuacutemero y la importancia de los
incendios en los vehiacuteculos Su punto de fusioacuten es -1833deg y su punto de ebullicioacuten
es de -886 deg C
Propiedades Quiacutemicas
Su estructura es uacutenica ya que existe una sola manera de unir los aacutetomos de
carbono en estas moleacuteculas No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
32
Aplicaciones
El etano se puede utilizar de dos maneras
Como mezcla con la gasolina con el objetivo de un aumento del octanaje de
la gasolina
Como etano puro compuesto de etano hidratado a 955 GL
Es un excelente combustible automotriz El etano anhidro tiene un poder
caloriacutefero inferior y superior de 212 y 234 mega joule por litro respectivamente
contra 301 y 349 mega joule por litro de gasolina En Brasil las propiedades del
etano (como combustible) llevaron al desarrollo de motores a alcohol y motores
para la mezcla alcohol gasolina Hasta 1988 los avances se realizaron por la
industria automoviliacutestica (GM Ford Volkswagen Fiat) para sistemas carburados
actualmente se encuentran disponibles para todos los motores con sistemas a
inyeccioacuten electroacutenica
Existen varias formas para obtener olefinas pero nosotros nos vamos a centrar
en la produccioacuten de Etileno y Propileno a partir del gas natural o Propano y Etano
esta misma materia prima es la que se usa en la Planta de Olefinas del Complejo
Petroquiacutemico El Tablazo ubicado en los Puertos de Altagracia Estado Zulia
Venezuela (Pequiven SA)
Estaacute la alimentacioacuten de materia prima que es el propano y etano a un 95 y
955 de pureza respectivamente esto ocurre de forma liquida a una presioacuten de
176 kgcm2 y 38 ordmC Este gas pasa por una seccioacuten de hornos en total hay 9
hornos en los cuales hay 7 hornos con celdas simples y 2 con celdas dobles
cada celda con la misma capacidad que la otra En estas celdas se va a realizar la
pirolisis con una mezcla de vapor de agua con los hidrocarburos con una relacioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
33
de 03 kg de vapor de agua sobre kg de hidrocarburo la pirolisis para el Etano
ocurre a 843 ordmC para el etano y de 826 a 843 ordmC para el propano
Figura 11 Esquema de distribucioacuten del Etileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
34
312 Propano
El propano (de abreviacioacuten de propioacutenico mas el sufijo -ano) es un gas
incoloro e inodoro Pertenece a los hidrocarburos alifaacuteticos (los alcanos) Su
foacutermula quiacutemica C3H8
Figura 12 Formula Estructural del Propano
El propano se suele obtener del gas natural o de los gases de los procesos
de cracking producidos en las instalaciones petroquiacutemicas Se obtiene en
yacimientos subterraacuteneos de petroacuteleo Una vez extraiacutedo el crudo se procede a un
tratamiento de refino para obtener los distintos productos que provienen de este
aceite entre ellos el gas propano
Propiedades Fiacutesicas
Hidrocarburo gaseoso incoloro y combustible que se halla en el petroacuteleo
americano Tiene 3 aacutetomos de Carbono su punto de fusioacuten es -18765degC y su
punto de ebullicioacuten es de -421 deg C
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
35
Propiedades Quiacutemicas
Posee baja polaridad No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
Aplicaciones
Por sus aplicaciones es un buen sustituto del gas obtenido por destilacioacuten seca
de la hulla El principal uso del propano es el aprovechamiento energeacutetico como
combustible en hogares comercios e industrias Con base al punto de ebullicioacuten
maacutes bajo que el butano y el mayor valor energeacutetico por gramo a veces se mezcla
con eacuteste o se utiliza propano en vez de butano En la industria quiacutemica es uno de
los productos de partida en la siacutentesis del propeno Es usado para la siacutentesis de
productos quiacutemicos petroquiacutemicos o plaacutestico (PVC Polietileno polipropileno
etc) Ademaacutes se utiliza como gas refrigerante (R290) o como gas propulsor en
aerosoles
No suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje No es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya
que por su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las
conducciones De hecho se eliminan los restos de butano y propano del gas
natural por este motivo
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
36
Figura 13 Esquema de distribucioacuten del Propileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
37
313 Butano
El butano (del aacutecido butiacuterico y eacuteste del latiacuten butyrum manteca y del sufijo -
ano) tambieacuten llamado n-butano es un hidrocarburo saturado parafiacutenico o
alifaacutetico inflamable gaseoso que se licuacutea a presioacuten atmosfeacuterica a -05 degC formado
por cuatro aacutetomos de carbono y por diez de hidroacutegeno cuya foacutermula quiacutemica es
C4H10 Tambieacuten puede denominarse con el mismo nombre a un isoacutemero de eacuteste
gas el isobutano o metilpropano
Los aacutetomos de carbono se encuentran unidos formando una cadena abierta
En el n-butano (normal) la cadena es continua y sin ramificaciones mientras que
en el i-butano (iso) o metilpropano uno de los aacutetomos de carbono forma una
ramificacioacuten lateral Esta diferencia de estructura es la causa de las distintas
propiedades que presentan
Como es un gas incoloro e inodoro en su elaboracioacuten se le antildeade un
odorizante (generalmente un mercaptano) que le confiere olor desagradable Esto
le permite ser detectado en una fuga porque es altamente volaacutetil y puede provocar
una explosioacuten
En caso de extincioacuten de un fuego por gas butano se emplea dioacutexido de
carbono (CO2) polvo quiacutemico o niebla de agua para enfriar y dispersar vapores El
butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
38
Figura 14 Formula Estructural del Butano
El butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
Propiedades Fiacutesicas
- Estado de agregacioacuten Gas
- Apariencia Incoloro
- Densidad 252 kgm3 000252 gcm3
- Masa 5808 u
- Punto de fusioacuten 1349 K (minus1383 degC)
- Punto de ebullicioacuten 2727 K (-05 degC)
- Punto de descomposicioacuten K (-27315 degC)
- Temperatura criacutetica K (-27315 degC)
Propiedades Quiacutemicas
- Solubilidad en agua 61 g100 ml H2O
- KPS nd
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
39
Aplicaciones
La principal aplicacioacuten del gas butano es la de combustible en hogares para la
cocina y agua caliente el gas butano no suele usarse en sistemas de calefaccioacuten
ya que no suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje es un gas un tanto inestable desde el punto de vista de la
licuefaccioacuten por ello la normativa espantildeola el Real Decreto 9192006 no permite
el tener mas de dos bombonas de gas butano en el interior de locales que tengan
aparatos a gas uno en reserva y uno en descarga ademaacutes de esto tampoco esta
permitido el almacenamiento en posicioacuten horizontal por esto cuando se ven
almacenes de envases GLP (bombonas de gas butano) estaacuten estos colocados en
estructuras metaacutelicas tipo estanteriacutea y siempre estaacuten en posicioacuten vertical asiacute
mismo como los camiones de transporte o distribucioacuten de gas butano
El gas butano no es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya que por
su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las conducciones y
esto provocar graves accidentes De hecho se eliminan los restos de butano y
propano del gas natural por este motivo creando un gas mucho maacutes estable para
su transporte por gaseoductos nos referimos al gas natural
Figura 15 Bombonas de Gas Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
40
El iso- butano tiene su uso principal para alquilato y MTBE componentes
clave en la produccioacuten de gasolinas El eacuteter metil tert-butiacutelico metil tert-butil
eacuteter metil terc-butil eacuteter o por sus siglas MTBE es un liacutequido inflamable de olor
caracteriacutestico desagradable Se fabrica combinando sustancias quiacutemicas como
isobutileno y metanol y se ha usado desde los antildeos 1980 como aditivo para
incrementar el octanaje de la gasolina sin plomo
El MTBE se usa tambieacuten para disolver caacutelculos biliares En estos pacientes
el MTBE se hace llegar directamente a los caacutelculos a traveacutes de tubos especiales
insertados por medio de cirugiacutea
El n - butano provee volatilidad en gasolinas Gas combustible (solo o
mezclado con propano) Plantas de butadieno (cuero sinteacutetico) y olefinas
314 Gasolina Natural
Producto resultante del procesamiento de gas natural Compuesta
baacutesicamente por pentano hexano y heptano Los meacutetodos utilizados para su
elaboracioacuten son la absorcioacuten con aceite pesado la absorcioacuten con carboacuten vegetal
compresioacuten y refinacioacuten Se utiliza para la mezcla con gasolina que se produce en
las refineriacuteas o con el petroacuteleo para mejorar la densidad de ese producto y
aumentar su valor comercial
32 Liacutequidos de Gas Natural (LGN)
Los liacutequidos del gas natural (LGN) formados por etano propano butano y
otros componentes hidrocarburos maacutes pesados son utilizados en el mercado
interno como combustible y materia prima (industria petroquiacutemica entre ellas)
Entre los clientes nacionales de la industria del LGN se encuentran mercado
interno de propano Pequiven Refineriacutea de Puerto La Cruz Refineriacutea El Palito las
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
41
plantas de Carenero Guamache Punta Cardoacuten y Super Octanos asiacute como el
mercado domeacutestico en especial las zonas populares
Por otro lado 31 de la produccioacuten de este hidrocarburo abastece los
mercados internacionales Cuba paiacuteses del CARICOM EE UU Meacutexico Chile
Brasil Curazao Puerto Rico y Europa La capacidad total de procesamiento de
LGN en el paiacutes es de 2660 MMPCD estimaacutendose la demanda para el antildeo 2005
en 14 millones de kg (35 MBD) siendo el consumo promedio 36 kgpersona
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)
Infraestructura de LGN
3 plantas de fraccionamiento Joseacute Uleacute y Bajo Grande
3 plantas de extraccioacuten San Joaquiacuten Santa Baacuterbara y Jusepiacuten
3 muelles de embarque Joseacute La Salinas y Bajo Grande
Existen 85 plantas de llenado que cubren casi todo el paiacutes y que surten a
230 empresas privadas distribuidoras y comercializadoras de gas
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
42
321 Almacenamiento de GNL
El GNL se almacena a -161 degC y a presioacuten atmosfeacuterica en tanques
criogeacutenicos especiales para baja temperatura El tiacutepico tanque de GNL tiene doble
pared una pared externa de hormigoacuten armado recubierto con acero al carbono y
una pared interna de acero niquelado al 9 La seguridad y la resistencia son las
consideraciones de disentildeo primarias al construir estos tanques los cuales se
disentildean para soportar terremotos y fuertes vientos
A presioacuten se almacenan los productos a la presioacuten de vapor a la
temperatura ambiente
Refrigerado se mantienen los productos a la temperatura de burbuja a
presioacuten cerca de la atmosfeacuterica (05 ndash 2 psig)
Refrigerado y a presioacuten
322 Transporte de GNL
El GNL se transporta a presioacuten atmosfeacuterica en buques especialmente
construidos con casco doble El sistema de contencioacuten de carga se disentildea y
construye utilizando materiales especiales para el aislamiento y tanque para
asegurar el transporte seguro de esta carga criogeacutenica
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
43
El GNL en los tanques de carga del buque se mantiene a su temperatura de
saturacioacuten (-161 degC) a lo largo de toda la navegacioacuten pero se permite que una
pequentildea cantidad de vapor se disipe por ebullicioacuten en un proceso que se
denomina autorrefrigeracioacuten El gas evaporado se utiliza para impulsar los
motores del buque
Figura 17 Transporte de GNL
Aproximadamente 40 de los buques de GNL actualmente en servicio
cuentan con sistemas de contencioacuten de carga del tipo de membrana de modo que
tienen un aspecto muy similar al de otros cargueros El resto de los buques tienen
un sistema de contencioacuten de carga maacutes particular que incluye cuatro o maacutes
tanques esfeacutericos grandes Ambos tipos de sistema de contencioacuten poseen
antecedentes de operacioacuten extremadamente seguros y confiables
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
44
Datos sobre buques
- Actualmente se encuentran en servicio maacutes de 120 buques de GNL
- El transporte de GNL por buque tiene antecedentes de seguridad
ejemplares
- Liacutemites de capacidad de carga 19000 m3 a 138000 m3
- Esloras 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft)
- Calados 65 m (12 ft) a 12 m (39 ft)
La flota de buques estaacute desarrollaacutendose raacutepidamente con maacutes de 100 buques
pedidos a los astilleros y que entraraacuten en servicio en los proacuteximos antildeos Tambieacuten
estaacuten naciendo proyectos alternativos para el transporte de GNL en pequentildeas
cantidades bien sea en camiones o en barcos mucho menores que los actuales
323 Regasificacioacuten de GNL
Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificacioacuten
en la zona de mercado el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de
almacenamiento Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal
de licuefaccioacuten Generalmente la descarga de un buque requiere unas 12 horas
Luego el GNL vuelve a su estado gaseoso original Para ello se bombea desde
los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las
condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los
usuarios finales ubicados corriente abajo de la tuberiacutea Posteriormente el gas se
distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
45
Otra modalidad de distribucioacuten consiste en el transporte de GNL a bordo de
cisternas especialmente disentildeadas para su carga desde las plantas
regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros hasta clientes
que disponen de depoacutesitos de GNL que estaacuten disentildeados para almacenar y
regasificar el gas para su uso Esta es la uacutenica modalidad de transporte de GNL
posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional
324 Riesgos de un proyecto de GNL
Debido a que los proyectos de GNL estaacuten basados en contratos de compra y
venta a largo plazo la mayor parte de los riesgos estaacuten basados en la
disponibilidad de gas al proyecto la estabilidad de los paiacuteses donde se ejecuta el
proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del grupo que estaacute ejecutando el
proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr
una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida uacutetil
Las caracteriacutesticas de un buen proyecto de GNL incluyen
Bajos costos de infraestructura y produccioacuten del gas
Bajos costos de transporte del gas y otros productos liacutequidos
Buena estructura del proyecto y de la compantildeiacutea establecida para este
efecto
Ambiente fiscal atractivo
Confianza de los compradores en la estabilidad del proyecto
Seguridad de mercado
Iacutendice del precio del gas con cambios de mercado
Proyecto que sea faacutecilmente financiable
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
46
33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
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GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
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GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
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Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
52
BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
ENCICLOPEDIA Hispaacutenica (2001) MACROPEDIA VOLUMEN 7 Segunda
Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
ENCICLOPEDIA Encarta (2007) Biblioteca de Consulta
MICROSOFT Internet www googlecom
X
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
24
Figura 4 Algunas Torres de Fraccionamiento
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
25
Figura 5 Fraccionamiento
El proceso de fraccionamiento recibe liacutequidos del gas del proceso
criogeacutenico y condensados dulces que pueden provenir de las plantas endulzadora
de liacutequidos o directamente de los campos productores Consiste en varias etapas
de separacioacuten que se logran a traveacutes de la destilacioacuten Con lo anterior se logra la
separacioacuten de cada uno de los productos como se muestra en la figura
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
26
La forma maacutes utilizada para la separacioacuten de los componentes del gas
natural es mediante enfriamiento se utilizan los principios de refrigeracioacuten
mecaacutenica o autorefrigeracion mediante el principio de Joule Thompson (expansioacuten
isentroacutepica o adiabaacutetica) Posteriormente la mezcla liquida es sometida a
fraccionamiento en una columna de platos o empaques
Efecto Joule Thomson
El efecto de Joule-Thomson o efecto Joule-Kelvin es el proceso en el
cual la temperatura de un sistema disminuye o aumenta al permitir que el sistema
se expanda libremente manteniendo la entalpiacutea constante (lo que significa que el
gas no recibe ni transfiere calor y no realiza ninguacuten trabajo)
Fue descrito por James Prescott Joule y William Thomson el primer Baroacuten
Kelvin quienes establecieron el efecto en 1852 modificando un experimento previo
de Joule en el que un gas se expandiacutea manteniendo constante su energiacutea interna
La relacioacuten entre temperatura presioacuten y volumen de un gas se puede describir de
una forma sencilla gracias a las leyes de los gases Cuando el volumen aumenta
durante un proceso irreversible las leyes de los gases no pueden determinar por
si solas queacute ocurre con la temperatura y presioacuten del gas
En general cuando un gas se expande adiabaacuteticamente la temperatura
puede aumentar o disminuir dependiendo de la presioacuten y temperatura inicial Para
una presioacuten constante (fijada previamente) un gas tendraacute una temperatura de
inversioacuten de Joule-Thompson (Kelvin) sobre la cual al expandirse el gas causa
un aumento de temperatura y por debajo la expansioacuten del gas causa un
enfriamiento En la mayoriacutea de los gases a presioacuten atmosfeacuterica esta temperatura
es bastante alta mucho mayor que la temperatura ambiental y por ello la mayoriacutea
de los gases se enfriacutean al expandirse
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
27
Figura 6 Expansioacuten Joule Thomson Plantas GNL por Refrigeracioacuten
Hemos visto que cuando un gas sufre una expansioacuten a traveacutes de un
obstaacuteculo o estrangulamiento a presiones y temperaturas adecuadas se produce
una disminucioacuten de su temperatura Como se cumple que cuanto maacutes baja es la
temperatura el teacutermino es de mayor valor absoluto y negativo el
coeficiente de Joule-Thomson tendraacute los valores positivos maacutes altos a
temperatura bajas Como consecuencia de ello el enfriamiento por efecto de
Joule-Thomson seraacute mas pronunciado a temperaturas bajas y presiones bajas
El cientiacutefico ingleacutes llamado John Dalton afirmoacute que la presioacuten total de una
mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los
componentes Esta afirmacioacuten ahora es conocida como la ley de presiones
parciales de Dalton la cual nos permite calcular el volumen maacuteximo de vapor de
agua que el gas natural puede contener a una temperatura y presioacuten dada
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
28
La temperatura del gas y las presiones son los factores maacutes importantes en
el disentildeo de un sistema de deshidratacioacuten del gas Sin eacutesta informacioacuten baacutesica el
tamantildeo de un deshidratador adecuado es imposible
La expansioacuten Joule-Thomson utiliza caiacutedas de temperatura para remover
agua condensada y asiacute deshidratar el gas natural En algunos casos el glicol
podriacutea ser inyectado al intercambiador de calor para obtener temperaturas maacutes
bajas antes de la expansioacuten que ocurre en un separador de bajas temperaturas
En esta expansioacuten el gas pasa primero por un intercambiador de calor para
recibir un pre-enfriamiento y posteriormente a traveacutes de una vaacutelvula de expansioacuten
o estrangulador Esta expansioacuten es un proceso isoentaacutelpico donde la caiacuteda de
presioacuten genera una disminucioacuten de temperatura la cual provoca una separacioacuten
de los liacutequidos condensables Generalmente en este tipo de proceso el gas debe
comprimirse para alcanzar la presioacuten requerida para su transporte
Figura 7 Esquema de Proceso de Enfriamiento de Gas Natural mediante
Expansioacuten con Vaacutelvula (efecto de Joule-Thompson)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
29
Figura 8 Refrigeracioacuten por Joule- Thomson
3 Uso de los Productos del proceso de Fraccionamiento
Luego del tratamiento se somete al gas natural a los procesos de extraccioacuten y
Fraccionamiento para separar sus componentes y disponer de gas metano para
su transportacioacuten y distribucioacuten bajo las normas de calidad establecidas Los
componentes separados en este proceso como son el etano propano butano y
pentano se utilizaraacuten posteriormente de manera individual como productos
cotizados en el mercado
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
30
Figura 9 Esquema de los productos del Gas Natural
31 Productos claves del proceso de Fraccionamiento
311 Etano
El etano ( de eacuteter y el sufijo -ano) es un hidrocarburo alifaacutetico alcano con dos
aacutetomos de carbono de foacutermula C2H6 A condiciones normales es gaseoso y un
excelente combustible Su punto de ebullicioacuten estaacute en -88 degC
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
31
Figura 10 Formula Estructural del Etano
El etano se encuentra en cantidad apreciable en el gas natural y constituye el
primer homoacutelogo del metano Los meacutetodos empleados para su obtencioacuten asiacute
como sus propiedades son muy semejantes a las del metano Aunque el etano
tiene poca importancia praacutectica su foacutermula presenta nuevos aspectos que son
muy interesantes
Propiedades Fiacutesicas
Se encuentra en estado gaseoso a temperatura ambiente Presenta un iacutendice
de octanaje superior al de la gasolina y tiene una presioacuten de vapor inferior
resultando en menores emisiones evaporativas La combustioacuten en el aire es
inferior a la de la gasolina lo que reduce el nuacutemero y la importancia de los
incendios en los vehiacuteculos Su punto de fusioacuten es -1833deg y su punto de ebullicioacuten
es de -886 deg C
Propiedades Quiacutemicas
Su estructura es uacutenica ya que existe una sola manera de unir los aacutetomos de
carbono en estas moleacuteculas No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
32
Aplicaciones
El etano se puede utilizar de dos maneras
Como mezcla con la gasolina con el objetivo de un aumento del octanaje de
la gasolina
Como etano puro compuesto de etano hidratado a 955 GL
Es un excelente combustible automotriz El etano anhidro tiene un poder
caloriacutefero inferior y superior de 212 y 234 mega joule por litro respectivamente
contra 301 y 349 mega joule por litro de gasolina En Brasil las propiedades del
etano (como combustible) llevaron al desarrollo de motores a alcohol y motores
para la mezcla alcohol gasolina Hasta 1988 los avances se realizaron por la
industria automoviliacutestica (GM Ford Volkswagen Fiat) para sistemas carburados
actualmente se encuentran disponibles para todos los motores con sistemas a
inyeccioacuten electroacutenica
Existen varias formas para obtener olefinas pero nosotros nos vamos a centrar
en la produccioacuten de Etileno y Propileno a partir del gas natural o Propano y Etano
esta misma materia prima es la que se usa en la Planta de Olefinas del Complejo
Petroquiacutemico El Tablazo ubicado en los Puertos de Altagracia Estado Zulia
Venezuela (Pequiven SA)
Estaacute la alimentacioacuten de materia prima que es el propano y etano a un 95 y
955 de pureza respectivamente esto ocurre de forma liquida a una presioacuten de
176 kgcm2 y 38 ordmC Este gas pasa por una seccioacuten de hornos en total hay 9
hornos en los cuales hay 7 hornos con celdas simples y 2 con celdas dobles
cada celda con la misma capacidad que la otra En estas celdas se va a realizar la
pirolisis con una mezcla de vapor de agua con los hidrocarburos con una relacioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
33
de 03 kg de vapor de agua sobre kg de hidrocarburo la pirolisis para el Etano
ocurre a 843 ordmC para el etano y de 826 a 843 ordmC para el propano
Figura 11 Esquema de distribucioacuten del Etileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
34
312 Propano
El propano (de abreviacioacuten de propioacutenico mas el sufijo -ano) es un gas
incoloro e inodoro Pertenece a los hidrocarburos alifaacuteticos (los alcanos) Su
foacutermula quiacutemica C3H8
Figura 12 Formula Estructural del Propano
El propano se suele obtener del gas natural o de los gases de los procesos
de cracking producidos en las instalaciones petroquiacutemicas Se obtiene en
yacimientos subterraacuteneos de petroacuteleo Una vez extraiacutedo el crudo se procede a un
tratamiento de refino para obtener los distintos productos que provienen de este
aceite entre ellos el gas propano
Propiedades Fiacutesicas
Hidrocarburo gaseoso incoloro y combustible que se halla en el petroacuteleo
americano Tiene 3 aacutetomos de Carbono su punto de fusioacuten es -18765degC y su
punto de ebullicioacuten es de -421 deg C
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
35
Propiedades Quiacutemicas
Posee baja polaridad No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
Aplicaciones
Por sus aplicaciones es un buen sustituto del gas obtenido por destilacioacuten seca
de la hulla El principal uso del propano es el aprovechamiento energeacutetico como
combustible en hogares comercios e industrias Con base al punto de ebullicioacuten
maacutes bajo que el butano y el mayor valor energeacutetico por gramo a veces se mezcla
con eacuteste o se utiliza propano en vez de butano En la industria quiacutemica es uno de
los productos de partida en la siacutentesis del propeno Es usado para la siacutentesis de
productos quiacutemicos petroquiacutemicos o plaacutestico (PVC Polietileno polipropileno
etc) Ademaacutes se utiliza como gas refrigerante (R290) o como gas propulsor en
aerosoles
No suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje No es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya
que por su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las
conducciones De hecho se eliminan los restos de butano y propano del gas
natural por este motivo
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
36
Figura 13 Esquema de distribucioacuten del Propileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
37
313 Butano
El butano (del aacutecido butiacuterico y eacuteste del latiacuten butyrum manteca y del sufijo -
ano) tambieacuten llamado n-butano es un hidrocarburo saturado parafiacutenico o
alifaacutetico inflamable gaseoso que se licuacutea a presioacuten atmosfeacuterica a -05 degC formado
por cuatro aacutetomos de carbono y por diez de hidroacutegeno cuya foacutermula quiacutemica es
C4H10 Tambieacuten puede denominarse con el mismo nombre a un isoacutemero de eacuteste
gas el isobutano o metilpropano
Los aacutetomos de carbono se encuentran unidos formando una cadena abierta
En el n-butano (normal) la cadena es continua y sin ramificaciones mientras que
en el i-butano (iso) o metilpropano uno de los aacutetomos de carbono forma una
ramificacioacuten lateral Esta diferencia de estructura es la causa de las distintas
propiedades que presentan
Como es un gas incoloro e inodoro en su elaboracioacuten se le antildeade un
odorizante (generalmente un mercaptano) que le confiere olor desagradable Esto
le permite ser detectado en una fuga porque es altamente volaacutetil y puede provocar
una explosioacuten
En caso de extincioacuten de un fuego por gas butano se emplea dioacutexido de
carbono (CO2) polvo quiacutemico o niebla de agua para enfriar y dispersar vapores El
butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
38
Figura 14 Formula Estructural del Butano
El butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
Propiedades Fiacutesicas
- Estado de agregacioacuten Gas
- Apariencia Incoloro
- Densidad 252 kgm3 000252 gcm3
- Masa 5808 u
- Punto de fusioacuten 1349 K (minus1383 degC)
- Punto de ebullicioacuten 2727 K (-05 degC)
- Punto de descomposicioacuten K (-27315 degC)
- Temperatura criacutetica K (-27315 degC)
Propiedades Quiacutemicas
- Solubilidad en agua 61 g100 ml H2O
- KPS nd
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
39
Aplicaciones
La principal aplicacioacuten del gas butano es la de combustible en hogares para la
cocina y agua caliente el gas butano no suele usarse en sistemas de calefaccioacuten
ya que no suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje es un gas un tanto inestable desde el punto de vista de la
licuefaccioacuten por ello la normativa espantildeola el Real Decreto 9192006 no permite
el tener mas de dos bombonas de gas butano en el interior de locales que tengan
aparatos a gas uno en reserva y uno en descarga ademaacutes de esto tampoco esta
permitido el almacenamiento en posicioacuten horizontal por esto cuando se ven
almacenes de envases GLP (bombonas de gas butano) estaacuten estos colocados en
estructuras metaacutelicas tipo estanteriacutea y siempre estaacuten en posicioacuten vertical asiacute
mismo como los camiones de transporte o distribucioacuten de gas butano
El gas butano no es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya que por
su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las conducciones y
esto provocar graves accidentes De hecho se eliminan los restos de butano y
propano del gas natural por este motivo creando un gas mucho maacutes estable para
su transporte por gaseoductos nos referimos al gas natural
Figura 15 Bombonas de Gas Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
40
El iso- butano tiene su uso principal para alquilato y MTBE componentes
clave en la produccioacuten de gasolinas El eacuteter metil tert-butiacutelico metil tert-butil
eacuteter metil terc-butil eacuteter o por sus siglas MTBE es un liacutequido inflamable de olor
caracteriacutestico desagradable Se fabrica combinando sustancias quiacutemicas como
isobutileno y metanol y se ha usado desde los antildeos 1980 como aditivo para
incrementar el octanaje de la gasolina sin plomo
El MTBE se usa tambieacuten para disolver caacutelculos biliares En estos pacientes
el MTBE se hace llegar directamente a los caacutelculos a traveacutes de tubos especiales
insertados por medio de cirugiacutea
El n - butano provee volatilidad en gasolinas Gas combustible (solo o
mezclado con propano) Plantas de butadieno (cuero sinteacutetico) y olefinas
314 Gasolina Natural
Producto resultante del procesamiento de gas natural Compuesta
baacutesicamente por pentano hexano y heptano Los meacutetodos utilizados para su
elaboracioacuten son la absorcioacuten con aceite pesado la absorcioacuten con carboacuten vegetal
compresioacuten y refinacioacuten Se utiliza para la mezcla con gasolina que se produce en
las refineriacuteas o con el petroacuteleo para mejorar la densidad de ese producto y
aumentar su valor comercial
32 Liacutequidos de Gas Natural (LGN)
Los liacutequidos del gas natural (LGN) formados por etano propano butano y
otros componentes hidrocarburos maacutes pesados son utilizados en el mercado
interno como combustible y materia prima (industria petroquiacutemica entre ellas)
Entre los clientes nacionales de la industria del LGN se encuentran mercado
interno de propano Pequiven Refineriacutea de Puerto La Cruz Refineriacutea El Palito las
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
41
plantas de Carenero Guamache Punta Cardoacuten y Super Octanos asiacute como el
mercado domeacutestico en especial las zonas populares
Por otro lado 31 de la produccioacuten de este hidrocarburo abastece los
mercados internacionales Cuba paiacuteses del CARICOM EE UU Meacutexico Chile
Brasil Curazao Puerto Rico y Europa La capacidad total de procesamiento de
LGN en el paiacutes es de 2660 MMPCD estimaacutendose la demanda para el antildeo 2005
en 14 millones de kg (35 MBD) siendo el consumo promedio 36 kgpersona
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)
Infraestructura de LGN
3 plantas de fraccionamiento Joseacute Uleacute y Bajo Grande
3 plantas de extraccioacuten San Joaquiacuten Santa Baacuterbara y Jusepiacuten
3 muelles de embarque Joseacute La Salinas y Bajo Grande
Existen 85 plantas de llenado que cubren casi todo el paiacutes y que surten a
230 empresas privadas distribuidoras y comercializadoras de gas
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
42
321 Almacenamiento de GNL
El GNL se almacena a -161 degC y a presioacuten atmosfeacuterica en tanques
criogeacutenicos especiales para baja temperatura El tiacutepico tanque de GNL tiene doble
pared una pared externa de hormigoacuten armado recubierto con acero al carbono y
una pared interna de acero niquelado al 9 La seguridad y la resistencia son las
consideraciones de disentildeo primarias al construir estos tanques los cuales se
disentildean para soportar terremotos y fuertes vientos
A presioacuten se almacenan los productos a la presioacuten de vapor a la
temperatura ambiente
Refrigerado se mantienen los productos a la temperatura de burbuja a
presioacuten cerca de la atmosfeacuterica (05 ndash 2 psig)
Refrigerado y a presioacuten
322 Transporte de GNL
El GNL se transporta a presioacuten atmosfeacuterica en buques especialmente
construidos con casco doble El sistema de contencioacuten de carga se disentildea y
construye utilizando materiales especiales para el aislamiento y tanque para
asegurar el transporte seguro de esta carga criogeacutenica
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
43
El GNL en los tanques de carga del buque se mantiene a su temperatura de
saturacioacuten (-161 degC) a lo largo de toda la navegacioacuten pero se permite que una
pequentildea cantidad de vapor se disipe por ebullicioacuten en un proceso que se
denomina autorrefrigeracioacuten El gas evaporado se utiliza para impulsar los
motores del buque
Figura 17 Transporte de GNL
Aproximadamente 40 de los buques de GNL actualmente en servicio
cuentan con sistemas de contencioacuten de carga del tipo de membrana de modo que
tienen un aspecto muy similar al de otros cargueros El resto de los buques tienen
un sistema de contencioacuten de carga maacutes particular que incluye cuatro o maacutes
tanques esfeacutericos grandes Ambos tipos de sistema de contencioacuten poseen
antecedentes de operacioacuten extremadamente seguros y confiables
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
44
Datos sobre buques
- Actualmente se encuentran en servicio maacutes de 120 buques de GNL
- El transporte de GNL por buque tiene antecedentes de seguridad
ejemplares
- Liacutemites de capacidad de carga 19000 m3 a 138000 m3
- Esloras 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft)
- Calados 65 m (12 ft) a 12 m (39 ft)
La flota de buques estaacute desarrollaacutendose raacutepidamente con maacutes de 100 buques
pedidos a los astilleros y que entraraacuten en servicio en los proacuteximos antildeos Tambieacuten
estaacuten naciendo proyectos alternativos para el transporte de GNL en pequentildeas
cantidades bien sea en camiones o en barcos mucho menores que los actuales
323 Regasificacioacuten de GNL
Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificacioacuten
en la zona de mercado el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de
almacenamiento Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal
de licuefaccioacuten Generalmente la descarga de un buque requiere unas 12 horas
Luego el GNL vuelve a su estado gaseoso original Para ello se bombea desde
los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las
condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los
usuarios finales ubicados corriente abajo de la tuberiacutea Posteriormente el gas se
distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
45
Otra modalidad de distribucioacuten consiste en el transporte de GNL a bordo de
cisternas especialmente disentildeadas para su carga desde las plantas
regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros hasta clientes
que disponen de depoacutesitos de GNL que estaacuten disentildeados para almacenar y
regasificar el gas para su uso Esta es la uacutenica modalidad de transporte de GNL
posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional
324 Riesgos de un proyecto de GNL
Debido a que los proyectos de GNL estaacuten basados en contratos de compra y
venta a largo plazo la mayor parte de los riesgos estaacuten basados en la
disponibilidad de gas al proyecto la estabilidad de los paiacuteses donde se ejecuta el
proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del grupo que estaacute ejecutando el
proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr
una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida uacutetil
Las caracteriacutesticas de un buen proyecto de GNL incluyen
Bajos costos de infraestructura y produccioacuten del gas
Bajos costos de transporte del gas y otros productos liacutequidos
Buena estructura del proyecto y de la compantildeiacutea establecida para este
efecto
Ambiente fiscal atractivo
Confianza de los compradores en la estabilidad del proyecto
Seguridad de mercado
Iacutendice del precio del gas con cambios de mercado
Proyecto que sea faacutecilmente financiable
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
46
33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
47
GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
48
GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
49
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
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51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
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52
BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
ENCICLOPEDIA Hispaacutenica (2001) MACROPEDIA VOLUMEN 7 Segunda
Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
ENCICLOPEDIA Encarta (2007) Biblioteca de Consulta
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Figura 5 Fraccionamiento
El proceso de fraccionamiento recibe liacutequidos del gas del proceso
criogeacutenico y condensados dulces que pueden provenir de las plantas endulzadora
de liacutequidos o directamente de los campos productores Consiste en varias etapas
de separacioacuten que se logran a traveacutes de la destilacioacuten Con lo anterior se logra la
separacioacuten de cada uno de los productos como se muestra en la figura
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La forma maacutes utilizada para la separacioacuten de los componentes del gas
natural es mediante enfriamiento se utilizan los principios de refrigeracioacuten
mecaacutenica o autorefrigeracion mediante el principio de Joule Thompson (expansioacuten
isentroacutepica o adiabaacutetica) Posteriormente la mezcla liquida es sometida a
fraccionamiento en una columna de platos o empaques
Efecto Joule Thomson
El efecto de Joule-Thomson o efecto Joule-Kelvin es el proceso en el
cual la temperatura de un sistema disminuye o aumenta al permitir que el sistema
se expanda libremente manteniendo la entalpiacutea constante (lo que significa que el
gas no recibe ni transfiere calor y no realiza ninguacuten trabajo)
Fue descrito por James Prescott Joule y William Thomson el primer Baroacuten
Kelvin quienes establecieron el efecto en 1852 modificando un experimento previo
de Joule en el que un gas se expandiacutea manteniendo constante su energiacutea interna
La relacioacuten entre temperatura presioacuten y volumen de un gas se puede describir de
una forma sencilla gracias a las leyes de los gases Cuando el volumen aumenta
durante un proceso irreversible las leyes de los gases no pueden determinar por
si solas queacute ocurre con la temperatura y presioacuten del gas
En general cuando un gas se expande adiabaacuteticamente la temperatura
puede aumentar o disminuir dependiendo de la presioacuten y temperatura inicial Para
una presioacuten constante (fijada previamente) un gas tendraacute una temperatura de
inversioacuten de Joule-Thompson (Kelvin) sobre la cual al expandirse el gas causa
un aumento de temperatura y por debajo la expansioacuten del gas causa un
enfriamiento En la mayoriacutea de los gases a presioacuten atmosfeacuterica esta temperatura
es bastante alta mucho mayor que la temperatura ambiental y por ello la mayoriacutea
de los gases se enfriacutean al expandirse
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
27
Figura 6 Expansioacuten Joule Thomson Plantas GNL por Refrigeracioacuten
Hemos visto que cuando un gas sufre una expansioacuten a traveacutes de un
obstaacuteculo o estrangulamiento a presiones y temperaturas adecuadas se produce
una disminucioacuten de su temperatura Como se cumple que cuanto maacutes baja es la
temperatura el teacutermino es de mayor valor absoluto y negativo el
coeficiente de Joule-Thomson tendraacute los valores positivos maacutes altos a
temperatura bajas Como consecuencia de ello el enfriamiento por efecto de
Joule-Thomson seraacute mas pronunciado a temperaturas bajas y presiones bajas
El cientiacutefico ingleacutes llamado John Dalton afirmoacute que la presioacuten total de una
mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los
componentes Esta afirmacioacuten ahora es conocida como la ley de presiones
parciales de Dalton la cual nos permite calcular el volumen maacuteximo de vapor de
agua que el gas natural puede contener a una temperatura y presioacuten dada
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
28
La temperatura del gas y las presiones son los factores maacutes importantes en
el disentildeo de un sistema de deshidratacioacuten del gas Sin eacutesta informacioacuten baacutesica el
tamantildeo de un deshidratador adecuado es imposible
La expansioacuten Joule-Thomson utiliza caiacutedas de temperatura para remover
agua condensada y asiacute deshidratar el gas natural En algunos casos el glicol
podriacutea ser inyectado al intercambiador de calor para obtener temperaturas maacutes
bajas antes de la expansioacuten que ocurre en un separador de bajas temperaturas
En esta expansioacuten el gas pasa primero por un intercambiador de calor para
recibir un pre-enfriamiento y posteriormente a traveacutes de una vaacutelvula de expansioacuten
o estrangulador Esta expansioacuten es un proceso isoentaacutelpico donde la caiacuteda de
presioacuten genera una disminucioacuten de temperatura la cual provoca una separacioacuten
de los liacutequidos condensables Generalmente en este tipo de proceso el gas debe
comprimirse para alcanzar la presioacuten requerida para su transporte
Figura 7 Esquema de Proceso de Enfriamiento de Gas Natural mediante
Expansioacuten con Vaacutelvula (efecto de Joule-Thompson)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
29
Figura 8 Refrigeracioacuten por Joule- Thomson
3 Uso de los Productos del proceso de Fraccionamiento
Luego del tratamiento se somete al gas natural a los procesos de extraccioacuten y
Fraccionamiento para separar sus componentes y disponer de gas metano para
su transportacioacuten y distribucioacuten bajo las normas de calidad establecidas Los
componentes separados en este proceso como son el etano propano butano y
pentano se utilizaraacuten posteriormente de manera individual como productos
cotizados en el mercado
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
30
Figura 9 Esquema de los productos del Gas Natural
31 Productos claves del proceso de Fraccionamiento
311 Etano
El etano ( de eacuteter y el sufijo -ano) es un hidrocarburo alifaacutetico alcano con dos
aacutetomos de carbono de foacutermula C2H6 A condiciones normales es gaseoso y un
excelente combustible Su punto de ebullicioacuten estaacute en -88 degC
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
31
Figura 10 Formula Estructural del Etano
El etano se encuentra en cantidad apreciable en el gas natural y constituye el
primer homoacutelogo del metano Los meacutetodos empleados para su obtencioacuten asiacute
como sus propiedades son muy semejantes a las del metano Aunque el etano
tiene poca importancia praacutectica su foacutermula presenta nuevos aspectos que son
muy interesantes
Propiedades Fiacutesicas
Se encuentra en estado gaseoso a temperatura ambiente Presenta un iacutendice
de octanaje superior al de la gasolina y tiene una presioacuten de vapor inferior
resultando en menores emisiones evaporativas La combustioacuten en el aire es
inferior a la de la gasolina lo que reduce el nuacutemero y la importancia de los
incendios en los vehiacuteculos Su punto de fusioacuten es -1833deg y su punto de ebullicioacuten
es de -886 deg C
Propiedades Quiacutemicas
Su estructura es uacutenica ya que existe una sola manera de unir los aacutetomos de
carbono en estas moleacuteculas No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
32
Aplicaciones
El etano se puede utilizar de dos maneras
Como mezcla con la gasolina con el objetivo de un aumento del octanaje de
la gasolina
Como etano puro compuesto de etano hidratado a 955 GL
Es un excelente combustible automotriz El etano anhidro tiene un poder
caloriacutefero inferior y superior de 212 y 234 mega joule por litro respectivamente
contra 301 y 349 mega joule por litro de gasolina En Brasil las propiedades del
etano (como combustible) llevaron al desarrollo de motores a alcohol y motores
para la mezcla alcohol gasolina Hasta 1988 los avances se realizaron por la
industria automoviliacutestica (GM Ford Volkswagen Fiat) para sistemas carburados
actualmente se encuentran disponibles para todos los motores con sistemas a
inyeccioacuten electroacutenica
Existen varias formas para obtener olefinas pero nosotros nos vamos a centrar
en la produccioacuten de Etileno y Propileno a partir del gas natural o Propano y Etano
esta misma materia prima es la que se usa en la Planta de Olefinas del Complejo
Petroquiacutemico El Tablazo ubicado en los Puertos de Altagracia Estado Zulia
Venezuela (Pequiven SA)
Estaacute la alimentacioacuten de materia prima que es el propano y etano a un 95 y
955 de pureza respectivamente esto ocurre de forma liquida a una presioacuten de
176 kgcm2 y 38 ordmC Este gas pasa por una seccioacuten de hornos en total hay 9
hornos en los cuales hay 7 hornos con celdas simples y 2 con celdas dobles
cada celda con la misma capacidad que la otra En estas celdas se va a realizar la
pirolisis con una mezcla de vapor de agua con los hidrocarburos con una relacioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
33
de 03 kg de vapor de agua sobre kg de hidrocarburo la pirolisis para el Etano
ocurre a 843 ordmC para el etano y de 826 a 843 ordmC para el propano
Figura 11 Esquema de distribucioacuten del Etileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
34
312 Propano
El propano (de abreviacioacuten de propioacutenico mas el sufijo -ano) es un gas
incoloro e inodoro Pertenece a los hidrocarburos alifaacuteticos (los alcanos) Su
foacutermula quiacutemica C3H8
Figura 12 Formula Estructural del Propano
El propano se suele obtener del gas natural o de los gases de los procesos
de cracking producidos en las instalaciones petroquiacutemicas Se obtiene en
yacimientos subterraacuteneos de petroacuteleo Una vez extraiacutedo el crudo se procede a un
tratamiento de refino para obtener los distintos productos que provienen de este
aceite entre ellos el gas propano
Propiedades Fiacutesicas
Hidrocarburo gaseoso incoloro y combustible que se halla en el petroacuteleo
americano Tiene 3 aacutetomos de Carbono su punto de fusioacuten es -18765degC y su
punto de ebullicioacuten es de -421 deg C
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
35
Propiedades Quiacutemicas
Posee baja polaridad No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
Aplicaciones
Por sus aplicaciones es un buen sustituto del gas obtenido por destilacioacuten seca
de la hulla El principal uso del propano es el aprovechamiento energeacutetico como
combustible en hogares comercios e industrias Con base al punto de ebullicioacuten
maacutes bajo que el butano y el mayor valor energeacutetico por gramo a veces se mezcla
con eacuteste o se utiliza propano en vez de butano En la industria quiacutemica es uno de
los productos de partida en la siacutentesis del propeno Es usado para la siacutentesis de
productos quiacutemicos petroquiacutemicos o plaacutestico (PVC Polietileno polipropileno
etc) Ademaacutes se utiliza como gas refrigerante (R290) o como gas propulsor en
aerosoles
No suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje No es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya
que por su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las
conducciones De hecho se eliminan los restos de butano y propano del gas
natural por este motivo
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
36
Figura 13 Esquema de distribucioacuten del Propileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
37
313 Butano
El butano (del aacutecido butiacuterico y eacuteste del latiacuten butyrum manteca y del sufijo -
ano) tambieacuten llamado n-butano es un hidrocarburo saturado parafiacutenico o
alifaacutetico inflamable gaseoso que se licuacutea a presioacuten atmosfeacuterica a -05 degC formado
por cuatro aacutetomos de carbono y por diez de hidroacutegeno cuya foacutermula quiacutemica es
C4H10 Tambieacuten puede denominarse con el mismo nombre a un isoacutemero de eacuteste
gas el isobutano o metilpropano
Los aacutetomos de carbono se encuentran unidos formando una cadena abierta
En el n-butano (normal) la cadena es continua y sin ramificaciones mientras que
en el i-butano (iso) o metilpropano uno de los aacutetomos de carbono forma una
ramificacioacuten lateral Esta diferencia de estructura es la causa de las distintas
propiedades que presentan
Como es un gas incoloro e inodoro en su elaboracioacuten se le antildeade un
odorizante (generalmente un mercaptano) que le confiere olor desagradable Esto
le permite ser detectado en una fuga porque es altamente volaacutetil y puede provocar
una explosioacuten
En caso de extincioacuten de un fuego por gas butano se emplea dioacutexido de
carbono (CO2) polvo quiacutemico o niebla de agua para enfriar y dispersar vapores El
butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
38
Figura 14 Formula Estructural del Butano
El butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
Propiedades Fiacutesicas
- Estado de agregacioacuten Gas
- Apariencia Incoloro
- Densidad 252 kgm3 000252 gcm3
- Masa 5808 u
- Punto de fusioacuten 1349 K (minus1383 degC)
- Punto de ebullicioacuten 2727 K (-05 degC)
- Punto de descomposicioacuten K (-27315 degC)
- Temperatura criacutetica K (-27315 degC)
Propiedades Quiacutemicas
- Solubilidad en agua 61 g100 ml H2O
- KPS nd
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
39
Aplicaciones
La principal aplicacioacuten del gas butano es la de combustible en hogares para la
cocina y agua caliente el gas butano no suele usarse en sistemas de calefaccioacuten
ya que no suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje es un gas un tanto inestable desde el punto de vista de la
licuefaccioacuten por ello la normativa espantildeola el Real Decreto 9192006 no permite
el tener mas de dos bombonas de gas butano en el interior de locales que tengan
aparatos a gas uno en reserva y uno en descarga ademaacutes de esto tampoco esta
permitido el almacenamiento en posicioacuten horizontal por esto cuando se ven
almacenes de envases GLP (bombonas de gas butano) estaacuten estos colocados en
estructuras metaacutelicas tipo estanteriacutea y siempre estaacuten en posicioacuten vertical asiacute
mismo como los camiones de transporte o distribucioacuten de gas butano
El gas butano no es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya que por
su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las conducciones y
esto provocar graves accidentes De hecho se eliminan los restos de butano y
propano del gas natural por este motivo creando un gas mucho maacutes estable para
su transporte por gaseoductos nos referimos al gas natural
Figura 15 Bombonas de Gas Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
40
El iso- butano tiene su uso principal para alquilato y MTBE componentes
clave en la produccioacuten de gasolinas El eacuteter metil tert-butiacutelico metil tert-butil
eacuteter metil terc-butil eacuteter o por sus siglas MTBE es un liacutequido inflamable de olor
caracteriacutestico desagradable Se fabrica combinando sustancias quiacutemicas como
isobutileno y metanol y se ha usado desde los antildeos 1980 como aditivo para
incrementar el octanaje de la gasolina sin plomo
El MTBE se usa tambieacuten para disolver caacutelculos biliares En estos pacientes
el MTBE se hace llegar directamente a los caacutelculos a traveacutes de tubos especiales
insertados por medio de cirugiacutea
El n - butano provee volatilidad en gasolinas Gas combustible (solo o
mezclado con propano) Plantas de butadieno (cuero sinteacutetico) y olefinas
314 Gasolina Natural
Producto resultante del procesamiento de gas natural Compuesta
baacutesicamente por pentano hexano y heptano Los meacutetodos utilizados para su
elaboracioacuten son la absorcioacuten con aceite pesado la absorcioacuten con carboacuten vegetal
compresioacuten y refinacioacuten Se utiliza para la mezcla con gasolina que se produce en
las refineriacuteas o con el petroacuteleo para mejorar la densidad de ese producto y
aumentar su valor comercial
32 Liacutequidos de Gas Natural (LGN)
Los liacutequidos del gas natural (LGN) formados por etano propano butano y
otros componentes hidrocarburos maacutes pesados son utilizados en el mercado
interno como combustible y materia prima (industria petroquiacutemica entre ellas)
Entre los clientes nacionales de la industria del LGN se encuentran mercado
interno de propano Pequiven Refineriacutea de Puerto La Cruz Refineriacutea El Palito las
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
41
plantas de Carenero Guamache Punta Cardoacuten y Super Octanos asiacute como el
mercado domeacutestico en especial las zonas populares
Por otro lado 31 de la produccioacuten de este hidrocarburo abastece los
mercados internacionales Cuba paiacuteses del CARICOM EE UU Meacutexico Chile
Brasil Curazao Puerto Rico y Europa La capacidad total de procesamiento de
LGN en el paiacutes es de 2660 MMPCD estimaacutendose la demanda para el antildeo 2005
en 14 millones de kg (35 MBD) siendo el consumo promedio 36 kgpersona
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)
Infraestructura de LGN
3 plantas de fraccionamiento Joseacute Uleacute y Bajo Grande
3 plantas de extraccioacuten San Joaquiacuten Santa Baacuterbara y Jusepiacuten
3 muelles de embarque Joseacute La Salinas y Bajo Grande
Existen 85 plantas de llenado que cubren casi todo el paiacutes y que surten a
230 empresas privadas distribuidoras y comercializadoras de gas
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
42
321 Almacenamiento de GNL
El GNL se almacena a -161 degC y a presioacuten atmosfeacuterica en tanques
criogeacutenicos especiales para baja temperatura El tiacutepico tanque de GNL tiene doble
pared una pared externa de hormigoacuten armado recubierto con acero al carbono y
una pared interna de acero niquelado al 9 La seguridad y la resistencia son las
consideraciones de disentildeo primarias al construir estos tanques los cuales se
disentildean para soportar terremotos y fuertes vientos
A presioacuten se almacenan los productos a la presioacuten de vapor a la
temperatura ambiente
Refrigerado se mantienen los productos a la temperatura de burbuja a
presioacuten cerca de la atmosfeacuterica (05 ndash 2 psig)
Refrigerado y a presioacuten
322 Transporte de GNL
El GNL se transporta a presioacuten atmosfeacuterica en buques especialmente
construidos con casco doble El sistema de contencioacuten de carga se disentildea y
construye utilizando materiales especiales para el aislamiento y tanque para
asegurar el transporte seguro de esta carga criogeacutenica
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
43
El GNL en los tanques de carga del buque se mantiene a su temperatura de
saturacioacuten (-161 degC) a lo largo de toda la navegacioacuten pero se permite que una
pequentildea cantidad de vapor se disipe por ebullicioacuten en un proceso que se
denomina autorrefrigeracioacuten El gas evaporado se utiliza para impulsar los
motores del buque
Figura 17 Transporte de GNL
Aproximadamente 40 de los buques de GNL actualmente en servicio
cuentan con sistemas de contencioacuten de carga del tipo de membrana de modo que
tienen un aspecto muy similar al de otros cargueros El resto de los buques tienen
un sistema de contencioacuten de carga maacutes particular que incluye cuatro o maacutes
tanques esfeacutericos grandes Ambos tipos de sistema de contencioacuten poseen
antecedentes de operacioacuten extremadamente seguros y confiables
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
44
Datos sobre buques
- Actualmente se encuentran en servicio maacutes de 120 buques de GNL
- El transporte de GNL por buque tiene antecedentes de seguridad
ejemplares
- Liacutemites de capacidad de carga 19000 m3 a 138000 m3
- Esloras 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft)
- Calados 65 m (12 ft) a 12 m (39 ft)
La flota de buques estaacute desarrollaacutendose raacutepidamente con maacutes de 100 buques
pedidos a los astilleros y que entraraacuten en servicio en los proacuteximos antildeos Tambieacuten
estaacuten naciendo proyectos alternativos para el transporte de GNL en pequentildeas
cantidades bien sea en camiones o en barcos mucho menores que los actuales
323 Regasificacioacuten de GNL
Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificacioacuten
en la zona de mercado el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de
almacenamiento Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal
de licuefaccioacuten Generalmente la descarga de un buque requiere unas 12 horas
Luego el GNL vuelve a su estado gaseoso original Para ello se bombea desde
los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las
condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los
usuarios finales ubicados corriente abajo de la tuberiacutea Posteriormente el gas se
distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
45
Otra modalidad de distribucioacuten consiste en el transporte de GNL a bordo de
cisternas especialmente disentildeadas para su carga desde las plantas
regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros hasta clientes
que disponen de depoacutesitos de GNL que estaacuten disentildeados para almacenar y
regasificar el gas para su uso Esta es la uacutenica modalidad de transporte de GNL
posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional
324 Riesgos de un proyecto de GNL
Debido a que los proyectos de GNL estaacuten basados en contratos de compra y
venta a largo plazo la mayor parte de los riesgos estaacuten basados en la
disponibilidad de gas al proyecto la estabilidad de los paiacuteses donde se ejecuta el
proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del grupo que estaacute ejecutando el
proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr
una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida uacutetil
Las caracteriacutesticas de un buen proyecto de GNL incluyen
Bajos costos de infraestructura y produccioacuten del gas
Bajos costos de transporte del gas y otros productos liacutequidos
Buena estructura del proyecto y de la compantildeiacutea establecida para este
efecto
Ambiente fiscal atractivo
Confianza de los compradores en la estabilidad del proyecto
Seguridad de mercado
Iacutendice del precio del gas con cambios de mercado
Proyecto que sea faacutecilmente financiable
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
46
33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
47
GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
48
GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
49
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
52
BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
ENCICLOPEDIA Hispaacutenica (2001) MACROPEDIA VOLUMEN 7 Segunda
Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
ENCICLOPEDIA Encarta (2007) Biblioteca de Consulta
MICROSOFT Internet www googlecom
X
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
26
La forma maacutes utilizada para la separacioacuten de los componentes del gas
natural es mediante enfriamiento se utilizan los principios de refrigeracioacuten
mecaacutenica o autorefrigeracion mediante el principio de Joule Thompson (expansioacuten
isentroacutepica o adiabaacutetica) Posteriormente la mezcla liquida es sometida a
fraccionamiento en una columna de platos o empaques
Efecto Joule Thomson
El efecto de Joule-Thomson o efecto Joule-Kelvin es el proceso en el
cual la temperatura de un sistema disminuye o aumenta al permitir que el sistema
se expanda libremente manteniendo la entalpiacutea constante (lo que significa que el
gas no recibe ni transfiere calor y no realiza ninguacuten trabajo)
Fue descrito por James Prescott Joule y William Thomson el primer Baroacuten
Kelvin quienes establecieron el efecto en 1852 modificando un experimento previo
de Joule en el que un gas se expandiacutea manteniendo constante su energiacutea interna
La relacioacuten entre temperatura presioacuten y volumen de un gas se puede describir de
una forma sencilla gracias a las leyes de los gases Cuando el volumen aumenta
durante un proceso irreversible las leyes de los gases no pueden determinar por
si solas queacute ocurre con la temperatura y presioacuten del gas
En general cuando un gas se expande adiabaacuteticamente la temperatura
puede aumentar o disminuir dependiendo de la presioacuten y temperatura inicial Para
una presioacuten constante (fijada previamente) un gas tendraacute una temperatura de
inversioacuten de Joule-Thompson (Kelvin) sobre la cual al expandirse el gas causa
un aumento de temperatura y por debajo la expansioacuten del gas causa un
enfriamiento En la mayoriacutea de los gases a presioacuten atmosfeacuterica esta temperatura
es bastante alta mucho mayor que la temperatura ambiental y por ello la mayoriacutea
de los gases se enfriacutean al expandirse
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Figura 6 Expansioacuten Joule Thomson Plantas GNL por Refrigeracioacuten
Hemos visto que cuando un gas sufre una expansioacuten a traveacutes de un
obstaacuteculo o estrangulamiento a presiones y temperaturas adecuadas se produce
una disminucioacuten de su temperatura Como se cumple que cuanto maacutes baja es la
temperatura el teacutermino es de mayor valor absoluto y negativo el
coeficiente de Joule-Thomson tendraacute los valores positivos maacutes altos a
temperatura bajas Como consecuencia de ello el enfriamiento por efecto de
Joule-Thomson seraacute mas pronunciado a temperaturas bajas y presiones bajas
El cientiacutefico ingleacutes llamado John Dalton afirmoacute que la presioacuten total de una
mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los
componentes Esta afirmacioacuten ahora es conocida como la ley de presiones
parciales de Dalton la cual nos permite calcular el volumen maacuteximo de vapor de
agua que el gas natural puede contener a una temperatura y presioacuten dada
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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La temperatura del gas y las presiones son los factores maacutes importantes en
el disentildeo de un sistema de deshidratacioacuten del gas Sin eacutesta informacioacuten baacutesica el
tamantildeo de un deshidratador adecuado es imposible
La expansioacuten Joule-Thomson utiliza caiacutedas de temperatura para remover
agua condensada y asiacute deshidratar el gas natural En algunos casos el glicol
podriacutea ser inyectado al intercambiador de calor para obtener temperaturas maacutes
bajas antes de la expansioacuten que ocurre en un separador de bajas temperaturas
En esta expansioacuten el gas pasa primero por un intercambiador de calor para
recibir un pre-enfriamiento y posteriormente a traveacutes de una vaacutelvula de expansioacuten
o estrangulador Esta expansioacuten es un proceso isoentaacutelpico donde la caiacuteda de
presioacuten genera una disminucioacuten de temperatura la cual provoca una separacioacuten
de los liacutequidos condensables Generalmente en este tipo de proceso el gas debe
comprimirse para alcanzar la presioacuten requerida para su transporte
Figura 7 Esquema de Proceso de Enfriamiento de Gas Natural mediante
Expansioacuten con Vaacutelvula (efecto de Joule-Thompson)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 8 Refrigeracioacuten por Joule- Thomson
3 Uso de los Productos del proceso de Fraccionamiento
Luego del tratamiento se somete al gas natural a los procesos de extraccioacuten y
Fraccionamiento para separar sus componentes y disponer de gas metano para
su transportacioacuten y distribucioacuten bajo las normas de calidad establecidas Los
componentes separados en este proceso como son el etano propano butano y
pentano se utilizaraacuten posteriormente de manera individual como productos
cotizados en el mercado
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
30
Figura 9 Esquema de los productos del Gas Natural
31 Productos claves del proceso de Fraccionamiento
311 Etano
El etano ( de eacuteter y el sufijo -ano) es un hidrocarburo alifaacutetico alcano con dos
aacutetomos de carbono de foacutermula C2H6 A condiciones normales es gaseoso y un
excelente combustible Su punto de ebullicioacuten estaacute en -88 degC
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
31
Figura 10 Formula Estructural del Etano
El etano se encuentra en cantidad apreciable en el gas natural y constituye el
primer homoacutelogo del metano Los meacutetodos empleados para su obtencioacuten asiacute
como sus propiedades son muy semejantes a las del metano Aunque el etano
tiene poca importancia praacutectica su foacutermula presenta nuevos aspectos que son
muy interesantes
Propiedades Fiacutesicas
Se encuentra en estado gaseoso a temperatura ambiente Presenta un iacutendice
de octanaje superior al de la gasolina y tiene una presioacuten de vapor inferior
resultando en menores emisiones evaporativas La combustioacuten en el aire es
inferior a la de la gasolina lo que reduce el nuacutemero y la importancia de los
incendios en los vehiacuteculos Su punto de fusioacuten es -1833deg y su punto de ebullicioacuten
es de -886 deg C
Propiedades Quiacutemicas
Su estructura es uacutenica ya que existe una sola manera de unir los aacutetomos de
carbono en estas moleacuteculas No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
32
Aplicaciones
El etano se puede utilizar de dos maneras
Como mezcla con la gasolina con el objetivo de un aumento del octanaje de
la gasolina
Como etano puro compuesto de etano hidratado a 955 GL
Es un excelente combustible automotriz El etano anhidro tiene un poder
caloriacutefero inferior y superior de 212 y 234 mega joule por litro respectivamente
contra 301 y 349 mega joule por litro de gasolina En Brasil las propiedades del
etano (como combustible) llevaron al desarrollo de motores a alcohol y motores
para la mezcla alcohol gasolina Hasta 1988 los avances se realizaron por la
industria automoviliacutestica (GM Ford Volkswagen Fiat) para sistemas carburados
actualmente se encuentran disponibles para todos los motores con sistemas a
inyeccioacuten electroacutenica
Existen varias formas para obtener olefinas pero nosotros nos vamos a centrar
en la produccioacuten de Etileno y Propileno a partir del gas natural o Propano y Etano
esta misma materia prima es la que se usa en la Planta de Olefinas del Complejo
Petroquiacutemico El Tablazo ubicado en los Puertos de Altagracia Estado Zulia
Venezuela (Pequiven SA)
Estaacute la alimentacioacuten de materia prima que es el propano y etano a un 95 y
955 de pureza respectivamente esto ocurre de forma liquida a una presioacuten de
176 kgcm2 y 38 ordmC Este gas pasa por una seccioacuten de hornos en total hay 9
hornos en los cuales hay 7 hornos con celdas simples y 2 con celdas dobles
cada celda con la misma capacidad que la otra En estas celdas se va a realizar la
pirolisis con una mezcla de vapor de agua con los hidrocarburos con una relacioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
33
de 03 kg de vapor de agua sobre kg de hidrocarburo la pirolisis para el Etano
ocurre a 843 ordmC para el etano y de 826 a 843 ordmC para el propano
Figura 11 Esquema de distribucioacuten del Etileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
34
312 Propano
El propano (de abreviacioacuten de propioacutenico mas el sufijo -ano) es un gas
incoloro e inodoro Pertenece a los hidrocarburos alifaacuteticos (los alcanos) Su
foacutermula quiacutemica C3H8
Figura 12 Formula Estructural del Propano
El propano se suele obtener del gas natural o de los gases de los procesos
de cracking producidos en las instalaciones petroquiacutemicas Se obtiene en
yacimientos subterraacuteneos de petroacuteleo Una vez extraiacutedo el crudo se procede a un
tratamiento de refino para obtener los distintos productos que provienen de este
aceite entre ellos el gas propano
Propiedades Fiacutesicas
Hidrocarburo gaseoso incoloro y combustible que se halla en el petroacuteleo
americano Tiene 3 aacutetomos de Carbono su punto de fusioacuten es -18765degC y su
punto de ebullicioacuten es de -421 deg C
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
35
Propiedades Quiacutemicas
Posee baja polaridad No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
Aplicaciones
Por sus aplicaciones es un buen sustituto del gas obtenido por destilacioacuten seca
de la hulla El principal uso del propano es el aprovechamiento energeacutetico como
combustible en hogares comercios e industrias Con base al punto de ebullicioacuten
maacutes bajo que el butano y el mayor valor energeacutetico por gramo a veces se mezcla
con eacuteste o se utiliza propano en vez de butano En la industria quiacutemica es uno de
los productos de partida en la siacutentesis del propeno Es usado para la siacutentesis de
productos quiacutemicos petroquiacutemicos o plaacutestico (PVC Polietileno polipropileno
etc) Ademaacutes se utiliza como gas refrigerante (R290) o como gas propulsor en
aerosoles
No suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje No es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya
que por su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las
conducciones De hecho se eliminan los restos de butano y propano del gas
natural por este motivo
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
36
Figura 13 Esquema de distribucioacuten del Propileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
37
313 Butano
El butano (del aacutecido butiacuterico y eacuteste del latiacuten butyrum manteca y del sufijo -
ano) tambieacuten llamado n-butano es un hidrocarburo saturado parafiacutenico o
alifaacutetico inflamable gaseoso que se licuacutea a presioacuten atmosfeacuterica a -05 degC formado
por cuatro aacutetomos de carbono y por diez de hidroacutegeno cuya foacutermula quiacutemica es
C4H10 Tambieacuten puede denominarse con el mismo nombre a un isoacutemero de eacuteste
gas el isobutano o metilpropano
Los aacutetomos de carbono se encuentran unidos formando una cadena abierta
En el n-butano (normal) la cadena es continua y sin ramificaciones mientras que
en el i-butano (iso) o metilpropano uno de los aacutetomos de carbono forma una
ramificacioacuten lateral Esta diferencia de estructura es la causa de las distintas
propiedades que presentan
Como es un gas incoloro e inodoro en su elaboracioacuten se le antildeade un
odorizante (generalmente un mercaptano) que le confiere olor desagradable Esto
le permite ser detectado en una fuga porque es altamente volaacutetil y puede provocar
una explosioacuten
En caso de extincioacuten de un fuego por gas butano se emplea dioacutexido de
carbono (CO2) polvo quiacutemico o niebla de agua para enfriar y dispersar vapores El
butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
38
Figura 14 Formula Estructural del Butano
El butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
Propiedades Fiacutesicas
- Estado de agregacioacuten Gas
- Apariencia Incoloro
- Densidad 252 kgm3 000252 gcm3
- Masa 5808 u
- Punto de fusioacuten 1349 K (minus1383 degC)
- Punto de ebullicioacuten 2727 K (-05 degC)
- Punto de descomposicioacuten K (-27315 degC)
- Temperatura criacutetica K (-27315 degC)
Propiedades Quiacutemicas
- Solubilidad en agua 61 g100 ml H2O
- KPS nd
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
39
Aplicaciones
La principal aplicacioacuten del gas butano es la de combustible en hogares para la
cocina y agua caliente el gas butano no suele usarse en sistemas de calefaccioacuten
ya que no suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje es un gas un tanto inestable desde el punto de vista de la
licuefaccioacuten por ello la normativa espantildeola el Real Decreto 9192006 no permite
el tener mas de dos bombonas de gas butano en el interior de locales que tengan
aparatos a gas uno en reserva y uno en descarga ademaacutes de esto tampoco esta
permitido el almacenamiento en posicioacuten horizontal por esto cuando se ven
almacenes de envases GLP (bombonas de gas butano) estaacuten estos colocados en
estructuras metaacutelicas tipo estanteriacutea y siempre estaacuten en posicioacuten vertical asiacute
mismo como los camiones de transporte o distribucioacuten de gas butano
El gas butano no es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya que por
su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las conducciones y
esto provocar graves accidentes De hecho se eliminan los restos de butano y
propano del gas natural por este motivo creando un gas mucho maacutes estable para
su transporte por gaseoductos nos referimos al gas natural
Figura 15 Bombonas de Gas Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
40
El iso- butano tiene su uso principal para alquilato y MTBE componentes
clave en la produccioacuten de gasolinas El eacuteter metil tert-butiacutelico metil tert-butil
eacuteter metil terc-butil eacuteter o por sus siglas MTBE es un liacutequido inflamable de olor
caracteriacutestico desagradable Se fabrica combinando sustancias quiacutemicas como
isobutileno y metanol y se ha usado desde los antildeos 1980 como aditivo para
incrementar el octanaje de la gasolina sin plomo
El MTBE se usa tambieacuten para disolver caacutelculos biliares En estos pacientes
el MTBE se hace llegar directamente a los caacutelculos a traveacutes de tubos especiales
insertados por medio de cirugiacutea
El n - butano provee volatilidad en gasolinas Gas combustible (solo o
mezclado con propano) Plantas de butadieno (cuero sinteacutetico) y olefinas
314 Gasolina Natural
Producto resultante del procesamiento de gas natural Compuesta
baacutesicamente por pentano hexano y heptano Los meacutetodos utilizados para su
elaboracioacuten son la absorcioacuten con aceite pesado la absorcioacuten con carboacuten vegetal
compresioacuten y refinacioacuten Se utiliza para la mezcla con gasolina que se produce en
las refineriacuteas o con el petroacuteleo para mejorar la densidad de ese producto y
aumentar su valor comercial
32 Liacutequidos de Gas Natural (LGN)
Los liacutequidos del gas natural (LGN) formados por etano propano butano y
otros componentes hidrocarburos maacutes pesados son utilizados en el mercado
interno como combustible y materia prima (industria petroquiacutemica entre ellas)
Entre los clientes nacionales de la industria del LGN se encuentran mercado
interno de propano Pequiven Refineriacutea de Puerto La Cruz Refineriacutea El Palito las
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
41
plantas de Carenero Guamache Punta Cardoacuten y Super Octanos asiacute como el
mercado domeacutestico en especial las zonas populares
Por otro lado 31 de la produccioacuten de este hidrocarburo abastece los
mercados internacionales Cuba paiacuteses del CARICOM EE UU Meacutexico Chile
Brasil Curazao Puerto Rico y Europa La capacidad total de procesamiento de
LGN en el paiacutes es de 2660 MMPCD estimaacutendose la demanda para el antildeo 2005
en 14 millones de kg (35 MBD) siendo el consumo promedio 36 kgpersona
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)
Infraestructura de LGN
3 plantas de fraccionamiento Joseacute Uleacute y Bajo Grande
3 plantas de extraccioacuten San Joaquiacuten Santa Baacuterbara y Jusepiacuten
3 muelles de embarque Joseacute La Salinas y Bajo Grande
Existen 85 plantas de llenado que cubren casi todo el paiacutes y que surten a
230 empresas privadas distribuidoras y comercializadoras de gas
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
42
321 Almacenamiento de GNL
El GNL se almacena a -161 degC y a presioacuten atmosfeacuterica en tanques
criogeacutenicos especiales para baja temperatura El tiacutepico tanque de GNL tiene doble
pared una pared externa de hormigoacuten armado recubierto con acero al carbono y
una pared interna de acero niquelado al 9 La seguridad y la resistencia son las
consideraciones de disentildeo primarias al construir estos tanques los cuales se
disentildean para soportar terremotos y fuertes vientos
A presioacuten se almacenan los productos a la presioacuten de vapor a la
temperatura ambiente
Refrigerado se mantienen los productos a la temperatura de burbuja a
presioacuten cerca de la atmosfeacuterica (05 ndash 2 psig)
Refrigerado y a presioacuten
322 Transporte de GNL
El GNL se transporta a presioacuten atmosfeacuterica en buques especialmente
construidos con casco doble El sistema de contencioacuten de carga se disentildea y
construye utilizando materiales especiales para el aislamiento y tanque para
asegurar el transporte seguro de esta carga criogeacutenica
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
43
El GNL en los tanques de carga del buque se mantiene a su temperatura de
saturacioacuten (-161 degC) a lo largo de toda la navegacioacuten pero se permite que una
pequentildea cantidad de vapor se disipe por ebullicioacuten en un proceso que se
denomina autorrefrigeracioacuten El gas evaporado se utiliza para impulsar los
motores del buque
Figura 17 Transporte de GNL
Aproximadamente 40 de los buques de GNL actualmente en servicio
cuentan con sistemas de contencioacuten de carga del tipo de membrana de modo que
tienen un aspecto muy similar al de otros cargueros El resto de los buques tienen
un sistema de contencioacuten de carga maacutes particular que incluye cuatro o maacutes
tanques esfeacutericos grandes Ambos tipos de sistema de contencioacuten poseen
antecedentes de operacioacuten extremadamente seguros y confiables
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
44
Datos sobre buques
- Actualmente se encuentran en servicio maacutes de 120 buques de GNL
- El transporte de GNL por buque tiene antecedentes de seguridad
ejemplares
- Liacutemites de capacidad de carga 19000 m3 a 138000 m3
- Esloras 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft)
- Calados 65 m (12 ft) a 12 m (39 ft)
La flota de buques estaacute desarrollaacutendose raacutepidamente con maacutes de 100 buques
pedidos a los astilleros y que entraraacuten en servicio en los proacuteximos antildeos Tambieacuten
estaacuten naciendo proyectos alternativos para el transporte de GNL en pequentildeas
cantidades bien sea en camiones o en barcos mucho menores que los actuales
323 Regasificacioacuten de GNL
Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificacioacuten
en la zona de mercado el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de
almacenamiento Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal
de licuefaccioacuten Generalmente la descarga de un buque requiere unas 12 horas
Luego el GNL vuelve a su estado gaseoso original Para ello se bombea desde
los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las
condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los
usuarios finales ubicados corriente abajo de la tuberiacutea Posteriormente el gas se
distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
45
Otra modalidad de distribucioacuten consiste en el transporte de GNL a bordo de
cisternas especialmente disentildeadas para su carga desde las plantas
regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros hasta clientes
que disponen de depoacutesitos de GNL que estaacuten disentildeados para almacenar y
regasificar el gas para su uso Esta es la uacutenica modalidad de transporte de GNL
posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional
324 Riesgos de un proyecto de GNL
Debido a que los proyectos de GNL estaacuten basados en contratos de compra y
venta a largo plazo la mayor parte de los riesgos estaacuten basados en la
disponibilidad de gas al proyecto la estabilidad de los paiacuteses donde se ejecuta el
proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del grupo que estaacute ejecutando el
proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr
una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida uacutetil
Las caracteriacutesticas de un buen proyecto de GNL incluyen
Bajos costos de infraestructura y produccioacuten del gas
Bajos costos de transporte del gas y otros productos liacutequidos
Buena estructura del proyecto y de la compantildeiacutea establecida para este
efecto
Ambiente fiscal atractivo
Confianza de los compradores en la estabilidad del proyecto
Seguridad de mercado
Iacutendice del precio del gas con cambios de mercado
Proyecto que sea faacutecilmente financiable
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
46
33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
47
GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
48
GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
49
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
52
BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
ENCICLOPEDIA Hispaacutenica (2001) MACROPEDIA VOLUMEN 7 Segunda
Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
ENCICLOPEDIA Encarta (2007) Biblioteca de Consulta
MICROSOFT Internet www googlecom
X
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
27
Figura 6 Expansioacuten Joule Thomson Plantas GNL por Refrigeracioacuten
Hemos visto que cuando un gas sufre una expansioacuten a traveacutes de un
obstaacuteculo o estrangulamiento a presiones y temperaturas adecuadas se produce
una disminucioacuten de su temperatura Como se cumple que cuanto maacutes baja es la
temperatura el teacutermino es de mayor valor absoluto y negativo el
coeficiente de Joule-Thomson tendraacute los valores positivos maacutes altos a
temperatura bajas Como consecuencia de ello el enfriamiento por efecto de
Joule-Thomson seraacute mas pronunciado a temperaturas bajas y presiones bajas
El cientiacutefico ingleacutes llamado John Dalton afirmoacute que la presioacuten total de una
mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los
componentes Esta afirmacioacuten ahora es conocida como la ley de presiones
parciales de Dalton la cual nos permite calcular el volumen maacuteximo de vapor de
agua que el gas natural puede contener a una temperatura y presioacuten dada
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
28
La temperatura del gas y las presiones son los factores maacutes importantes en
el disentildeo de un sistema de deshidratacioacuten del gas Sin eacutesta informacioacuten baacutesica el
tamantildeo de un deshidratador adecuado es imposible
La expansioacuten Joule-Thomson utiliza caiacutedas de temperatura para remover
agua condensada y asiacute deshidratar el gas natural En algunos casos el glicol
podriacutea ser inyectado al intercambiador de calor para obtener temperaturas maacutes
bajas antes de la expansioacuten que ocurre en un separador de bajas temperaturas
En esta expansioacuten el gas pasa primero por un intercambiador de calor para
recibir un pre-enfriamiento y posteriormente a traveacutes de una vaacutelvula de expansioacuten
o estrangulador Esta expansioacuten es un proceso isoentaacutelpico donde la caiacuteda de
presioacuten genera una disminucioacuten de temperatura la cual provoca una separacioacuten
de los liacutequidos condensables Generalmente en este tipo de proceso el gas debe
comprimirse para alcanzar la presioacuten requerida para su transporte
Figura 7 Esquema de Proceso de Enfriamiento de Gas Natural mediante
Expansioacuten con Vaacutelvula (efecto de Joule-Thompson)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
29
Figura 8 Refrigeracioacuten por Joule- Thomson
3 Uso de los Productos del proceso de Fraccionamiento
Luego del tratamiento se somete al gas natural a los procesos de extraccioacuten y
Fraccionamiento para separar sus componentes y disponer de gas metano para
su transportacioacuten y distribucioacuten bajo las normas de calidad establecidas Los
componentes separados en este proceso como son el etano propano butano y
pentano se utilizaraacuten posteriormente de manera individual como productos
cotizados en el mercado
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
30
Figura 9 Esquema de los productos del Gas Natural
31 Productos claves del proceso de Fraccionamiento
311 Etano
El etano ( de eacuteter y el sufijo -ano) es un hidrocarburo alifaacutetico alcano con dos
aacutetomos de carbono de foacutermula C2H6 A condiciones normales es gaseoso y un
excelente combustible Su punto de ebullicioacuten estaacute en -88 degC
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
31
Figura 10 Formula Estructural del Etano
El etano se encuentra en cantidad apreciable en el gas natural y constituye el
primer homoacutelogo del metano Los meacutetodos empleados para su obtencioacuten asiacute
como sus propiedades son muy semejantes a las del metano Aunque el etano
tiene poca importancia praacutectica su foacutermula presenta nuevos aspectos que son
muy interesantes
Propiedades Fiacutesicas
Se encuentra en estado gaseoso a temperatura ambiente Presenta un iacutendice
de octanaje superior al de la gasolina y tiene una presioacuten de vapor inferior
resultando en menores emisiones evaporativas La combustioacuten en el aire es
inferior a la de la gasolina lo que reduce el nuacutemero y la importancia de los
incendios en los vehiacuteculos Su punto de fusioacuten es -1833deg y su punto de ebullicioacuten
es de -886 deg C
Propiedades Quiacutemicas
Su estructura es uacutenica ya que existe una sola manera de unir los aacutetomos de
carbono en estas moleacuteculas No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
32
Aplicaciones
El etano se puede utilizar de dos maneras
Como mezcla con la gasolina con el objetivo de un aumento del octanaje de
la gasolina
Como etano puro compuesto de etano hidratado a 955 GL
Es un excelente combustible automotriz El etano anhidro tiene un poder
caloriacutefero inferior y superior de 212 y 234 mega joule por litro respectivamente
contra 301 y 349 mega joule por litro de gasolina En Brasil las propiedades del
etano (como combustible) llevaron al desarrollo de motores a alcohol y motores
para la mezcla alcohol gasolina Hasta 1988 los avances se realizaron por la
industria automoviliacutestica (GM Ford Volkswagen Fiat) para sistemas carburados
actualmente se encuentran disponibles para todos los motores con sistemas a
inyeccioacuten electroacutenica
Existen varias formas para obtener olefinas pero nosotros nos vamos a centrar
en la produccioacuten de Etileno y Propileno a partir del gas natural o Propano y Etano
esta misma materia prima es la que se usa en la Planta de Olefinas del Complejo
Petroquiacutemico El Tablazo ubicado en los Puertos de Altagracia Estado Zulia
Venezuela (Pequiven SA)
Estaacute la alimentacioacuten de materia prima que es el propano y etano a un 95 y
955 de pureza respectivamente esto ocurre de forma liquida a una presioacuten de
176 kgcm2 y 38 ordmC Este gas pasa por una seccioacuten de hornos en total hay 9
hornos en los cuales hay 7 hornos con celdas simples y 2 con celdas dobles
cada celda con la misma capacidad que la otra En estas celdas se va a realizar la
pirolisis con una mezcla de vapor de agua con los hidrocarburos con una relacioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
33
de 03 kg de vapor de agua sobre kg de hidrocarburo la pirolisis para el Etano
ocurre a 843 ordmC para el etano y de 826 a 843 ordmC para el propano
Figura 11 Esquema de distribucioacuten del Etileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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312 Propano
El propano (de abreviacioacuten de propioacutenico mas el sufijo -ano) es un gas
incoloro e inodoro Pertenece a los hidrocarburos alifaacuteticos (los alcanos) Su
foacutermula quiacutemica C3H8
Figura 12 Formula Estructural del Propano
El propano se suele obtener del gas natural o de los gases de los procesos
de cracking producidos en las instalaciones petroquiacutemicas Se obtiene en
yacimientos subterraacuteneos de petroacuteleo Una vez extraiacutedo el crudo se procede a un
tratamiento de refino para obtener los distintos productos que provienen de este
aceite entre ellos el gas propano
Propiedades Fiacutesicas
Hidrocarburo gaseoso incoloro y combustible que se halla en el petroacuteleo
americano Tiene 3 aacutetomos de Carbono su punto de fusioacuten es -18765degC y su
punto de ebullicioacuten es de -421 deg C
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Propiedades Quiacutemicas
Posee baja polaridad No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
Aplicaciones
Por sus aplicaciones es un buen sustituto del gas obtenido por destilacioacuten seca
de la hulla El principal uso del propano es el aprovechamiento energeacutetico como
combustible en hogares comercios e industrias Con base al punto de ebullicioacuten
maacutes bajo que el butano y el mayor valor energeacutetico por gramo a veces se mezcla
con eacuteste o se utiliza propano en vez de butano En la industria quiacutemica es uno de
los productos de partida en la siacutentesis del propeno Es usado para la siacutentesis de
productos quiacutemicos petroquiacutemicos o plaacutestico (PVC Polietileno polipropileno
etc) Ademaacutes se utiliza como gas refrigerante (R290) o como gas propulsor en
aerosoles
No suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje No es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya
que por su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las
conducciones De hecho se eliminan los restos de butano y propano del gas
natural por este motivo
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
36
Figura 13 Esquema de distribucioacuten del Propileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
37
313 Butano
El butano (del aacutecido butiacuterico y eacuteste del latiacuten butyrum manteca y del sufijo -
ano) tambieacuten llamado n-butano es un hidrocarburo saturado parafiacutenico o
alifaacutetico inflamable gaseoso que se licuacutea a presioacuten atmosfeacuterica a -05 degC formado
por cuatro aacutetomos de carbono y por diez de hidroacutegeno cuya foacutermula quiacutemica es
C4H10 Tambieacuten puede denominarse con el mismo nombre a un isoacutemero de eacuteste
gas el isobutano o metilpropano
Los aacutetomos de carbono se encuentran unidos formando una cadena abierta
En el n-butano (normal) la cadena es continua y sin ramificaciones mientras que
en el i-butano (iso) o metilpropano uno de los aacutetomos de carbono forma una
ramificacioacuten lateral Esta diferencia de estructura es la causa de las distintas
propiedades que presentan
Como es un gas incoloro e inodoro en su elaboracioacuten se le antildeade un
odorizante (generalmente un mercaptano) que le confiere olor desagradable Esto
le permite ser detectado en una fuga porque es altamente volaacutetil y puede provocar
una explosioacuten
En caso de extincioacuten de un fuego por gas butano se emplea dioacutexido de
carbono (CO2) polvo quiacutemico o niebla de agua para enfriar y dispersar vapores El
butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
38
Figura 14 Formula Estructural del Butano
El butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
Propiedades Fiacutesicas
- Estado de agregacioacuten Gas
- Apariencia Incoloro
- Densidad 252 kgm3 000252 gcm3
- Masa 5808 u
- Punto de fusioacuten 1349 K (minus1383 degC)
- Punto de ebullicioacuten 2727 K (-05 degC)
- Punto de descomposicioacuten K (-27315 degC)
- Temperatura criacutetica K (-27315 degC)
Propiedades Quiacutemicas
- Solubilidad en agua 61 g100 ml H2O
- KPS nd
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
39
Aplicaciones
La principal aplicacioacuten del gas butano es la de combustible en hogares para la
cocina y agua caliente el gas butano no suele usarse en sistemas de calefaccioacuten
ya que no suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje es un gas un tanto inestable desde el punto de vista de la
licuefaccioacuten por ello la normativa espantildeola el Real Decreto 9192006 no permite
el tener mas de dos bombonas de gas butano en el interior de locales que tengan
aparatos a gas uno en reserva y uno en descarga ademaacutes de esto tampoco esta
permitido el almacenamiento en posicioacuten horizontal por esto cuando se ven
almacenes de envases GLP (bombonas de gas butano) estaacuten estos colocados en
estructuras metaacutelicas tipo estanteriacutea y siempre estaacuten en posicioacuten vertical asiacute
mismo como los camiones de transporte o distribucioacuten de gas butano
El gas butano no es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya que por
su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las conducciones y
esto provocar graves accidentes De hecho se eliminan los restos de butano y
propano del gas natural por este motivo creando un gas mucho maacutes estable para
su transporte por gaseoductos nos referimos al gas natural
Figura 15 Bombonas de Gas Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
40
El iso- butano tiene su uso principal para alquilato y MTBE componentes
clave en la produccioacuten de gasolinas El eacuteter metil tert-butiacutelico metil tert-butil
eacuteter metil terc-butil eacuteter o por sus siglas MTBE es un liacutequido inflamable de olor
caracteriacutestico desagradable Se fabrica combinando sustancias quiacutemicas como
isobutileno y metanol y se ha usado desde los antildeos 1980 como aditivo para
incrementar el octanaje de la gasolina sin plomo
El MTBE se usa tambieacuten para disolver caacutelculos biliares En estos pacientes
el MTBE se hace llegar directamente a los caacutelculos a traveacutes de tubos especiales
insertados por medio de cirugiacutea
El n - butano provee volatilidad en gasolinas Gas combustible (solo o
mezclado con propano) Plantas de butadieno (cuero sinteacutetico) y olefinas
314 Gasolina Natural
Producto resultante del procesamiento de gas natural Compuesta
baacutesicamente por pentano hexano y heptano Los meacutetodos utilizados para su
elaboracioacuten son la absorcioacuten con aceite pesado la absorcioacuten con carboacuten vegetal
compresioacuten y refinacioacuten Se utiliza para la mezcla con gasolina que se produce en
las refineriacuteas o con el petroacuteleo para mejorar la densidad de ese producto y
aumentar su valor comercial
32 Liacutequidos de Gas Natural (LGN)
Los liacutequidos del gas natural (LGN) formados por etano propano butano y
otros componentes hidrocarburos maacutes pesados son utilizados en el mercado
interno como combustible y materia prima (industria petroquiacutemica entre ellas)
Entre los clientes nacionales de la industria del LGN se encuentran mercado
interno de propano Pequiven Refineriacutea de Puerto La Cruz Refineriacutea El Palito las
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
41
plantas de Carenero Guamache Punta Cardoacuten y Super Octanos asiacute como el
mercado domeacutestico en especial las zonas populares
Por otro lado 31 de la produccioacuten de este hidrocarburo abastece los
mercados internacionales Cuba paiacuteses del CARICOM EE UU Meacutexico Chile
Brasil Curazao Puerto Rico y Europa La capacidad total de procesamiento de
LGN en el paiacutes es de 2660 MMPCD estimaacutendose la demanda para el antildeo 2005
en 14 millones de kg (35 MBD) siendo el consumo promedio 36 kgpersona
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)
Infraestructura de LGN
3 plantas de fraccionamiento Joseacute Uleacute y Bajo Grande
3 plantas de extraccioacuten San Joaquiacuten Santa Baacuterbara y Jusepiacuten
3 muelles de embarque Joseacute La Salinas y Bajo Grande
Existen 85 plantas de llenado que cubren casi todo el paiacutes y que surten a
230 empresas privadas distribuidoras y comercializadoras de gas
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
42
321 Almacenamiento de GNL
El GNL se almacena a -161 degC y a presioacuten atmosfeacuterica en tanques
criogeacutenicos especiales para baja temperatura El tiacutepico tanque de GNL tiene doble
pared una pared externa de hormigoacuten armado recubierto con acero al carbono y
una pared interna de acero niquelado al 9 La seguridad y la resistencia son las
consideraciones de disentildeo primarias al construir estos tanques los cuales se
disentildean para soportar terremotos y fuertes vientos
A presioacuten se almacenan los productos a la presioacuten de vapor a la
temperatura ambiente
Refrigerado se mantienen los productos a la temperatura de burbuja a
presioacuten cerca de la atmosfeacuterica (05 ndash 2 psig)
Refrigerado y a presioacuten
322 Transporte de GNL
El GNL se transporta a presioacuten atmosfeacuterica en buques especialmente
construidos con casco doble El sistema de contencioacuten de carga se disentildea y
construye utilizando materiales especiales para el aislamiento y tanque para
asegurar el transporte seguro de esta carga criogeacutenica
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
43
El GNL en los tanques de carga del buque se mantiene a su temperatura de
saturacioacuten (-161 degC) a lo largo de toda la navegacioacuten pero se permite que una
pequentildea cantidad de vapor se disipe por ebullicioacuten en un proceso que se
denomina autorrefrigeracioacuten El gas evaporado se utiliza para impulsar los
motores del buque
Figura 17 Transporte de GNL
Aproximadamente 40 de los buques de GNL actualmente en servicio
cuentan con sistemas de contencioacuten de carga del tipo de membrana de modo que
tienen un aspecto muy similar al de otros cargueros El resto de los buques tienen
un sistema de contencioacuten de carga maacutes particular que incluye cuatro o maacutes
tanques esfeacutericos grandes Ambos tipos de sistema de contencioacuten poseen
antecedentes de operacioacuten extremadamente seguros y confiables
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
44
Datos sobre buques
- Actualmente se encuentran en servicio maacutes de 120 buques de GNL
- El transporte de GNL por buque tiene antecedentes de seguridad
ejemplares
- Liacutemites de capacidad de carga 19000 m3 a 138000 m3
- Esloras 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft)
- Calados 65 m (12 ft) a 12 m (39 ft)
La flota de buques estaacute desarrollaacutendose raacutepidamente con maacutes de 100 buques
pedidos a los astilleros y que entraraacuten en servicio en los proacuteximos antildeos Tambieacuten
estaacuten naciendo proyectos alternativos para el transporte de GNL en pequentildeas
cantidades bien sea en camiones o en barcos mucho menores que los actuales
323 Regasificacioacuten de GNL
Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificacioacuten
en la zona de mercado el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de
almacenamiento Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal
de licuefaccioacuten Generalmente la descarga de un buque requiere unas 12 horas
Luego el GNL vuelve a su estado gaseoso original Para ello se bombea desde
los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las
condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los
usuarios finales ubicados corriente abajo de la tuberiacutea Posteriormente el gas se
distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
45
Otra modalidad de distribucioacuten consiste en el transporte de GNL a bordo de
cisternas especialmente disentildeadas para su carga desde las plantas
regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros hasta clientes
que disponen de depoacutesitos de GNL que estaacuten disentildeados para almacenar y
regasificar el gas para su uso Esta es la uacutenica modalidad de transporte de GNL
posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional
324 Riesgos de un proyecto de GNL
Debido a que los proyectos de GNL estaacuten basados en contratos de compra y
venta a largo plazo la mayor parte de los riesgos estaacuten basados en la
disponibilidad de gas al proyecto la estabilidad de los paiacuteses donde se ejecuta el
proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del grupo que estaacute ejecutando el
proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr
una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida uacutetil
Las caracteriacutesticas de un buen proyecto de GNL incluyen
Bajos costos de infraestructura y produccioacuten del gas
Bajos costos de transporte del gas y otros productos liacutequidos
Buena estructura del proyecto y de la compantildeiacutea establecida para este
efecto
Ambiente fiscal atractivo
Confianza de los compradores en la estabilidad del proyecto
Seguridad de mercado
Iacutendice del precio del gas con cambios de mercado
Proyecto que sea faacutecilmente financiable
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
46
33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
47
GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
48
GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
49
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
52
BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
ENCICLOPEDIA Hispaacutenica (2001) MACROPEDIA VOLUMEN 7 Segunda
Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
ENCICLOPEDIA Encarta (2007) Biblioteca de Consulta
MICROSOFT Internet www googlecom
X
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
28
La temperatura del gas y las presiones son los factores maacutes importantes en
el disentildeo de un sistema de deshidratacioacuten del gas Sin eacutesta informacioacuten baacutesica el
tamantildeo de un deshidratador adecuado es imposible
La expansioacuten Joule-Thomson utiliza caiacutedas de temperatura para remover
agua condensada y asiacute deshidratar el gas natural En algunos casos el glicol
podriacutea ser inyectado al intercambiador de calor para obtener temperaturas maacutes
bajas antes de la expansioacuten que ocurre en un separador de bajas temperaturas
En esta expansioacuten el gas pasa primero por un intercambiador de calor para
recibir un pre-enfriamiento y posteriormente a traveacutes de una vaacutelvula de expansioacuten
o estrangulador Esta expansioacuten es un proceso isoentaacutelpico donde la caiacuteda de
presioacuten genera una disminucioacuten de temperatura la cual provoca una separacioacuten
de los liacutequidos condensables Generalmente en este tipo de proceso el gas debe
comprimirse para alcanzar la presioacuten requerida para su transporte
Figura 7 Esquema de Proceso de Enfriamiento de Gas Natural mediante
Expansioacuten con Vaacutelvula (efecto de Joule-Thompson)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
29
Figura 8 Refrigeracioacuten por Joule- Thomson
3 Uso de los Productos del proceso de Fraccionamiento
Luego del tratamiento se somete al gas natural a los procesos de extraccioacuten y
Fraccionamiento para separar sus componentes y disponer de gas metano para
su transportacioacuten y distribucioacuten bajo las normas de calidad establecidas Los
componentes separados en este proceso como son el etano propano butano y
pentano se utilizaraacuten posteriormente de manera individual como productos
cotizados en el mercado
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
30
Figura 9 Esquema de los productos del Gas Natural
31 Productos claves del proceso de Fraccionamiento
311 Etano
El etano ( de eacuteter y el sufijo -ano) es un hidrocarburo alifaacutetico alcano con dos
aacutetomos de carbono de foacutermula C2H6 A condiciones normales es gaseoso y un
excelente combustible Su punto de ebullicioacuten estaacute en -88 degC
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
31
Figura 10 Formula Estructural del Etano
El etano se encuentra en cantidad apreciable en el gas natural y constituye el
primer homoacutelogo del metano Los meacutetodos empleados para su obtencioacuten asiacute
como sus propiedades son muy semejantes a las del metano Aunque el etano
tiene poca importancia praacutectica su foacutermula presenta nuevos aspectos que son
muy interesantes
Propiedades Fiacutesicas
Se encuentra en estado gaseoso a temperatura ambiente Presenta un iacutendice
de octanaje superior al de la gasolina y tiene una presioacuten de vapor inferior
resultando en menores emisiones evaporativas La combustioacuten en el aire es
inferior a la de la gasolina lo que reduce el nuacutemero y la importancia de los
incendios en los vehiacuteculos Su punto de fusioacuten es -1833deg y su punto de ebullicioacuten
es de -886 deg C
Propiedades Quiacutemicas
Su estructura es uacutenica ya que existe una sola manera de unir los aacutetomos de
carbono en estas moleacuteculas No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
32
Aplicaciones
El etano se puede utilizar de dos maneras
Como mezcla con la gasolina con el objetivo de un aumento del octanaje de
la gasolina
Como etano puro compuesto de etano hidratado a 955 GL
Es un excelente combustible automotriz El etano anhidro tiene un poder
caloriacutefero inferior y superior de 212 y 234 mega joule por litro respectivamente
contra 301 y 349 mega joule por litro de gasolina En Brasil las propiedades del
etano (como combustible) llevaron al desarrollo de motores a alcohol y motores
para la mezcla alcohol gasolina Hasta 1988 los avances se realizaron por la
industria automoviliacutestica (GM Ford Volkswagen Fiat) para sistemas carburados
actualmente se encuentran disponibles para todos los motores con sistemas a
inyeccioacuten electroacutenica
Existen varias formas para obtener olefinas pero nosotros nos vamos a centrar
en la produccioacuten de Etileno y Propileno a partir del gas natural o Propano y Etano
esta misma materia prima es la que se usa en la Planta de Olefinas del Complejo
Petroquiacutemico El Tablazo ubicado en los Puertos de Altagracia Estado Zulia
Venezuela (Pequiven SA)
Estaacute la alimentacioacuten de materia prima que es el propano y etano a un 95 y
955 de pureza respectivamente esto ocurre de forma liquida a una presioacuten de
176 kgcm2 y 38 ordmC Este gas pasa por una seccioacuten de hornos en total hay 9
hornos en los cuales hay 7 hornos con celdas simples y 2 con celdas dobles
cada celda con la misma capacidad que la otra En estas celdas se va a realizar la
pirolisis con una mezcla de vapor de agua con los hidrocarburos con una relacioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
33
de 03 kg de vapor de agua sobre kg de hidrocarburo la pirolisis para el Etano
ocurre a 843 ordmC para el etano y de 826 a 843 ordmC para el propano
Figura 11 Esquema de distribucioacuten del Etileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
34
312 Propano
El propano (de abreviacioacuten de propioacutenico mas el sufijo -ano) es un gas
incoloro e inodoro Pertenece a los hidrocarburos alifaacuteticos (los alcanos) Su
foacutermula quiacutemica C3H8
Figura 12 Formula Estructural del Propano
El propano se suele obtener del gas natural o de los gases de los procesos
de cracking producidos en las instalaciones petroquiacutemicas Se obtiene en
yacimientos subterraacuteneos de petroacuteleo Una vez extraiacutedo el crudo se procede a un
tratamiento de refino para obtener los distintos productos que provienen de este
aceite entre ellos el gas propano
Propiedades Fiacutesicas
Hidrocarburo gaseoso incoloro y combustible que se halla en el petroacuteleo
americano Tiene 3 aacutetomos de Carbono su punto de fusioacuten es -18765degC y su
punto de ebullicioacuten es de -421 deg C
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
35
Propiedades Quiacutemicas
Posee baja polaridad No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
Aplicaciones
Por sus aplicaciones es un buen sustituto del gas obtenido por destilacioacuten seca
de la hulla El principal uso del propano es el aprovechamiento energeacutetico como
combustible en hogares comercios e industrias Con base al punto de ebullicioacuten
maacutes bajo que el butano y el mayor valor energeacutetico por gramo a veces se mezcla
con eacuteste o se utiliza propano en vez de butano En la industria quiacutemica es uno de
los productos de partida en la siacutentesis del propeno Es usado para la siacutentesis de
productos quiacutemicos petroquiacutemicos o plaacutestico (PVC Polietileno polipropileno
etc) Ademaacutes se utiliza como gas refrigerante (R290) o como gas propulsor en
aerosoles
No suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje No es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya
que por su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las
conducciones De hecho se eliminan los restos de butano y propano del gas
natural por este motivo
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 13 Esquema de distribucioacuten del Propileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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313 Butano
El butano (del aacutecido butiacuterico y eacuteste del latiacuten butyrum manteca y del sufijo -
ano) tambieacuten llamado n-butano es un hidrocarburo saturado parafiacutenico o
alifaacutetico inflamable gaseoso que se licuacutea a presioacuten atmosfeacuterica a -05 degC formado
por cuatro aacutetomos de carbono y por diez de hidroacutegeno cuya foacutermula quiacutemica es
C4H10 Tambieacuten puede denominarse con el mismo nombre a un isoacutemero de eacuteste
gas el isobutano o metilpropano
Los aacutetomos de carbono se encuentran unidos formando una cadena abierta
En el n-butano (normal) la cadena es continua y sin ramificaciones mientras que
en el i-butano (iso) o metilpropano uno de los aacutetomos de carbono forma una
ramificacioacuten lateral Esta diferencia de estructura es la causa de las distintas
propiedades que presentan
Como es un gas incoloro e inodoro en su elaboracioacuten se le antildeade un
odorizante (generalmente un mercaptano) que le confiere olor desagradable Esto
le permite ser detectado en una fuga porque es altamente volaacutetil y puede provocar
una explosioacuten
En caso de extincioacuten de un fuego por gas butano se emplea dioacutexido de
carbono (CO2) polvo quiacutemico o niebla de agua para enfriar y dispersar vapores El
butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 14 Formula Estructural del Butano
El butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
Propiedades Fiacutesicas
- Estado de agregacioacuten Gas
- Apariencia Incoloro
- Densidad 252 kgm3 000252 gcm3
- Masa 5808 u
- Punto de fusioacuten 1349 K (minus1383 degC)
- Punto de ebullicioacuten 2727 K (-05 degC)
- Punto de descomposicioacuten K (-27315 degC)
- Temperatura criacutetica K (-27315 degC)
Propiedades Quiacutemicas
- Solubilidad en agua 61 g100 ml H2O
- KPS nd
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Aplicaciones
La principal aplicacioacuten del gas butano es la de combustible en hogares para la
cocina y agua caliente el gas butano no suele usarse en sistemas de calefaccioacuten
ya que no suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje es un gas un tanto inestable desde el punto de vista de la
licuefaccioacuten por ello la normativa espantildeola el Real Decreto 9192006 no permite
el tener mas de dos bombonas de gas butano en el interior de locales que tengan
aparatos a gas uno en reserva y uno en descarga ademaacutes de esto tampoco esta
permitido el almacenamiento en posicioacuten horizontal por esto cuando se ven
almacenes de envases GLP (bombonas de gas butano) estaacuten estos colocados en
estructuras metaacutelicas tipo estanteriacutea y siempre estaacuten en posicioacuten vertical asiacute
mismo como los camiones de transporte o distribucioacuten de gas butano
El gas butano no es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya que por
su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las conducciones y
esto provocar graves accidentes De hecho se eliminan los restos de butano y
propano del gas natural por este motivo creando un gas mucho maacutes estable para
su transporte por gaseoductos nos referimos al gas natural
Figura 15 Bombonas de Gas Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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El iso- butano tiene su uso principal para alquilato y MTBE componentes
clave en la produccioacuten de gasolinas El eacuteter metil tert-butiacutelico metil tert-butil
eacuteter metil terc-butil eacuteter o por sus siglas MTBE es un liacutequido inflamable de olor
caracteriacutestico desagradable Se fabrica combinando sustancias quiacutemicas como
isobutileno y metanol y se ha usado desde los antildeos 1980 como aditivo para
incrementar el octanaje de la gasolina sin plomo
El MTBE se usa tambieacuten para disolver caacutelculos biliares En estos pacientes
el MTBE se hace llegar directamente a los caacutelculos a traveacutes de tubos especiales
insertados por medio de cirugiacutea
El n - butano provee volatilidad en gasolinas Gas combustible (solo o
mezclado con propano) Plantas de butadieno (cuero sinteacutetico) y olefinas
314 Gasolina Natural
Producto resultante del procesamiento de gas natural Compuesta
baacutesicamente por pentano hexano y heptano Los meacutetodos utilizados para su
elaboracioacuten son la absorcioacuten con aceite pesado la absorcioacuten con carboacuten vegetal
compresioacuten y refinacioacuten Se utiliza para la mezcla con gasolina que se produce en
las refineriacuteas o con el petroacuteleo para mejorar la densidad de ese producto y
aumentar su valor comercial
32 Liacutequidos de Gas Natural (LGN)
Los liacutequidos del gas natural (LGN) formados por etano propano butano y
otros componentes hidrocarburos maacutes pesados son utilizados en el mercado
interno como combustible y materia prima (industria petroquiacutemica entre ellas)
Entre los clientes nacionales de la industria del LGN se encuentran mercado
interno de propano Pequiven Refineriacutea de Puerto La Cruz Refineriacutea El Palito las
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
41
plantas de Carenero Guamache Punta Cardoacuten y Super Octanos asiacute como el
mercado domeacutestico en especial las zonas populares
Por otro lado 31 de la produccioacuten de este hidrocarburo abastece los
mercados internacionales Cuba paiacuteses del CARICOM EE UU Meacutexico Chile
Brasil Curazao Puerto Rico y Europa La capacidad total de procesamiento de
LGN en el paiacutes es de 2660 MMPCD estimaacutendose la demanda para el antildeo 2005
en 14 millones de kg (35 MBD) siendo el consumo promedio 36 kgpersona
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)
Infraestructura de LGN
3 plantas de fraccionamiento Joseacute Uleacute y Bajo Grande
3 plantas de extraccioacuten San Joaquiacuten Santa Baacuterbara y Jusepiacuten
3 muelles de embarque Joseacute La Salinas y Bajo Grande
Existen 85 plantas de llenado que cubren casi todo el paiacutes y que surten a
230 empresas privadas distribuidoras y comercializadoras de gas
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
42
321 Almacenamiento de GNL
El GNL se almacena a -161 degC y a presioacuten atmosfeacuterica en tanques
criogeacutenicos especiales para baja temperatura El tiacutepico tanque de GNL tiene doble
pared una pared externa de hormigoacuten armado recubierto con acero al carbono y
una pared interna de acero niquelado al 9 La seguridad y la resistencia son las
consideraciones de disentildeo primarias al construir estos tanques los cuales se
disentildean para soportar terremotos y fuertes vientos
A presioacuten se almacenan los productos a la presioacuten de vapor a la
temperatura ambiente
Refrigerado se mantienen los productos a la temperatura de burbuja a
presioacuten cerca de la atmosfeacuterica (05 ndash 2 psig)
Refrigerado y a presioacuten
322 Transporte de GNL
El GNL se transporta a presioacuten atmosfeacuterica en buques especialmente
construidos con casco doble El sistema de contencioacuten de carga se disentildea y
construye utilizando materiales especiales para el aislamiento y tanque para
asegurar el transporte seguro de esta carga criogeacutenica
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
43
El GNL en los tanques de carga del buque se mantiene a su temperatura de
saturacioacuten (-161 degC) a lo largo de toda la navegacioacuten pero se permite que una
pequentildea cantidad de vapor se disipe por ebullicioacuten en un proceso que se
denomina autorrefrigeracioacuten El gas evaporado se utiliza para impulsar los
motores del buque
Figura 17 Transporte de GNL
Aproximadamente 40 de los buques de GNL actualmente en servicio
cuentan con sistemas de contencioacuten de carga del tipo de membrana de modo que
tienen un aspecto muy similar al de otros cargueros El resto de los buques tienen
un sistema de contencioacuten de carga maacutes particular que incluye cuatro o maacutes
tanques esfeacutericos grandes Ambos tipos de sistema de contencioacuten poseen
antecedentes de operacioacuten extremadamente seguros y confiables
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
44
Datos sobre buques
- Actualmente se encuentran en servicio maacutes de 120 buques de GNL
- El transporte de GNL por buque tiene antecedentes de seguridad
ejemplares
- Liacutemites de capacidad de carga 19000 m3 a 138000 m3
- Esloras 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft)
- Calados 65 m (12 ft) a 12 m (39 ft)
La flota de buques estaacute desarrollaacutendose raacutepidamente con maacutes de 100 buques
pedidos a los astilleros y que entraraacuten en servicio en los proacuteximos antildeos Tambieacuten
estaacuten naciendo proyectos alternativos para el transporte de GNL en pequentildeas
cantidades bien sea en camiones o en barcos mucho menores que los actuales
323 Regasificacioacuten de GNL
Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificacioacuten
en la zona de mercado el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de
almacenamiento Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal
de licuefaccioacuten Generalmente la descarga de un buque requiere unas 12 horas
Luego el GNL vuelve a su estado gaseoso original Para ello se bombea desde
los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las
condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los
usuarios finales ubicados corriente abajo de la tuberiacutea Posteriormente el gas se
distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
45
Otra modalidad de distribucioacuten consiste en el transporte de GNL a bordo de
cisternas especialmente disentildeadas para su carga desde las plantas
regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros hasta clientes
que disponen de depoacutesitos de GNL que estaacuten disentildeados para almacenar y
regasificar el gas para su uso Esta es la uacutenica modalidad de transporte de GNL
posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional
324 Riesgos de un proyecto de GNL
Debido a que los proyectos de GNL estaacuten basados en contratos de compra y
venta a largo plazo la mayor parte de los riesgos estaacuten basados en la
disponibilidad de gas al proyecto la estabilidad de los paiacuteses donde se ejecuta el
proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del grupo que estaacute ejecutando el
proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr
una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida uacutetil
Las caracteriacutesticas de un buen proyecto de GNL incluyen
Bajos costos de infraestructura y produccioacuten del gas
Bajos costos de transporte del gas y otros productos liacutequidos
Buena estructura del proyecto y de la compantildeiacutea establecida para este
efecto
Ambiente fiscal atractivo
Confianza de los compradores en la estabilidad del proyecto
Seguridad de mercado
Iacutendice del precio del gas con cambios de mercado
Proyecto que sea faacutecilmente financiable
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
46
33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
47
GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
48
GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
49
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
52
BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
ENCICLOPEDIA Hispaacutenica (2001) MACROPEDIA VOLUMEN 7 Segunda
Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
ENCICLOPEDIA Encarta (2007) Biblioteca de Consulta
MICROSOFT Internet www googlecom
X
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
29
Figura 8 Refrigeracioacuten por Joule- Thomson
3 Uso de los Productos del proceso de Fraccionamiento
Luego del tratamiento se somete al gas natural a los procesos de extraccioacuten y
Fraccionamiento para separar sus componentes y disponer de gas metano para
su transportacioacuten y distribucioacuten bajo las normas de calidad establecidas Los
componentes separados en este proceso como son el etano propano butano y
pentano se utilizaraacuten posteriormente de manera individual como productos
cotizados en el mercado
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
30
Figura 9 Esquema de los productos del Gas Natural
31 Productos claves del proceso de Fraccionamiento
311 Etano
El etano ( de eacuteter y el sufijo -ano) es un hidrocarburo alifaacutetico alcano con dos
aacutetomos de carbono de foacutermula C2H6 A condiciones normales es gaseoso y un
excelente combustible Su punto de ebullicioacuten estaacute en -88 degC
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
31
Figura 10 Formula Estructural del Etano
El etano se encuentra en cantidad apreciable en el gas natural y constituye el
primer homoacutelogo del metano Los meacutetodos empleados para su obtencioacuten asiacute
como sus propiedades son muy semejantes a las del metano Aunque el etano
tiene poca importancia praacutectica su foacutermula presenta nuevos aspectos que son
muy interesantes
Propiedades Fiacutesicas
Se encuentra en estado gaseoso a temperatura ambiente Presenta un iacutendice
de octanaje superior al de la gasolina y tiene una presioacuten de vapor inferior
resultando en menores emisiones evaporativas La combustioacuten en el aire es
inferior a la de la gasolina lo que reduce el nuacutemero y la importancia de los
incendios en los vehiacuteculos Su punto de fusioacuten es -1833deg y su punto de ebullicioacuten
es de -886 deg C
Propiedades Quiacutemicas
Su estructura es uacutenica ya que existe una sola manera de unir los aacutetomos de
carbono en estas moleacuteculas No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
32
Aplicaciones
El etano se puede utilizar de dos maneras
Como mezcla con la gasolina con el objetivo de un aumento del octanaje de
la gasolina
Como etano puro compuesto de etano hidratado a 955 GL
Es un excelente combustible automotriz El etano anhidro tiene un poder
caloriacutefero inferior y superior de 212 y 234 mega joule por litro respectivamente
contra 301 y 349 mega joule por litro de gasolina En Brasil las propiedades del
etano (como combustible) llevaron al desarrollo de motores a alcohol y motores
para la mezcla alcohol gasolina Hasta 1988 los avances se realizaron por la
industria automoviliacutestica (GM Ford Volkswagen Fiat) para sistemas carburados
actualmente se encuentran disponibles para todos los motores con sistemas a
inyeccioacuten electroacutenica
Existen varias formas para obtener olefinas pero nosotros nos vamos a centrar
en la produccioacuten de Etileno y Propileno a partir del gas natural o Propano y Etano
esta misma materia prima es la que se usa en la Planta de Olefinas del Complejo
Petroquiacutemico El Tablazo ubicado en los Puertos de Altagracia Estado Zulia
Venezuela (Pequiven SA)
Estaacute la alimentacioacuten de materia prima que es el propano y etano a un 95 y
955 de pureza respectivamente esto ocurre de forma liquida a una presioacuten de
176 kgcm2 y 38 ordmC Este gas pasa por una seccioacuten de hornos en total hay 9
hornos en los cuales hay 7 hornos con celdas simples y 2 con celdas dobles
cada celda con la misma capacidad que la otra En estas celdas se va a realizar la
pirolisis con una mezcla de vapor de agua con los hidrocarburos con una relacioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
33
de 03 kg de vapor de agua sobre kg de hidrocarburo la pirolisis para el Etano
ocurre a 843 ordmC para el etano y de 826 a 843 ordmC para el propano
Figura 11 Esquema de distribucioacuten del Etileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
34
312 Propano
El propano (de abreviacioacuten de propioacutenico mas el sufijo -ano) es un gas
incoloro e inodoro Pertenece a los hidrocarburos alifaacuteticos (los alcanos) Su
foacutermula quiacutemica C3H8
Figura 12 Formula Estructural del Propano
El propano se suele obtener del gas natural o de los gases de los procesos
de cracking producidos en las instalaciones petroquiacutemicas Se obtiene en
yacimientos subterraacuteneos de petroacuteleo Una vez extraiacutedo el crudo se procede a un
tratamiento de refino para obtener los distintos productos que provienen de este
aceite entre ellos el gas propano
Propiedades Fiacutesicas
Hidrocarburo gaseoso incoloro y combustible que se halla en el petroacuteleo
americano Tiene 3 aacutetomos de Carbono su punto de fusioacuten es -18765degC y su
punto de ebullicioacuten es de -421 deg C
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
35
Propiedades Quiacutemicas
Posee baja polaridad No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
Aplicaciones
Por sus aplicaciones es un buen sustituto del gas obtenido por destilacioacuten seca
de la hulla El principal uso del propano es el aprovechamiento energeacutetico como
combustible en hogares comercios e industrias Con base al punto de ebullicioacuten
maacutes bajo que el butano y el mayor valor energeacutetico por gramo a veces se mezcla
con eacuteste o se utiliza propano en vez de butano En la industria quiacutemica es uno de
los productos de partida en la siacutentesis del propeno Es usado para la siacutentesis de
productos quiacutemicos petroquiacutemicos o plaacutestico (PVC Polietileno polipropileno
etc) Ademaacutes se utiliza como gas refrigerante (R290) o como gas propulsor en
aerosoles
No suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje No es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya
que por su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las
conducciones De hecho se eliminan los restos de butano y propano del gas
natural por este motivo
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
36
Figura 13 Esquema de distribucioacuten del Propileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
37
313 Butano
El butano (del aacutecido butiacuterico y eacuteste del latiacuten butyrum manteca y del sufijo -
ano) tambieacuten llamado n-butano es un hidrocarburo saturado parafiacutenico o
alifaacutetico inflamable gaseoso que se licuacutea a presioacuten atmosfeacuterica a -05 degC formado
por cuatro aacutetomos de carbono y por diez de hidroacutegeno cuya foacutermula quiacutemica es
C4H10 Tambieacuten puede denominarse con el mismo nombre a un isoacutemero de eacuteste
gas el isobutano o metilpropano
Los aacutetomos de carbono se encuentran unidos formando una cadena abierta
En el n-butano (normal) la cadena es continua y sin ramificaciones mientras que
en el i-butano (iso) o metilpropano uno de los aacutetomos de carbono forma una
ramificacioacuten lateral Esta diferencia de estructura es la causa de las distintas
propiedades que presentan
Como es un gas incoloro e inodoro en su elaboracioacuten se le antildeade un
odorizante (generalmente un mercaptano) que le confiere olor desagradable Esto
le permite ser detectado en una fuga porque es altamente volaacutetil y puede provocar
una explosioacuten
En caso de extincioacuten de un fuego por gas butano se emplea dioacutexido de
carbono (CO2) polvo quiacutemico o niebla de agua para enfriar y dispersar vapores El
butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
38
Figura 14 Formula Estructural del Butano
El butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
Propiedades Fiacutesicas
- Estado de agregacioacuten Gas
- Apariencia Incoloro
- Densidad 252 kgm3 000252 gcm3
- Masa 5808 u
- Punto de fusioacuten 1349 K (minus1383 degC)
- Punto de ebullicioacuten 2727 K (-05 degC)
- Punto de descomposicioacuten K (-27315 degC)
- Temperatura criacutetica K (-27315 degC)
Propiedades Quiacutemicas
- Solubilidad en agua 61 g100 ml H2O
- KPS nd
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
39
Aplicaciones
La principal aplicacioacuten del gas butano es la de combustible en hogares para la
cocina y agua caliente el gas butano no suele usarse en sistemas de calefaccioacuten
ya que no suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje es un gas un tanto inestable desde el punto de vista de la
licuefaccioacuten por ello la normativa espantildeola el Real Decreto 9192006 no permite
el tener mas de dos bombonas de gas butano en el interior de locales que tengan
aparatos a gas uno en reserva y uno en descarga ademaacutes de esto tampoco esta
permitido el almacenamiento en posicioacuten horizontal por esto cuando se ven
almacenes de envases GLP (bombonas de gas butano) estaacuten estos colocados en
estructuras metaacutelicas tipo estanteriacutea y siempre estaacuten en posicioacuten vertical asiacute
mismo como los camiones de transporte o distribucioacuten de gas butano
El gas butano no es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya que por
su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las conducciones y
esto provocar graves accidentes De hecho se eliminan los restos de butano y
propano del gas natural por este motivo creando un gas mucho maacutes estable para
su transporte por gaseoductos nos referimos al gas natural
Figura 15 Bombonas de Gas Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
40
El iso- butano tiene su uso principal para alquilato y MTBE componentes
clave en la produccioacuten de gasolinas El eacuteter metil tert-butiacutelico metil tert-butil
eacuteter metil terc-butil eacuteter o por sus siglas MTBE es un liacutequido inflamable de olor
caracteriacutestico desagradable Se fabrica combinando sustancias quiacutemicas como
isobutileno y metanol y se ha usado desde los antildeos 1980 como aditivo para
incrementar el octanaje de la gasolina sin plomo
El MTBE se usa tambieacuten para disolver caacutelculos biliares En estos pacientes
el MTBE se hace llegar directamente a los caacutelculos a traveacutes de tubos especiales
insertados por medio de cirugiacutea
El n - butano provee volatilidad en gasolinas Gas combustible (solo o
mezclado con propano) Plantas de butadieno (cuero sinteacutetico) y olefinas
314 Gasolina Natural
Producto resultante del procesamiento de gas natural Compuesta
baacutesicamente por pentano hexano y heptano Los meacutetodos utilizados para su
elaboracioacuten son la absorcioacuten con aceite pesado la absorcioacuten con carboacuten vegetal
compresioacuten y refinacioacuten Se utiliza para la mezcla con gasolina que se produce en
las refineriacuteas o con el petroacuteleo para mejorar la densidad de ese producto y
aumentar su valor comercial
32 Liacutequidos de Gas Natural (LGN)
Los liacutequidos del gas natural (LGN) formados por etano propano butano y
otros componentes hidrocarburos maacutes pesados son utilizados en el mercado
interno como combustible y materia prima (industria petroquiacutemica entre ellas)
Entre los clientes nacionales de la industria del LGN se encuentran mercado
interno de propano Pequiven Refineriacutea de Puerto La Cruz Refineriacutea El Palito las
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
41
plantas de Carenero Guamache Punta Cardoacuten y Super Octanos asiacute como el
mercado domeacutestico en especial las zonas populares
Por otro lado 31 de la produccioacuten de este hidrocarburo abastece los
mercados internacionales Cuba paiacuteses del CARICOM EE UU Meacutexico Chile
Brasil Curazao Puerto Rico y Europa La capacidad total de procesamiento de
LGN en el paiacutes es de 2660 MMPCD estimaacutendose la demanda para el antildeo 2005
en 14 millones de kg (35 MBD) siendo el consumo promedio 36 kgpersona
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)
Infraestructura de LGN
3 plantas de fraccionamiento Joseacute Uleacute y Bajo Grande
3 plantas de extraccioacuten San Joaquiacuten Santa Baacuterbara y Jusepiacuten
3 muelles de embarque Joseacute La Salinas y Bajo Grande
Existen 85 plantas de llenado que cubren casi todo el paiacutes y que surten a
230 empresas privadas distribuidoras y comercializadoras de gas
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321 Almacenamiento de GNL
El GNL se almacena a -161 degC y a presioacuten atmosfeacuterica en tanques
criogeacutenicos especiales para baja temperatura El tiacutepico tanque de GNL tiene doble
pared una pared externa de hormigoacuten armado recubierto con acero al carbono y
una pared interna de acero niquelado al 9 La seguridad y la resistencia son las
consideraciones de disentildeo primarias al construir estos tanques los cuales se
disentildean para soportar terremotos y fuertes vientos
A presioacuten se almacenan los productos a la presioacuten de vapor a la
temperatura ambiente
Refrigerado se mantienen los productos a la temperatura de burbuja a
presioacuten cerca de la atmosfeacuterica (05 ndash 2 psig)
Refrigerado y a presioacuten
322 Transporte de GNL
El GNL se transporta a presioacuten atmosfeacuterica en buques especialmente
construidos con casco doble El sistema de contencioacuten de carga se disentildea y
construye utilizando materiales especiales para el aislamiento y tanque para
asegurar el transporte seguro de esta carga criogeacutenica
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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El GNL en los tanques de carga del buque se mantiene a su temperatura de
saturacioacuten (-161 degC) a lo largo de toda la navegacioacuten pero se permite que una
pequentildea cantidad de vapor se disipe por ebullicioacuten en un proceso que se
denomina autorrefrigeracioacuten El gas evaporado se utiliza para impulsar los
motores del buque
Figura 17 Transporte de GNL
Aproximadamente 40 de los buques de GNL actualmente en servicio
cuentan con sistemas de contencioacuten de carga del tipo de membrana de modo que
tienen un aspecto muy similar al de otros cargueros El resto de los buques tienen
un sistema de contencioacuten de carga maacutes particular que incluye cuatro o maacutes
tanques esfeacutericos grandes Ambos tipos de sistema de contencioacuten poseen
antecedentes de operacioacuten extremadamente seguros y confiables
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Datos sobre buques
- Actualmente se encuentran en servicio maacutes de 120 buques de GNL
- El transporte de GNL por buque tiene antecedentes de seguridad
ejemplares
- Liacutemites de capacidad de carga 19000 m3 a 138000 m3
- Esloras 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft)
- Calados 65 m (12 ft) a 12 m (39 ft)
La flota de buques estaacute desarrollaacutendose raacutepidamente con maacutes de 100 buques
pedidos a los astilleros y que entraraacuten en servicio en los proacuteximos antildeos Tambieacuten
estaacuten naciendo proyectos alternativos para el transporte de GNL en pequentildeas
cantidades bien sea en camiones o en barcos mucho menores que los actuales
323 Regasificacioacuten de GNL
Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificacioacuten
en la zona de mercado el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de
almacenamiento Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal
de licuefaccioacuten Generalmente la descarga de un buque requiere unas 12 horas
Luego el GNL vuelve a su estado gaseoso original Para ello se bombea desde
los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las
condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los
usuarios finales ubicados corriente abajo de la tuberiacutea Posteriormente el gas se
distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
45
Otra modalidad de distribucioacuten consiste en el transporte de GNL a bordo de
cisternas especialmente disentildeadas para su carga desde las plantas
regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros hasta clientes
que disponen de depoacutesitos de GNL que estaacuten disentildeados para almacenar y
regasificar el gas para su uso Esta es la uacutenica modalidad de transporte de GNL
posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional
324 Riesgos de un proyecto de GNL
Debido a que los proyectos de GNL estaacuten basados en contratos de compra y
venta a largo plazo la mayor parte de los riesgos estaacuten basados en la
disponibilidad de gas al proyecto la estabilidad de los paiacuteses donde se ejecuta el
proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del grupo que estaacute ejecutando el
proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr
una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida uacutetil
Las caracteriacutesticas de un buen proyecto de GNL incluyen
Bajos costos de infraestructura y produccioacuten del gas
Bajos costos de transporte del gas y otros productos liacutequidos
Buena estructura del proyecto y de la compantildeiacutea establecida para este
efecto
Ambiente fiscal atractivo
Confianza de los compradores en la estabilidad del proyecto
Seguridad de mercado
Iacutendice del precio del gas con cambios de mercado
Proyecto que sea faacutecilmente financiable
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
48
GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
49
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
52
BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
ENCICLOPEDIA Hispaacutenica (2001) MACROPEDIA VOLUMEN 7 Segunda
Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
ENCICLOPEDIA Encarta (2007) Biblioteca de Consulta
MICROSOFT Internet www googlecom
X
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
30
Figura 9 Esquema de los productos del Gas Natural
31 Productos claves del proceso de Fraccionamiento
311 Etano
El etano ( de eacuteter y el sufijo -ano) es un hidrocarburo alifaacutetico alcano con dos
aacutetomos de carbono de foacutermula C2H6 A condiciones normales es gaseoso y un
excelente combustible Su punto de ebullicioacuten estaacute en -88 degC
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
31
Figura 10 Formula Estructural del Etano
El etano se encuentra en cantidad apreciable en el gas natural y constituye el
primer homoacutelogo del metano Los meacutetodos empleados para su obtencioacuten asiacute
como sus propiedades son muy semejantes a las del metano Aunque el etano
tiene poca importancia praacutectica su foacutermula presenta nuevos aspectos que son
muy interesantes
Propiedades Fiacutesicas
Se encuentra en estado gaseoso a temperatura ambiente Presenta un iacutendice
de octanaje superior al de la gasolina y tiene una presioacuten de vapor inferior
resultando en menores emisiones evaporativas La combustioacuten en el aire es
inferior a la de la gasolina lo que reduce el nuacutemero y la importancia de los
incendios en los vehiacuteculos Su punto de fusioacuten es -1833deg y su punto de ebullicioacuten
es de -886 deg C
Propiedades Quiacutemicas
Su estructura es uacutenica ya que existe una sola manera de unir los aacutetomos de
carbono en estas moleacuteculas No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
32
Aplicaciones
El etano se puede utilizar de dos maneras
Como mezcla con la gasolina con el objetivo de un aumento del octanaje de
la gasolina
Como etano puro compuesto de etano hidratado a 955 GL
Es un excelente combustible automotriz El etano anhidro tiene un poder
caloriacutefero inferior y superior de 212 y 234 mega joule por litro respectivamente
contra 301 y 349 mega joule por litro de gasolina En Brasil las propiedades del
etano (como combustible) llevaron al desarrollo de motores a alcohol y motores
para la mezcla alcohol gasolina Hasta 1988 los avances se realizaron por la
industria automoviliacutestica (GM Ford Volkswagen Fiat) para sistemas carburados
actualmente se encuentran disponibles para todos los motores con sistemas a
inyeccioacuten electroacutenica
Existen varias formas para obtener olefinas pero nosotros nos vamos a centrar
en la produccioacuten de Etileno y Propileno a partir del gas natural o Propano y Etano
esta misma materia prima es la que se usa en la Planta de Olefinas del Complejo
Petroquiacutemico El Tablazo ubicado en los Puertos de Altagracia Estado Zulia
Venezuela (Pequiven SA)
Estaacute la alimentacioacuten de materia prima que es el propano y etano a un 95 y
955 de pureza respectivamente esto ocurre de forma liquida a una presioacuten de
176 kgcm2 y 38 ordmC Este gas pasa por una seccioacuten de hornos en total hay 9
hornos en los cuales hay 7 hornos con celdas simples y 2 con celdas dobles
cada celda con la misma capacidad que la otra En estas celdas se va a realizar la
pirolisis con una mezcla de vapor de agua con los hidrocarburos con una relacioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
33
de 03 kg de vapor de agua sobre kg de hidrocarburo la pirolisis para el Etano
ocurre a 843 ordmC para el etano y de 826 a 843 ordmC para el propano
Figura 11 Esquema de distribucioacuten del Etileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
34
312 Propano
El propano (de abreviacioacuten de propioacutenico mas el sufijo -ano) es un gas
incoloro e inodoro Pertenece a los hidrocarburos alifaacuteticos (los alcanos) Su
foacutermula quiacutemica C3H8
Figura 12 Formula Estructural del Propano
El propano se suele obtener del gas natural o de los gases de los procesos
de cracking producidos en las instalaciones petroquiacutemicas Se obtiene en
yacimientos subterraacuteneos de petroacuteleo Una vez extraiacutedo el crudo se procede a un
tratamiento de refino para obtener los distintos productos que provienen de este
aceite entre ellos el gas propano
Propiedades Fiacutesicas
Hidrocarburo gaseoso incoloro y combustible que se halla en el petroacuteleo
americano Tiene 3 aacutetomos de Carbono su punto de fusioacuten es -18765degC y su
punto de ebullicioacuten es de -421 deg C
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
35
Propiedades Quiacutemicas
Posee baja polaridad No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
Aplicaciones
Por sus aplicaciones es un buen sustituto del gas obtenido por destilacioacuten seca
de la hulla El principal uso del propano es el aprovechamiento energeacutetico como
combustible en hogares comercios e industrias Con base al punto de ebullicioacuten
maacutes bajo que el butano y el mayor valor energeacutetico por gramo a veces se mezcla
con eacuteste o se utiliza propano en vez de butano En la industria quiacutemica es uno de
los productos de partida en la siacutentesis del propeno Es usado para la siacutentesis de
productos quiacutemicos petroquiacutemicos o plaacutestico (PVC Polietileno polipropileno
etc) Ademaacutes se utiliza como gas refrigerante (R290) o como gas propulsor en
aerosoles
No suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje No es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya
que por su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las
conducciones De hecho se eliminan los restos de butano y propano del gas
natural por este motivo
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
36
Figura 13 Esquema de distribucioacuten del Propileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
37
313 Butano
El butano (del aacutecido butiacuterico y eacuteste del latiacuten butyrum manteca y del sufijo -
ano) tambieacuten llamado n-butano es un hidrocarburo saturado parafiacutenico o
alifaacutetico inflamable gaseoso que se licuacutea a presioacuten atmosfeacuterica a -05 degC formado
por cuatro aacutetomos de carbono y por diez de hidroacutegeno cuya foacutermula quiacutemica es
C4H10 Tambieacuten puede denominarse con el mismo nombre a un isoacutemero de eacuteste
gas el isobutano o metilpropano
Los aacutetomos de carbono se encuentran unidos formando una cadena abierta
En el n-butano (normal) la cadena es continua y sin ramificaciones mientras que
en el i-butano (iso) o metilpropano uno de los aacutetomos de carbono forma una
ramificacioacuten lateral Esta diferencia de estructura es la causa de las distintas
propiedades que presentan
Como es un gas incoloro e inodoro en su elaboracioacuten se le antildeade un
odorizante (generalmente un mercaptano) que le confiere olor desagradable Esto
le permite ser detectado en una fuga porque es altamente volaacutetil y puede provocar
una explosioacuten
En caso de extincioacuten de un fuego por gas butano se emplea dioacutexido de
carbono (CO2) polvo quiacutemico o niebla de agua para enfriar y dispersar vapores El
butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
38
Figura 14 Formula Estructural del Butano
El butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
Propiedades Fiacutesicas
- Estado de agregacioacuten Gas
- Apariencia Incoloro
- Densidad 252 kgm3 000252 gcm3
- Masa 5808 u
- Punto de fusioacuten 1349 K (minus1383 degC)
- Punto de ebullicioacuten 2727 K (-05 degC)
- Punto de descomposicioacuten K (-27315 degC)
- Temperatura criacutetica K (-27315 degC)
Propiedades Quiacutemicas
- Solubilidad en agua 61 g100 ml H2O
- KPS nd
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
39
Aplicaciones
La principal aplicacioacuten del gas butano es la de combustible en hogares para la
cocina y agua caliente el gas butano no suele usarse en sistemas de calefaccioacuten
ya que no suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje es un gas un tanto inestable desde el punto de vista de la
licuefaccioacuten por ello la normativa espantildeola el Real Decreto 9192006 no permite
el tener mas de dos bombonas de gas butano en el interior de locales que tengan
aparatos a gas uno en reserva y uno en descarga ademaacutes de esto tampoco esta
permitido el almacenamiento en posicioacuten horizontal por esto cuando se ven
almacenes de envases GLP (bombonas de gas butano) estaacuten estos colocados en
estructuras metaacutelicas tipo estanteriacutea y siempre estaacuten en posicioacuten vertical asiacute
mismo como los camiones de transporte o distribucioacuten de gas butano
El gas butano no es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya que por
su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las conducciones y
esto provocar graves accidentes De hecho se eliminan los restos de butano y
propano del gas natural por este motivo creando un gas mucho maacutes estable para
su transporte por gaseoductos nos referimos al gas natural
Figura 15 Bombonas de Gas Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
40
El iso- butano tiene su uso principal para alquilato y MTBE componentes
clave en la produccioacuten de gasolinas El eacuteter metil tert-butiacutelico metil tert-butil
eacuteter metil terc-butil eacuteter o por sus siglas MTBE es un liacutequido inflamable de olor
caracteriacutestico desagradable Se fabrica combinando sustancias quiacutemicas como
isobutileno y metanol y se ha usado desde los antildeos 1980 como aditivo para
incrementar el octanaje de la gasolina sin plomo
El MTBE se usa tambieacuten para disolver caacutelculos biliares En estos pacientes
el MTBE se hace llegar directamente a los caacutelculos a traveacutes de tubos especiales
insertados por medio de cirugiacutea
El n - butano provee volatilidad en gasolinas Gas combustible (solo o
mezclado con propano) Plantas de butadieno (cuero sinteacutetico) y olefinas
314 Gasolina Natural
Producto resultante del procesamiento de gas natural Compuesta
baacutesicamente por pentano hexano y heptano Los meacutetodos utilizados para su
elaboracioacuten son la absorcioacuten con aceite pesado la absorcioacuten con carboacuten vegetal
compresioacuten y refinacioacuten Se utiliza para la mezcla con gasolina que se produce en
las refineriacuteas o con el petroacuteleo para mejorar la densidad de ese producto y
aumentar su valor comercial
32 Liacutequidos de Gas Natural (LGN)
Los liacutequidos del gas natural (LGN) formados por etano propano butano y
otros componentes hidrocarburos maacutes pesados son utilizados en el mercado
interno como combustible y materia prima (industria petroquiacutemica entre ellas)
Entre los clientes nacionales de la industria del LGN se encuentran mercado
interno de propano Pequiven Refineriacutea de Puerto La Cruz Refineriacutea El Palito las
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
41
plantas de Carenero Guamache Punta Cardoacuten y Super Octanos asiacute como el
mercado domeacutestico en especial las zonas populares
Por otro lado 31 de la produccioacuten de este hidrocarburo abastece los
mercados internacionales Cuba paiacuteses del CARICOM EE UU Meacutexico Chile
Brasil Curazao Puerto Rico y Europa La capacidad total de procesamiento de
LGN en el paiacutes es de 2660 MMPCD estimaacutendose la demanda para el antildeo 2005
en 14 millones de kg (35 MBD) siendo el consumo promedio 36 kgpersona
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)
Infraestructura de LGN
3 plantas de fraccionamiento Joseacute Uleacute y Bajo Grande
3 plantas de extraccioacuten San Joaquiacuten Santa Baacuterbara y Jusepiacuten
3 muelles de embarque Joseacute La Salinas y Bajo Grande
Existen 85 plantas de llenado que cubren casi todo el paiacutes y que surten a
230 empresas privadas distribuidoras y comercializadoras de gas
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
42
321 Almacenamiento de GNL
El GNL se almacena a -161 degC y a presioacuten atmosfeacuterica en tanques
criogeacutenicos especiales para baja temperatura El tiacutepico tanque de GNL tiene doble
pared una pared externa de hormigoacuten armado recubierto con acero al carbono y
una pared interna de acero niquelado al 9 La seguridad y la resistencia son las
consideraciones de disentildeo primarias al construir estos tanques los cuales se
disentildean para soportar terremotos y fuertes vientos
A presioacuten se almacenan los productos a la presioacuten de vapor a la
temperatura ambiente
Refrigerado se mantienen los productos a la temperatura de burbuja a
presioacuten cerca de la atmosfeacuterica (05 ndash 2 psig)
Refrigerado y a presioacuten
322 Transporte de GNL
El GNL se transporta a presioacuten atmosfeacuterica en buques especialmente
construidos con casco doble El sistema de contencioacuten de carga se disentildea y
construye utilizando materiales especiales para el aislamiento y tanque para
asegurar el transporte seguro de esta carga criogeacutenica
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
43
El GNL en los tanques de carga del buque se mantiene a su temperatura de
saturacioacuten (-161 degC) a lo largo de toda la navegacioacuten pero se permite que una
pequentildea cantidad de vapor se disipe por ebullicioacuten en un proceso que se
denomina autorrefrigeracioacuten El gas evaporado se utiliza para impulsar los
motores del buque
Figura 17 Transporte de GNL
Aproximadamente 40 de los buques de GNL actualmente en servicio
cuentan con sistemas de contencioacuten de carga del tipo de membrana de modo que
tienen un aspecto muy similar al de otros cargueros El resto de los buques tienen
un sistema de contencioacuten de carga maacutes particular que incluye cuatro o maacutes
tanques esfeacutericos grandes Ambos tipos de sistema de contencioacuten poseen
antecedentes de operacioacuten extremadamente seguros y confiables
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
44
Datos sobre buques
- Actualmente se encuentran en servicio maacutes de 120 buques de GNL
- El transporte de GNL por buque tiene antecedentes de seguridad
ejemplares
- Liacutemites de capacidad de carga 19000 m3 a 138000 m3
- Esloras 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft)
- Calados 65 m (12 ft) a 12 m (39 ft)
La flota de buques estaacute desarrollaacutendose raacutepidamente con maacutes de 100 buques
pedidos a los astilleros y que entraraacuten en servicio en los proacuteximos antildeos Tambieacuten
estaacuten naciendo proyectos alternativos para el transporte de GNL en pequentildeas
cantidades bien sea en camiones o en barcos mucho menores que los actuales
323 Regasificacioacuten de GNL
Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificacioacuten
en la zona de mercado el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de
almacenamiento Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal
de licuefaccioacuten Generalmente la descarga de un buque requiere unas 12 horas
Luego el GNL vuelve a su estado gaseoso original Para ello se bombea desde
los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las
condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los
usuarios finales ubicados corriente abajo de la tuberiacutea Posteriormente el gas se
distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
45
Otra modalidad de distribucioacuten consiste en el transporte de GNL a bordo de
cisternas especialmente disentildeadas para su carga desde las plantas
regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros hasta clientes
que disponen de depoacutesitos de GNL que estaacuten disentildeados para almacenar y
regasificar el gas para su uso Esta es la uacutenica modalidad de transporte de GNL
posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional
324 Riesgos de un proyecto de GNL
Debido a que los proyectos de GNL estaacuten basados en contratos de compra y
venta a largo plazo la mayor parte de los riesgos estaacuten basados en la
disponibilidad de gas al proyecto la estabilidad de los paiacuteses donde se ejecuta el
proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del grupo que estaacute ejecutando el
proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr
una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida uacutetil
Las caracteriacutesticas de un buen proyecto de GNL incluyen
Bajos costos de infraestructura y produccioacuten del gas
Bajos costos de transporte del gas y otros productos liacutequidos
Buena estructura del proyecto y de la compantildeiacutea establecida para este
efecto
Ambiente fiscal atractivo
Confianza de los compradores en la estabilidad del proyecto
Seguridad de mercado
Iacutendice del precio del gas con cambios de mercado
Proyecto que sea faacutecilmente financiable
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
46
33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
49
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
52
BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
ENCICLOPEDIA Hispaacutenica (2001) MACROPEDIA VOLUMEN 7 Segunda
Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
ENCICLOPEDIA Encarta (2007) Biblioteca de Consulta
MICROSOFT Internet www googlecom
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USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
31
Figura 10 Formula Estructural del Etano
El etano se encuentra en cantidad apreciable en el gas natural y constituye el
primer homoacutelogo del metano Los meacutetodos empleados para su obtencioacuten asiacute
como sus propiedades son muy semejantes a las del metano Aunque el etano
tiene poca importancia praacutectica su foacutermula presenta nuevos aspectos que son
muy interesantes
Propiedades Fiacutesicas
Se encuentra en estado gaseoso a temperatura ambiente Presenta un iacutendice
de octanaje superior al de la gasolina y tiene una presioacuten de vapor inferior
resultando en menores emisiones evaporativas La combustioacuten en el aire es
inferior a la de la gasolina lo que reduce el nuacutemero y la importancia de los
incendios en los vehiacuteculos Su punto de fusioacuten es -1833deg y su punto de ebullicioacuten
es de -886 deg C
Propiedades Quiacutemicas
Su estructura es uacutenica ya que existe una sola manera de unir los aacutetomos de
carbono en estas moleacuteculas No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
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32
Aplicaciones
El etano se puede utilizar de dos maneras
Como mezcla con la gasolina con el objetivo de un aumento del octanaje de
la gasolina
Como etano puro compuesto de etano hidratado a 955 GL
Es un excelente combustible automotriz El etano anhidro tiene un poder
caloriacutefero inferior y superior de 212 y 234 mega joule por litro respectivamente
contra 301 y 349 mega joule por litro de gasolina En Brasil las propiedades del
etano (como combustible) llevaron al desarrollo de motores a alcohol y motores
para la mezcla alcohol gasolina Hasta 1988 los avances se realizaron por la
industria automoviliacutestica (GM Ford Volkswagen Fiat) para sistemas carburados
actualmente se encuentran disponibles para todos los motores con sistemas a
inyeccioacuten electroacutenica
Existen varias formas para obtener olefinas pero nosotros nos vamos a centrar
en la produccioacuten de Etileno y Propileno a partir del gas natural o Propano y Etano
esta misma materia prima es la que se usa en la Planta de Olefinas del Complejo
Petroquiacutemico El Tablazo ubicado en los Puertos de Altagracia Estado Zulia
Venezuela (Pequiven SA)
Estaacute la alimentacioacuten de materia prima que es el propano y etano a un 95 y
955 de pureza respectivamente esto ocurre de forma liquida a una presioacuten de
176 kgcm2 y 38 ordmC Este gas pasa por una seccioacuten de hornos en total hay 9
hornos en los cuales hay 7 hornos con celdas simples y 2 con celdas dobles
cada celda con la misma capacidad que la otra En estas celdas se va a realizar la
pirolisis con una mezcla de vapor de agua con los hidrocarburos con una relacioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
33
de 03 kg de vapor de agua sobre kg de hidrocarburo la pirolisis para el Etano
ocurre a 843 ordmC para el etano y de 826 a 843 ordmC para el propano
Figura 11 Esquema de distribucioacuten del Etileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
34
312 Propano
El propano (de abreviacioacuten de propioacutenico mas el sufijo -ano) es un gas
incoloro e inodoro Pertenece a los hidrocarburos alifaacuteticos (los alcanos) Su
foacutermula quiacutemica C3H8
Figura 12 Formula Estructural del Propano
El propano se suele obtener del gas natural o de los gases de los procesos
de cracking producidos en las instalaciones petroquiacutemicas Se obtiene en
yacimientos subterraacuteneos de petroacuteleo Una vez extraiacutedo el crudo se procede a un
tratamiento de refino para obtener los distintos productos que provienen de este
aceite entre ellos el gas propano
Propiedades Fiacutesicas
Hidrocarburo gaseoso incoloro y combustible que se halla en el petroacuteleo
americano Tiene 3 aacutetomos de Carbono su punto de fusioacuten es -18765degC y su
punto de ebullicioacuten es de -421 deg C
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
35
Propiedades Quiacutemicas
Posee baja polaridad No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
Aplicaciones
Por sus aplicaciones es un buen sustituto del gas obtenido por destilacioacuten seca
de la hulla El principal uso del propano es el aprovechamiento energeacutetico como
combustible en hogares comercios e industrias Con base al punto de ebullicioacuten
maacutes bajo que el butano y el mayor valor energeacutetico por gramo a veces se mezcla
con eacuteste o se utiliza propano en vez de butano En la industria quiacutemica es uno de
los productos de partida en la siacutentesis del propeno Es usado para la siacutentesis de
productos quiacutemicos petroquiacutemicos o plaacutestico (PVC Polietileno polipropileno
etc) Ademaacutes se utiliza como gas refrigerante (R290) o como gas propulsor en
aerosoles
No suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje No es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya
que por su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las
conducciones De hecho se eliminan los restos de butano y propano del gas
natural por este motivo
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
36
Figura 13 Esquema de distribucioacuten del Propileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
37
313 Butano
El butano (del aacutecido butiacuterico y eacuteste del latiacuten butyrum manteca y del sufijo -
ano) tambieacuten llamado n-butano es un hidrocarburo saturado parafiacutenico o
alifaacutetico inflamable gaseoso que se licuacutea a presioacuten atmosfeacuterica a -05 degC formado
por cuatro aacutetomos de carbono y por diez de hidroacutegeno cuya foacutermula quiacutemica es
C4H10 Tambieacuten puede denominarse con el mismo nombre a un isoacutemero de eacuteste
gas el isobutano o metilpropano
Los aacutetomos de carbono se encuentran unidos formando una cadena abierta
En el n-butano (normal) la cadena es continua y sin ramificaciones mientras que
en el i-butano (iso) o metilpropano uno de los aacutetomos de carbono forma una
ramificacioacuten lateral Esta diferencia de estructura es la causa de las distintas
propiedades que presentan
Como es un gas incoloro e inodoro en su elaboracioacuten se le antildeade un
odorizante (generalmente un mercaptano) que le confiere olor desagradable Esto
le permite ser detectado en una fuga porque es altamente volaacutetil y puede provocar
una explosioacuten
En caso de extincioacuten de un fuego por gas butano se emplea dioacutexido de
carbono (CO2) polvo quiacutemico o niebla de agua para enfriar y dispersar vapores El
butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
38
Figura 14 Formula Estructural del Butano
El butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
Propiedades Fiacutesicas
- Estado de agregacioacuten Gas
- Apariencia Incoloro
- Densidad 252 kgm3 000252 gcm3
- Masa 5808 u
- Punto de fusioacuten 1349 K (minus1383 degC)
- Punto de ebullicioacuten 2727 K (-05 degC)
- Punto de descomposicioacuten K (-27315 degC)
- Temperatura criacutetica K (-27315 degC)
Propiedades Quiacutemicas
- Solubilidad en agua 61 g100 ml H2O
- KPS nd
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
39
Aplicaciones
La principal aplicacioacuten del gas butano es la de combustible en hogares para la
cocina y agua caliente el gas butano no suele usarse en sistemas de calefaccioacuten
ya que no suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje es un gas un tanto inestable desde el punto de vista de la
licuefaccioacuten por ello la normativa espantildeola el Real Decreto 9192006 no permite
el tener mas de dos bombonas de gas butano en el interior de locales que tengan
aparatos a gas uno en reserva y uno en descarga ademaacutes de esto tampoco esta
permitido el almacenamiento en posicioacuten horizontal por esto cuando se ven
almacenes de envases GLP (bombonas de gas butano) estaacuten estos colocados en
estructuras metaacutelicas tipo estanteriacutea y siempre estaacuten en posicioacuten vertical asiacute
mismo como los camiones de transporte o distribucioacuten de gas butano
El gas butano no es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya que por
su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las conducciones y
esto provocar graves accidentes De hecho se eliminan los restos de butano y
propano del gas natural por este motivo creando un gas mucho maacutes estable para
su transporte por gaseoductos nos referimos al gas natural
Figura 15 Bombonas de Gas Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
40
El iso- butano tiene su uso principal para alquilato y MTBE componentes
clave en la produccioacuten de gasolinas El eacuteter metil tert-butiacutelico metil tert-butil
eacuteter metil terc-butil eacuteter o por sus siglas MTBE es un liacutequido inflamable de olor
caracteriacutestico desagradable Se fabrica combinando sustancias quiacutemicas como
isobutileno y metanol y se ha usado desde los antildeos 1980 como aditivo para
incrementar el octanaje de la gasolina sin plomo
El MTBE se usa tambieacuten para disolver caacutelculos biliares En estos pacientes
el MTBE se hace llegar directamente a los caacutelculos a traveacutes de tubos especiales
insertados por medio de cirugiacutea
El n - butano provee volatilidad en gasolinas Gas combustible (solo o
mezclado con propano) Plantas de butadieno (cuero sinteacutetico) y olefinas
314 Gasolina Natural
Producto resultante del procesamiento de gas natural Compuesta
baacutesicamente por pentano hexano y heptano Los meacutetodos utilizados para su
elaboracioacuten son la absorcioacuten con aceite pesado la absorcioacuten con carboacuten vegetal
compresioacuten y refinacioacuten Se utiliza para la mezcla con gasolina que se produce en
las refineriacuteas o con el petroacuteleo para mejorar la densidad de ese producto y
aumentar su valor comercial
32 Liacutequidos de Gas Natural (LGN)
Los liacutequidos del gas natural (LGN) formados por etano propano butano y
otros componentes hidrocarburos maacutes pesados son utilizados en el mercado
interno como combustible y materia prima (industria petroquiacutemica entre ellas)
Entre los clientes nacionales de la industria del LGN se encuentran mercado
interno de propano Pequiven Refineriacutea de Puerto La Cruz Refineriacutea El Palito las
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
41
plantas de Carenero Guamache Punta Cardoacuten y Super Octanos asiacute como el
mercado domeacutestico en especial las zonas populares
Por otro lado 31 de la produccioacuten de este hidrocarburo abastece los
mercados internacionales Cuba paiacuteses del CARICOM EE UU Meacutexico Chile
Brasil Curazao Puerto Rico y Europa La capacidad total de procesamiento de
LGN en el paiacutes es de 2660 MMPCD estimaacutendose la demanda para el antildeo 2005
en 14 millones de kg (35 MBD) siendo el consumo promedio 36 kgpersona
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)
Infraestructura de LGN
3 plantas de fraccionamiento Joseacute Uleacute y Bajo Grande
3 plantas de extraccioacuten San Joaquiacuten Santa Baacuterbara y Jusepiacuten
3 muelles de embarque Joseacute La Salinas y Bajo Grande
Existen 85 plantas de llenado que cubren casi todo el paiacutes y que surten a
230 empresas privadas distribuidoras y comercializadoras de gas
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
42
321 Almacenamiento de GNL
El GNL se almacena a -161 degC y a presioacuten atmosfeacuterica en tanques
criogeacutenicos especiales para baja temperatura El tiacutepico tanque de GNL tiene doble
pared una pared externa de hormigoacuten armado recubierto con acero al carbono y
una pared interna de acero niquelado al 9 La seguridad y la resistencia son las
consideraciones de disentildeo primarias al construir estos tanques los cuales se
disentildean para soportar terremotos y fuertes vientos
A presioacuten se almacenan los productos a la presioacuten de vapor a la
temperatura ambiente
Refrigerado se mantienen los productos a la temperatura de burbuja a
presioacuten cerca de la atmosfeacuterica (05 ndash 2 psig)
Refrigerado y a presioacuten
322 Transporte de GNL
El GNL se transporta a presioacuten atmosfeacuterica en buques especialmente
construidos con casco doble El sistema de contencioacuten de carga se disentildea y
construye utilizando materiales especiales para el aislamiento y tanque para
asegurar el transporte seguro de esta carga criogeacutenica
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
43
El GNL en los tanques de carga del buque se mantiene a su temperatura de
saturacioacuten (-161 degC) a lo largo de toda la navegacioacuten pero se permite que una
pequentildea cantidad de vapor se disipe por ebullicioacuten en un proceso que se
denomina autorrefrigeracioacuten El gas evaporado se utiliza para impulsar los
motores del buque
Figura 17 Transporte de GNL
Aproximadamente 40 de los buques de GNL actualmente en servicio
cuentan con sistemas de contencioacuten de carga del tipo de membrana de modo que
tienen un aspecto muy similar al de otros cargueros El resto de los buques tienen
un sistema de contencioacuten de carga maacutes particular que incluye cuatro o maacutes
tanques esfeacutericos grandes Ambos tipos de sistema de contencioacuten poseen
antecedentes de operacioacuten extremadamente seguros y confiables
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
44
Datos sobre buques
- Actualmente se encuentran en servicio maacutes de 120 buques de GNL
- El transporte de GNL por buque tiene antecedentes de seguridad
ejemplares
- Liacutemites de capacidad de carga 19000 m3 a 138000 m3
- Esloras 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft)
- Calados 65 m (12 ft) a 12 m (39 ft)
La flota de buques estaacute desarrollaacutendose raacutepidamente con maacutes de 100 buques
pedidos a los astilleros y que entraraacuten en servicio en los proacuteximos antildeos Tambieacuten
estaacuten naciendo proyectos alternativos para el transporte de GNL en pequentildeas
cantidades bien sea en camiones o en barcos mucho menores que los actuales
323 Regasificacioacuten de GNL
Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificacioacuten
en la zona de mercado el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de
almacenamiento Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal
de licuefaccioacuten Generalmente la descarga de un buque requiere unas 12 horas
Luego el GNL vuelve a su estado gaseoso original Para ello se bombea desde
los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las
condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los
usuarios finales ubicados corriente abajo de la tuberiacutea Posteriormente el gas se
distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
45
Otra modalidad de distribucioacuten consiste en el transporte de GNL a bordo de
cisternas especialmente disentildeadas para su carga desde las plantas
regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros hasta clientes
que disponen de depoacutesitos de GNL que estaacuten disentildeados para almacenar y
regasificar el gas para su uso Esta es la uacutenica modalidad de transporte de GNL
posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional
324 Riesgos de un proyecto de GNL
Debido a que los proyectos de GNL estaacuten basados en contratos de compra y
venta a largo plazo la mayor parte de los riesgos estaacuten basados en la
disponibilidad de gas al proyecto la estabilidad de los paiacuteses donde se ejecuta el
proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del grupo que estaacute ejecutando el
proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr
una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida uacutetil
Las caracteriacutesticas de un buen proyecto de GNL incluyen
Bajos costos de infraestructura y produccioacuten del gas
Bajos costos de transporte del gas y otros productos liacutequidos
Buena estructura del proyecto y de la compantildeiacutea establecida para este
efecto
Ambiente fiscal atractivo
Confianza de los compradores en la estabilidad del proyecto
Seguridad de mercado
Iacutendice del precio del gas con cambios de mercado
Proyecto que sea faacutecilmente financiable
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
46
33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
47
GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
48
GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
49
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
52
BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
ENCICLOPEDIA Hispaacutenica (2001) MACROPEDIA VOLUMEN 7 Segunda
Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
ENCICLOPEDIA Encarta (2007) Biblioteca de Consulta
MICROSOFT Internet www googlecom
X
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
32
Aplicaciones
El etano se puede utilizar de dos maneras
Como mezcla con la gasolina con el objetivo de un aumento del octanaje de
la gasolina
Como etano puro compuesto de etano hidratado a 955 GL
Es un excelente combustible automotriz El etano anhidro tiene un poder
caloriacutefero inferior y superior de 212 y 234 mega joule por litro respectivamente
contra 301 y 349 mega joule por litro de gasolina En Brasil las propiedades del
etano (como combustible) llevaron al desarrollo de motores a alcohol y motores
para la mezcla alcohol gasolina Hasta 1988 los avances se realizaron por la
industria automoviliacutestica (GM Ford Volkswagen Fiat) para sistemas carburados
actualmente se encuentran disponibles para todos los motores con sistemas a
inyeccioacuten electroacutenica
Existen varias formas para obtener olefinas pero nosotros nos vamos a centrar
en la produccioacuten de Etileno y Propileno a partir del gas natural o Propano y Etano
esta misma materia prima es la que se usa en la Planta de Olefinas del Complejo
Petroquiacutemico El Tablazo ubicado en los Puertos de Altagracia Estado Zulia
Venezuela (Pequiven SA)
Estaacute la alimentacioacuten de materia prima que es el propano y etano a un 95 y
955 de pureza respectivamente esto ocurre de forma liquida a una presioacuten de
176 kgcm2 y 38 ordmC Este gas pasa por una seccioacuten de hornos en total hay 9
hornos en los cuales hay 7 hornos con celdas simples y 2 con celdas dobles
cada celda con la misma capacidad que la otra En estas celdas se va a realizar la
pirolisis con una mezcla de vapor de agua con los hidrocarburos con una relacioacuten
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
33
de 03 kg de vapor de agua sobre kg de hidrocarburo la pirolisis para el Etano
ocurre a 843 ordmC para el etano y de 826 a 843 ordmC para el propano
Figura 11 Esquema de distribucioacuten del Etileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
34
312 Propano
El propano (de abreviacioacuten de propioacutenico mas el sufijo -ano) es un gas
incoloro e inodoro Pertenece a los hidrocarburos alifaacuteticos (los alcanos) Su
foacutermula quiacutemica C3H8
Figura 12 Formula Estructural del Propano
El propano se suele obtener del gas natural o de los gases de los procesos
de cracking producidos en las instalaciones petroquiacutemicas Se obtiene en
yacimientos subterraacuteneos de petroacuteleo Una vez extraiacutedo el crudo se procede a un
tratamiento de refino para obtener los distintos productos que provienen de este
aceite entre ellos el gas propano
Propiedades Fiacutesicas
Hidrocarburo gaseoso incoloro y combustible que se halla en el petroacuteleo
americano Tiene 3 aacutetomos de Carbono su punto de fusioacuten es -18765degC y su
punto de ebullicioacuten es de -421 deg C
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
35
Propiedades Quiacutemicas
Posee baja polaridad No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
Aplicaciones
Por sus aplicaciones es un buen sustituto del gas obtenido por destilacioacuten seca
de la hulla El principal uso del propano es el aprovechamiento energeacutetico como
combustible en hogares comercios e industrias Con base al punto de ebullicioacuten
maacutes bajo que el butano y el mayor valor energeacutetico por gramo a veces se mezcla
con eacuteste o se utiliza propano en vez de butano En la industria quiacutemica es uno de
los productos de partida en la siacutentesis del propeno Es usado para la siacutentesis de
productos quiacutemicos petroquiacutemicos o plaacutestico (PVC Polietileno polipropileno
etc) Ademaacutes se utiliza como gas refrigerante (R290) o como gas propulsor en
aerosoles
No suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje No es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya
que por su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las
conducciones De hecho se eliminan los restos de butano y propano del gas
natural por este motivo
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 13 Esquema de distribucioacuten del Propileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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313 Butano
El butano (del aacutecido butiacuterico y eacuteste del latiacuten butyrum manteca y del sufijo -
ano) tambieacuten llamado n-butano es un hidrocarburo saturado parafiacutenico o
alifaacutetico inflamable gaseoso que se licuacutea a presioacuten atmosfeacuterica a -05 degC formado
por cuatro aacutetomos de carbono y por diez de hidroacutegeno cuya foacutermula quiacutemica es
C4H10 Tambieacuten puede denominarse con el mismo nombre a un isoacutemero de eacuteste
gas el isobutano o metilpropano
Los aacutetomos de carbono se encuentran unidos formando una cadena abierta
En el n-butano (normal) la cadena es continua y sin ramificaciones mientras que
en el i-butano (iso) o metilpropano uno de los aacutetomos de carbono forma una
ramificacioacuten lateral Esta diferencia de estructura es la causa de las distintas
propiedades que presentan
Como es un gas incoloro e inodoro en su elaboracioacuten se le antildeade un
odorizante (generalmente un mercaptano) que le confiere olor desagradable Esto
le permite ser detectado en una fuga porque es altamente volaacutetil y puede provocar
una explosioacuten
En caso de extincioacuten de un fuego por gas butano se emplea dioacutexido de
carbono (CO2) polvo quiacutemico o niebla de agua para enfriar y dispersar vapores El
butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 14 Formula Estructural del Butano
El butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
Propiedades Fiacutesicas
- Estado de agregacioacuten Gas
- Apariencia Incoloro
- Densidad 252 kgm3 000252 gcm3
- Masa 5808 u
- Punto de fusioacuten 1349 K (minus1383 degC)
- Punto de ebullicioacuten 2727 K (-05 degC)
- Punto de descomposicioacuten K (-27315 degC)
- Temperatura criacutetica K (-27315 degC)
Propiedades Quiacutemicas
- Solubilidad en agua 61 g100 ml H2O
- KPS nd
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Aplicaciones
La principal aplicacioacuten del gas butano es la de combustible en hogares para la
cocina y agua caliente el gas butano no suele usarse en sistemas de calefaccioacuten
ya que no suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje es un gas un tanto inestable desde el punto de vista de la
licuefaccioacuten por ello la normativa espantildeola el Real Decreto 9192006 no permite
el tener mas de dos bombonas de gas butano en el interior de locales que tengan
aparatos a gas uno en reserva y uno en descarga ademaacutes de esto tampoco esta
permitido el almacenamiento en posicioacuten horizontal por esto cuando se ven
almacenes de envases GLP (bombonas de gas butano) estaacuten estos colocados en
estructuras metaacutelicas tipo estanteriacutea y siempre estaacuten en posicioacuten vertical asiacute
mismo como los camiones de transporte o distribucioacuten de gas butano
El gas butano no es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya que por
su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las conducciones y
esto provocar graves accidentes De hecho se eliminan los restos de butano y
propano del gas natural por este motivo creando un gas mucho maacutes estable para
su transporte por gaseoductos nos referimos al gas natural
Figura 15 Bombonas de Gas Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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El iso- butano tiene su uso principal para alquilato y MTBE componentes
clave en la produccioacuten de gasolinas El eacuteter metil tert-butiacutelico metil tert-butil
eacuteter metil terc-butil eacuteter o por sus siglas MTBE es un liacutequido inflamable de olor
caracteriacutestico desagradable Se fabrica combinando sustancias quiacutemicas como
isobutileno y metanol y se ha usado desde los antildeos 1980 como aditivo para
incrementar el octanaje de la gasolina sin plomo
El MTBE se usa tambieacuten para disolver caacutelculos biliares En estos pacientes
el MTBE se hace llegar directamente a los caacutelculos a traveacutes de tubos especiales
insertados por medio de cirugiacutea
El n - butano provee volatilidad en gasolinas Gas combustible (solo o
mezclado con propano) Plantas de butadieno (cuero sinteacutetico) y olefinas
314 Gasolina Natural
Producto resultante del procesamiento de gas natural Compuesta
baacutesicamente por pentano hexano y heptano Los meacutetodos utilizados para su
elaboracioacuten son la absorcioacuten con aceite pesado la absorcioacuten con carboacuten vegetal
compresioacuten y refinacioacuten Se utiliza para la mezcla con gasolina que se produce en
las refineriacuteas o con el petroacuteleo para mejorar la densidad de ese producto y
aumentar su valor comercial
32 Liacutequidos de Gas Natural (LGN)
Los liacutequidos del gas natural (LGN) formados por etano propano butano y
otros componentes hidrocarburos maacutes pesados son utilizados en el mercado
interno como combustible y materia prima (industria petroquiacutemica entre ellas)
Entre los clientes nacionales de la industria del LGN se encuentran mercado
interno de propano Pequiven Refineriacutea de Puerto La Cruz Refineriacutea El Palito las
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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plantas de Carenero Guamache Punta Cardoacuten y Super Octanos asiacute como el
mercado domeacutestico en especial las zonas populares
Por otro lado 31 de la produccioacuten de este hidrocarburo abastece los
mercados internacionales Cuba paiacuteses del CARICOM EE UU Meacutexico Chile
Brasil Curazao Puerto Rico y Europa La capacidad total de procesamiento de
LGN en el paiacutes es de 2660 MMPCD estimaacutendose la demanda para el antildeo 2005
en 14 millones de kg (35 MBD) siendo el consumo promedio 36 kgpersona
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)
Infraestructura de LGN
3 plantas de fraccionamiento Joseacute Uleacute y Bajo Grande
3 plantas de extraccioacuten San Joaquiacuten Santa Baacuterbara y Jusepiacuten
3 muelles de embarque Joseacute La Salinas y Bajo Grande
Existen 85 plantas de llenado que cubren casi todo el paiacutes y que surten a
230 empresas privadas distribuidoras y comercializadoras de gas
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
42
321 Almacenamiento de GNL
El GNL se almacena a -161 degC y a presioacuten atmosfeacuterica en tanques
criogeacutenicos especiales para baja temperatura El tiacutepico tanque de GNL tiene doble
pared una pared externa de hormigoacuten armado recubierto con acero al carbono y
una pared interna de acero niquelado al 9 La seguridad y la resistencia son las
consideraciones de disentildeo primarias al construir estos tanques los cuales se
disentildean para soportar terremotos y fuertes vientos
A presioacuten se almacenan los productos a la presioacuten de vapor a la
temperatura ambiente
Refrigerado se mantienen los productos a la temperatura de burbuja a
presioacuten cerca de la atmosfeacuterica (05 ndash 2 psig)
Refrigerado y a presioacuten
322 Transporte de GNL
El GNL se transporta a presioacuten atmosfeacuterica en buques especialmente
construidos con casco doble El sistema de contencioacuten de carga se disentildea y
construye utilizando materiales especiales para el aislamiento y tanque para
asegurar el transporte seguro de esta carga criogeacutenica
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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El GNL en los tanques de carga del buque se mantiene a su temperatura de
saturacioacuten (-161 degC) a lo largo de toda la navegacioacuten pero se permite que una
pequentildea cantidad de vapor se disipe por ebullicioacuten en un proceso que se
denomina autorrefrigeracioacuten El gas evaporado se utiliza para impulsar los
motores del buque
Figura 17 Transporte de GNL
Aproximadamente 40 de los buques de GNL actualmente en servicio
cuentan con sistemas de contencioacuten de carga del tipo de membrana de modo que
tienen un aspecto muy similar al de otros cargueros El resto de los buques tienen
un sistema de contencioacuten de carga maacutes particular que incluye cuatro o maacutes
tanques esfeacutericos grandes Ambos tipos de sistema de contencioacuten poseen
antecedentes de operacioacuten extremadamente seguros y confiables
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
44
Datos sobre buques
- Actualmente se encuentran en servicio maacutes de 120 buques de GNL
- El transporte de GNL por buque tiene antecedentes de seguridad
ejemplares
- Liacutemites de capacidad de carga 19000 m3 a 138000 m3
- Esloras 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft)
- Calados 65 m (12 ft) a 12 m (39 ft)
La flota de buques estaacute desarrollaacutendose raacutepidamente con maacutes de 100 buques
pedidos a los astilleros y que entraraacuten en servicio en los proacuteximos antildeos Tambieacuten
estaacuten naciendo proyectos alternativos para el transporte de GNL en pequentildeas
cantidades bien sea en camiones o en barcos mucho menores que los actuales
323 Regasificacioacuten de GNL
Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificacioacuten
en la zona de mercado el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de
almacenamiento Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal
de licuefaccioacuten Generalmente la descarga de un buque requiere unas 12 horas
Luego el GNL vuelve a su estado gaseoso original Para ello se bombea desde
los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las
condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los
usuarios finales ubicados corriente abajo de la tuberiacutea Posteriormente el gas se
distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
45
Otra modalidad de distribucioacuten consiste en el transporte de GNL a bordo de
cisternas especialmente disentildeadas para su carga desde las plantas
regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros hasta clientes
que disponen de depoacutesitos de GNL que estaacuten disentildeados para almacenar y
regasificar el gas para su uso Esta es la uacutenica modalidad de transporte de GNL
posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional
324 Riesgos de un proyecto de GNL
Debido a que los proyectos de GNL estaacuten basados en contratos de compra y
venta a largo plazo la mayor parte de los riesgos estaacuten basados en la
disponibilidad de gas al proyecto la estabilidad de los paiacuteses donde se ejecuta el
proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del grupo que estaacute ejecutando el
proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr
una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida uacutetil
Las caracteriacutesticas de un buen proyecto de GNL incluyen
Bajos costos de infraestructura y produccioacuten del gas
Bajos costos de transporte del gas y otros productos liacutequidos
Buena estructura del proyecto y de la compantildeiacutea establecida para este
efecto
Ambiente fiscal atractivo
Confianza de los compradores en la estabilidad del proyecto
Seguridad de mercado
Iacutendice del precio del gas con cambios de mercado
Proyecto que sea faacutecilmente financiable
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
46
33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
47
GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
48
GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
49
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
52
BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
ENCICLOPEDIA Hispaacutenica (2001) MACROPEDIA VOLUMEN 7 Segunda
Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
ENCICLOPEDIA Encarta (2007) Biblioteca de Consulta
MICROSOFT Internet www googlecom
X
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
33
de 03 kg de vapor de agua sobre kg de hidrocarburo la pirolisis para el Etano
ocurre a 843 ordmC para el etano y de 826 a 843 ordmC para el propano
Figura 11 Esquema de distribucioacuten del Etileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
34
312 Propano
El propano (de abreviacioacuten de propioacutenico mas el sufijo -ano) es un gas
incoloro e inodoro Pertenece a los hidrocarburos alifaacuteticos (los alcanos) Su
foacutermula quiacutemica C3H8
Figura 12 Formula Estructural del Propano
El propano se suele obtener del gas natural o de los gases de los procesos
de cracking producidos en las instalaciones petroquiacutemicas Se obtiene en
yacimientos subterraacuteneos de petroacuteleo Una vez extraiacutedo el crudo se procede a un
tratamiento de refino para obtener los distintos productos que provienen de este
aceite entre ellos el gas propano
Propiedades Fiacutesicas
Hidrocarburo gaseoso incoloro y combustible que se halla en el petroacuteleo
americano Tiene 3 aacutetomos de Carbono su punto de fusioacuten es -18765degC y su
punto de ebullicioacuten es de -421 deg C
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
35
Propiedades Quiacutemicas
Posee baja polaridad No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
Aplicaciones
Por sus aplicaciones es un buen sustituto del gas obtenido por destilacioacuten seca
de la hulla El principal uso del propano es el aprovechamiento energeacutetico como
combustible en hogares comercios e industrias Con base al punto de ebullicioacuten
maacutes bajo que el butano y el mayor valor energeacutetico por gramo a veces se mezcla
con eacuteste o se utiliza propano en vez de butano En la industria quiacutemica es uno de
los productos de partida en la siacutentesis del propeno Es usado para la siacutentesis de
productos quiacutemicos petroquiacutemicos o plaacutestico (PVC Polietileno polipropileno
etc) Ademaacutes se utiliza como gas refrigerante (R290) o como gas propulsor en
aerosoles
No suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje No es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya
que por su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las
conducciones De hecho se eliminan los restos de butano y propano del gas
natural por este motivo
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
36
Figura 13 Esquema de distribucioacuten del Propileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
37
313 Butano
El butano (del aacutecido butiacuterico y eacuteste del latiacuten butyrum manteca y del sufijo -
ano) tambieacuten llamado n-butano es un hidrocarburo saturado parafiacutenico o
alifaacutetico inflamable gaseoso que se licuacutea a presioacuten atmosfeacuterica a -05 degC formado
por cuatro aacutetomos de carbono y por diez de hidroacutegeno cuya foacutermula quiacutemica es
C4H10 Tambieacuten puede denominarse con el mismo nombre a un isoacutemero de eacuteste
gas el isobutano o metilpropano
Los aacutetomos de carbono se encuentran unidos formando una cadena abierta
En el n-butano (normal) la cadena es continua y sin ramificaciones mientras que
en el i-butano (iso) o metilpropano uno de los aacutetomos de carbono forma una
ramificacioacuten lateral Esta diferencia de estructura es la causa de las distintas
propiedades que presentan
Como es un gas incoloro e inodoro en su elaboracioacuten se le antildeade un
odorizante (generalmente un mercaptano) que le confiere olor desagradable Esto
le permite ser detectado en una fuga porque es altamente volaacutetil y puede provocar
una explosioacuten
En caso de extincioacuten de un fuego por gas butano se emplea dioacutexido de
carbono (CO2) polvo quiacutemico o niebla de agua para enfriar y dispersar vapores El
butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
38
Figura 14 Formula Estructural del Butano
El butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
Propiedades Fiacutesicas
- Estado de agregacioacuten Gas
- Apariencia Incoloro
- Densidad 252 kgm3 000252 gcm3
- Masa 5808 u
- Punto de fusioacuten 1349 K (minus1383 degC)
- Punto de ebullicioacuten 2727 K (-05 degC)
- Punto de descomposicioacuten K (-27315 degC)
- Temperatura criacutetica K (-27315 degC)
Propiedades Quiacutemicas
- Solubilidad en agua 61 g100 ml H2O
- KPS nd
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
39
Aplicaciones
La principal aplicacioacuten del gas butano es la de combustible en hogares para la
cocina y agua caliente el gas butano no suele usarse en sistemas de calefaccioacuten
ya que no suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje es un gas un tanto inestable desde el punto de vista de la
licuefaccioacuten por ello la normativa espantildeola el Real Decreto 9192006 no permite
el tener mas de dos bombonas de gas butano en el interior de locales que tengan
aparatos a gas uno en reserva y uno en descarga ademaacutes de esto tampoco esta
permitido el almacenamiento en posicioacuten horizontal por esto cuando se ven
almacenes de envases GLP (bombonas de gas butano) estaacuten estos colocados en
estructuras metaacutelicas tipo estanteriacutea y siempre estaacuten en posicioacuten vertical asiacute
mismo como los camiones de transporte o distribucioacuten de gas butano
El gas butano no es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya que por
su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las conducciones y
esto provocar graves accidentes De hecho se eliminan los restos de butano y
propano del gas natural por este motivo creando un gas mucho maacutes estable para
su transporte por gaseoductos nos referimos al gas natural
Figura 15 Bombonas de Gas Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
40
El iso- butano tiene su uso principal para alquilato y MTBE componentes
clave en la produccioacuten de gasolinas El eacuteter metil tert-butiacutelico metil tert-butil
eacuteter metil terc-butil eacuteter o por sus siglas MTBE es un liacutequido inflamable de olor
caracteriacutestico desagradable Se fabrica combinando sustancias quiacutemicas como
isobutileno y metanol y se ha usado desde los antildeos 1980 como aditivo para
incrementar el octanaje de la gasolina sin plomo
El MTBE se usa tambieacuten para disolver caacutelculos biliares En estos pacientes
el MTBE se hace llegar directamente a los caacutelculos a traveacutes de tubos especiales
insertados por medio de cirugiacutea
El n - butano provee volatilidad en gasolinas Gas combustible (solo o
mezclado con propano) Plantas de butadieno (cuero sinteacutetico) y olefinas
314 Gasolina Natural
Producto resultante del procesamiento de gas natural Compuesta
baacutesicamente por pentano hexano y heptano Los meacutetodos utilizados para su
elaboracioacuten son la absorcioacuten con aceite pesado la absorcioacuten con carboacuten vegetal
compresioacuten y refinacioacuten Se utiliza para la mezcla con gasolina que se produce en
las refineriacuteas o con el petroacuteleo para mejorar la densidad de ese producto y
aumentar su valor comercial
32 Liacutequidos de Gas Natural (LGN)
Los liacutequidos del gas natural (LGN) formados por etano propano butano y
otros componentes hidrocarburos maacutes pesados son utilizados en el mercado
interno como combustible y materia prima (industria petroquiacutemica entre ellas)
Entre los clientes nacionales de la industria del LGN se encuentran mercado
interno de propano Pequiven Refineriacutea de Puerto La Cruz Refineriacutea El Palito las
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
41
plantas de Carenero Guamache Punta Cardoacuten y Super Octanos asiacute como el
mercado domeacutestico en especial las zonas populares
Por otro lado 31 de la produccioacuten de este hidrocarburo abastece los
mercados internacionales Cuba paiacuteses del CARICOM EE UU Meacutexico Chile
Brasil Curazao Puerto Rico y Europa La capacidad total de procesamiento de
LGN en el paiacutes es de 2660 MMPCD estimaacutendose la demanda para el antildeo 2005
en 14 millones de kg (35 MBD) siendo el consumo promedio 36 kgpersona
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)
Infraestructura de LGN
3 plantas de fraccionamiento Joseacute Uleacute y Bajo Grande
3 plantas de extraccioacuten San Joaquiacuten Santa Baacuterbara y Jusepiacuten
3 muelles de embarque Joseacute La Salinas y Bajo Grande
Existen 85 plantas de llenado que cubren casi todo el paiacutes y que surten a
230 empresas privadas distribuidoras y comercializadoras de gas
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
42
321 Almacenamiento de GNL
El GNL se almacena a -161 degC y a presioacuten atmosfeacuterica en tanques
criogeacutenicos especiales para baja temperatura El tiacutepico tanque de GNL tiene doble
pared una pared externa de hormigoacuten armado recubierto con acero al carbono y
una pared interna de acero niquelado al 9 La seguridad y la resistencia son las
consideraciones de disentildeo primarias al construir estos tanques los cuales se
disentildean para soportar terremotos y fuertes vientos
A presioacuten se almacenan los productos a la presioacuten de vapor a la
temperatura ambiente
Refrigerado se mantienen los productos a la temperatura de burbuja a
presioacuten cerca de la atmosfeacuterica (05 ndash 2 psig)
Refrigerado y a presioacuten
322 Transporte de GNL
El GNL se transporta a presioacuten atmosfeacuterica en buques especialmente
construidos con casco doble El sistema de contencioacuten de carga se disentildea y
construye utilizando materiales especiales para el aislamiento y tanque para
asegurar el transporte seguro de esta carga criogeacutenica
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
43
El GNL en los tanques de carga del buque se mantiene a su temperatura de
saturacioacuten (-161 degC) a lo largo de toda la navegacioacuten pero se permite que una
pequentildea cantidad de vapor se disipe por ebullicioacuten en un proceso que se
denomina autorrefrigeracioacuten El gas evaporado se utiliza para impulsar los
motores del buque
Figura 17 Transporte de GNL
Aproximadamente 40 de los buques de GNL actualmente en servicio
cuentan con sistemas de contencioacuten de carga del tipo de membrana de modo que
tienen un aspecto muy similar al de otros cargueros El resto de los buques tienen
un sistema de contencioacuten de carga maacutes particular que incluye cuatro o maacutes
tanques esfeacutericos grandes Ambos tipos de sistema de contencioacuten poseen
antecedentes de operacioacuten extremadamente seguros y confiables
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Datos sobre buques
- Actualmente se encuentran en servicio maacutes de 120 buques de GNL
- El transporte de GNL por buque tiene antecedentes de seguridad
ejemplares
- Liacutemites de capacidad de carga 19000 m3 a 138000 m3
- Esloras 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft)
- Calados 65 m (12 ft) a 12 m (39 ft)
La flota de buques estaacute desarrollaacutendose raacutepidamente con maacutes de 100 buques
pedidos a los astilleros y que entraraacuten en servicio en los proacuteximos antildeos Tambieacuten
estaacuten naciendo proyectos alternativos para el transporte de GNL en pequentildeas
cantidades bien sea en camiones o en barcos mucho menores que los actuales
323 Regasificacioacuten de GNL
Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificacioacuten
en la zona de mercado el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de
almacenamiento Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal
de licuefaccioacuten Generalmente la descarga de un buque requiere unas 12 horas
Luego el GNL vuelve a su estado gaseoso original Para ello se bombea desde
los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las
condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los
usuarios finales ubicados corriente abajo de la tuberiacutea Posteriormente el gas se
distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
45
Otra modalidad de distribucioacuten consiste en el transporte de GNL a bordo de
cisternas especialmente disentildeadas para su carga desde las plantas
regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros hasta clientes
que disponen de depoacutesitos de GNL que estaacuten disentildeados para almacenar y
regasificar el gas para su uso Esta es la uacutenica modalidad de transporte de GNL
posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional
324 Riesgos de un proyecto de GNL
Debido a que los proyectos de GNL estaacuten basados en contratos de compra y
venta a largo plazo la mayor parte de los riesgos estaacuten basados en la
disponibilidad de gas al proyecto la estabilidad de los paiacuteses donde se ejecuta el
proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del grupo que estaacute ejecutando el
proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr
una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida uacutetil
Las caracteriacutesticas de un buen proyecto de GNL incluyen
Bajos costos de infraestructura y produccioacuten del gas
Bajos costos de transporte del gas y otros productos liacutequidos
Buena estructura del proyecto y de la compantildeiacutea establecida para este
efecto
Ambiente fiscal atractivo
Confianza de los compradores en la estabilidad del proyecto
Seguridad de mercado
Iacutendice del precio del gas con cambios de mercado
Proyecto que sea faacutecilmente financiable
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33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
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GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
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CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
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USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
ENCICLOPEDIA Hispaacutenica (2001) MACROPEDIA VOLUMEN 7 Segunda
Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
ENCICLOPEDIA Encarta (2007) Biblioteca de Consulta
MICROSOFT Internet www googlecom
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312 Propano
El propano (de abreviacioacuten de propioacutenico mas el sufijo -ano) es un gas
incoloro e inodoro Pertenece a los hidrocarburos alifaacuteticos (los alcanos) Su
foacutermula quiacutemica C3H8
Figura 12 Formula Estructural del Propano
El propano se suele obtener del gas natural o de los gases de los procesos
de cracking producidos en las instalaciones petroquiacutemicas Se obtiene en
yacimientos subterraacuteneos de petroacuteleo Una vez extraiacutedo el crudo se procede a un
tratamiento de refino para obtener los distintos productos que provienen de este
aceite entre ellos el gas propano
Propiedades Fiacutesicas
Hidrocarburo gaseoso incoloro y combustible que se halla en el petroacuteleo
americano Tiene 3 aacutetomos de Carbono su punto de fusioacuten es -18765degC y su
punto de ebullicioacuten es de -421 deg C
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
35
Propiedades Quiacutemicas
Posee baja polaridad No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
Aplicaciones
Por sus aplicaciones es un buen sustituto del gas obtenido por destilacioacuten seca
de la hulla El principal uso del propano es el aprovechamiento energeacutetico como
combustible en hogares comercios e industrias Con base al punto de ebullicioacuten
maacutes bajo que el butano y el mayor valor energeacutetico por gramo a veces se mezcla
con eacuteste o se utiliza propano en vez de butano En la industria quiacutemica es uno de
los productos de partida en la siacutentesis del propeno Es usado para la siacutentesis de
productos quiacutemicos petroquiacutemicos o plaacutestico (PVC Polietileno polipropileno
etc) Ademaacutes se utiliza como gas refrigerante (R290) o como gas propulsor en
aerosoles
No suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje No es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya
que por su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las
conducciones De hecho se eliminan los restos de butano y propano del gas
natural por este motivo
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 13 Esquema de distribucioacuten del Propileno
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313 Butano
El butano (del aacutecido butiacuterico y eacuteste del latiacuten butyrum manteca y del sufijo -
ano) tambieacuten llamado n-butano es un hidrocarburo saturado parafiacutenico o
alifaacutetico inflamable gaseoso que se licuacutea a presioacuten atmosfeacuterica a -05 degC formado
por cuatro aacutetomos de carbono y por diez de hidroacutegeno cuya foacutermula quiacutemica es
C4H10 Tambieacuten puede denominarse con el mismo nombre a un isoacutemero de eacuteste
gas el isobutano o metilpropano
Los aacutetomos de carbono se encuentran unidos formando una cadena abierta
En el n-butano (normal) la cadena es continua y sin ramificaciones mientras que
en el i-butano (iso) o metilpropano uno de los aacutetomos de carbono forma una
ramificacioacuten lateral Esta diferencia de estructura es la causa de las distintas
propiedades que presentan
Como es un gas incoloro e inodoro en su elaboracioacuten se le antildeade un
odorizante (generalmente un mercaptano) que le confiere olor desagradable Esto
le permite ser detectado en una fuga porque es altamente volaacutetil y puede provocar
una explosioacuten
En caso de extincioacuten de un fuego por gas butano se emplea dioacutexido de
carbono (CO2) polvo quiacutemico o niebla de agua para enfriar y dispersar vapores El
butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Figura 14 Formula Estructural del Butano
El butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
Propiedades Fiacutesicas
- Estado de agregacioacuten Gas
- Apariencia Incoloro
- Densidad 252 kgm3 000252 gcm3
- Masa 5808 u
- Punto de fusioacuten 1349 K (minus1383 degC)
- Punto de ebullicioacuten 2727 K (-05 degC)
- Punto de descomposicioacuten K (-27315 degC)
- Temperatura criacutetica K (-27315 degC)
Propiedades Quiacutemicas
- Solubilidad en agua 61 g100 ml H2O
- KPS nd
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
39
Aplicaciones
La principal aplicacioacuten del gas butano es la de combustible en hogares para la
cocina y agua caliente el gas butano no suele usarse en sistemas de calefaccioacuten
ya que no suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje es un gas un tanto inestable desde el punto de vista de la
licuefaccioacuten por ello la normativa espantildeola el Real Decreto 9192006 no permite
el tener mas de dos bombonas de gas butano en el interior de locales que tengan
aparatos a gas uno en reserva y uno en descarga ademaacutes de esto tampoco esta
permitido el almacenamiento en posicioacuten horizontal por esto cuando se ven
almacenes de envases GLP (bombonas de gas butano) estaacuten estos colocados en
estructuras metaacutelicas tipo estanteriacutea y siempre estaacuten en posicioacuten vertical asiacute
mismo como los camiones de transporte o distribucioacuten de gas butano
El gas butano no es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya que por
su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las conducciones y
esto provocar graves accidentes De hecho se eliminan los restos de butano y
propano del gas natural por este motivo creando un gas mucho maacutes estable para
su transporte por gaseoductos nos referimos al gas natural
Figura 15 Bombonas de Gas Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
40
El iso- butano tiene su uso principal para alquilato y MTBE componentes
clave en la produccioacuten de gasolinas El eacuteter metil tert-butiacutelico metil tert-butil
eacuteter metil terc-butil eacuteter o por sus siglas MTBE es un liacutequido inflamable de olor
caracteriacutestico desagradable Se fabrica combinando sustancias quiacutemicas como
isobutileno y metanol y se ha usado desde los antildeos 1980 como aditivo para
incrementar el octanaje de la gasolina sin plomo
El MTBE se usa tambieacuten para disolver caacutelculos biliares En estos pacientes
el MTBE se hace llegar directamente a los caacutelculos a traveacutes de tubos especiales
insertados por medio de cirugiacutea
El n - butano provee volatilidad en gasolinas Gas combustible (solo o
mezclado con propano) Plantas de butadieno (cuero sinteacutetico) y olefinas
314 Gasolina Natural
Producto resultante del procesamiento de gas natural Compuesta
baacutesicamente por pentano hexano y heptano Los meacutetodos utilizados para su
elaboracioacuten son la absorcioacuten con aceite pesado la absorcioacuten con carboacuten vegetal
compresioacuten y refinacioacuten Se utiliza para la mezcla con gasolina que se produce en
las refineriacuteas o con el petroacuteleo para mejorar la densidad de ese producto y
aumentar su valor comercial
32 Liacutequidos de Gas Natural (LGN)
Los liacutequidos del gas natural (LGN) formados por etano propano butano y
otros componentes hidrocarburos maacutes pesados son utilizados en el mercado
interno como combustible y materia prima (industria petroquiacutemica entre ellas)
Entre los clientes nacionales de la industria del LGN se encuentran mercado
interno de propano Pequiven Refineriacutea de Puerto La Cruz Refineriacutea El Palito las
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
41
plantas de Carenero Guamache Punta Cardoacuten y Super Octanos asiacute como el
mercado domeacutestico en especial las zonas populares
Por otro lado 31 de la produccioacuten de este hidrocarburo abastece los
mercados internacionales Cuba paiacuteses del CARICOM EE UU Meacutexico Chile
Brasil Curazao Puerto Rico y Europa La capacidad total de procesamiento de
LGN en el paiacutes es de 2660 MMPCD estimaacutendose la demanda para el antildeo 2005
en 14 millones de kg (35 MBD) siendo el consumo promedio 36 kgpersona
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)
Infraestructura de LGN
3 plantas de fraccionamiento Joseacute Uleacute y Bajo Grande
3 plantas de extraccioacuten San Joaquiacuten Santa Baacuterbara y Jusepiacuten
3 muelles de embarque Joseacute La Salinas y Bajo Grande
Existen 85 plantas de llenado que cubren casi todo el paiacutes y que surten a
230 empresas privadas distribuidoras y comercializadoras de gas
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
42
321 Almacenamiento de GNL
El GNL se almacena a -161 degC y a presioacuten atmosfeacuterica en tanques
criogeacutenicos especiales para baja temperatura El tiacutepico tanque de GNL tiene doble
pared una pared externa de hormigoacuten armado recubierto con acero al carbono y
una pared interna de acero niquelado al 9 La seguridad y la resistencia son las
consideraciones de disentildeo primarias al construir estos tanques los cuales se
disentildean para soportar terremotos y fuertes vientos
A presioacuten se almacenan los productos a la presioacuten de vapor a la
temperatura ambiente
Refrigerado se mantienen los productos a la temperatura de burbuja a
presioacuten cerca de la atmosfeacuterica (05 ndash 2 psig)
Refrigerado y a presioacuten
322 Transporte de GNL
El GNL se transporta a presioacuten atmosfeacuterica en buques especialmente
construidos con casco doble El sistema de contencioacuten de carga se disentildea y
construye utilizando materiales especiales para el aislamiento y tanque para
asegurar el transporte seguro de esta carga criogeacutenica
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
43
El GNL en los tanques de carga del buque se mantiene a su temperatura de
saturacioacuten (-161 degC) a lo largo de toda la navegacioacuten pero se permite que una
pequentildea cantidad de vapor se disipe por ebullicioacuten en un proceso que se
denomina autorrefrigeracioacuten El gas evaporado se utiliza para impulsar los
motores del buque
Figura 17 Transporte de GNL
Aproximadamente 40 de los buques de GNL actualmente en servicio
cuentan con sistemas de contencioacuten de carga del tipo de membrana de modo que
tienen un aspecto muy similar al de otros cargueros El resto de los buques tienen
un sistema de contencioacuten de carga maacutes particular que incluye cuatro o maacutes
tanques esfeacutericos grandes Ambos tipos de sistema de contencioacuten poseen
antecedentes de operacioacuten extremadamente seguros y confiables
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
44
Datos sobre buques
- Actualmente se encuentran en servicio maacutes de 120 buques de GNL
- El transporte de GNL por buque tiene antecedentes de seguridad
ejemplares
- Liacutemites de capacidad de carga 19000 m3 a 138000 m3
- Esloras 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft)
- Calados 65 m (12 ft) a 12 m (39 ft)
La flota de buques estaacute desarrollaacutendose raacutepidamente con maacutes de 100 buques
pedidos a los astilleros y que entraraacuten en servicio en los proacuteximos antildeos Tambieacuten
estaacuten naciendo proyectos alternativos para el transporte de GNL en pequentildeas
cantidades bien sea en camiones o en barcos mucho menores que los actuales
323 Regasificacioacuten de GNL
Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificacioacuten
en la zona de mercado el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de
almacenamiento Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal
de licuefaccioacuten Generalmente la descarga de un buque requiere unas 12 horas
Luego el GNL vuelve a su estado gaseoso original Para ello se bombea desde
los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las
condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los
usuarios finales ubicados corriente abajo de la tuberiacutea Posteriormente el gas se
distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
45
Otra modalidad de distribucioacuten consiste en el transporte de GNL a bordo de
cisternas especialmente disentildeadas para su carga desde las plantas
regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros hasta clientes
que disponen de depoacutesitos de GNL que estaacuten disentildeados para almacenar y
regasificar el gas para su uso Esta es la uacutenica modalidad de transporte de GNL
posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional
324 Riesgos de un proyecto de GNL
Debido a que los proyectos de GNL estaacuten basados en contratos de compra y
venta a largo plazo la mayor parte de los riesgos estaacuten basados en la
disponibilidad de gas al proyecto la estabilidad de los paiacuteses donde se ejecuta el
proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del grupo que estaacute ejecutando el
proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr
una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida uacutetil
Las caracteriacutesticas de un buen proyecto de GNL incluyen
Bajos costos de infraestructura y produccioacuten del gas
Bajos costos de transporte del gas y otros productos liacutequidos
Buena estructura del proyecto y de la compantildeiacutea establecida para este
efecto
Ambiente fiscal atractivo
Confianza de los compradores en la estabilidad del proyecto
Seguridad de mercado
Iacutendice del precio del gas con cambios de mercado
Proyecto que sea faacutecilmente financiable
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
46
33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
47
GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
48
GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
49
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
52
BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
ENCICLOPEDIA Hispaacutenica (2001) MACROPEDIA VOLUMEN 7 Segunda
Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
ENCICLOPEDIA Encarta (2007) Biblioteca de Consulta
MICROSOFT Internet www googlecom
X
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
35
Propiedades Quiacutemicas
Posee baja polaridad No se ve afectado por aacutecidos o bases fuertes ni por
oxidantes como el permanganato
Aplicaciones
Por sus aplicaciones es un buen sustituto del gas obtenido por destilacioacuten seca
de la hulla El principal uso del propano es el aprovechamiento energeacutetico como
combustible en hogares comercios e industrias Con base al punto de ebullicioacuten
maacutes bajo que el butano y el mayor valor energeacutetico por gramo a veces se mezcla
con eacuteste o se utiliza propano en vez de butano En la industria quiacutemica es uno de
los productos de partida en la siacutentesis del propeno Es usado para la siacutentesis de
productos quiacutemicos petroquiacutemicos o plaacutestico (PVC Polietileno polipropileno
etc) Ademaacutes se utiliza como gas refrigerante (R290) o como gas propulsor en
aerosoles
No suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje No es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya
que por su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las
conducciones De hecho se eliminan los restos de butano y propano del gas
natural por este motivo
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
36
Figura 13 Esquema de distribucioacuten del Propileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
37
313 Butano
El butano (del aacutecido butiacuterico y eacuteste del latiacuten butyrum manteca y del sufijo -
ano) tambieacuten llamado n-butano es un hidrocarburo saturado parafiacutenico o
alifaacutetico inflamable gaseoso que se licuacutea a presioacuten atmosfeacuterica a -05 degC formado
por cuatro aacutetomos de carbono y por diez de hidroacutegeno cuya foacutermula quiacutemica es
C4H10 Tambieacuten puede denominarse con el mismo nombre a un isoacutemero de eacuteste
gas el isobutano o metilpropano
Los aacutetomos de carbono se encuentran unidos formando una cadena abierta
En el n-butano (normal) la cadena es continua y sin ramificaciones mientras que
en el i-butano (iso) o metilpropano uno de los aacutetomos de carbono forma una
ramificacioacuten lateral Esta diferencia de estructura es la causa de las distintas
propiedades que presentan
Como es un gas incoloro e inodoro en su elaboracioacuten se le antildeade un
odorizante (generalmente un mercaptano) que le confiere olor desagradable Esto
le permite ser detectado en una fuga porque es altamente volaacutetil y puede provocar
una explosioacuten
En caso de extincioacuten de un fuego por gas butano se emplea dioacutexido de
carbono (CO2) polvo quiacutemico o niebla de agua para enfriar y dispersar vapores El
butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
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Figura 14 Formula Estructural del Butano
El butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
Propiedades Fiacutesicas
- Estado de agregacioacuten Gas
- Apariencia Incoloro
- Densidad 252 kgm3 000252 gcm3
- Masa 5808 u
- Punto de fusioacuten 1349 K (minus1383 degC)
- Punto de ebullicioacuten 2727 K (-05 degC)
- Punto de descomposicioacuten K (-27315 degC)
- Temperatura criacutetica K (-27315 degC)
Propiedades Quiacutemicas
- Solubilidad en agua 61 g100 ml H2O
- KPS nd
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Aplicaciones
La principal aplicacioacuten del gas butano es la de combustible en hogares para la
cocina y agua caliente el gas butano no suele usarse en sistemas de calefaccioacuten
ya que no suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje es un gas un tanto inestable desde el punto de vista de la
licuefaccioacuten por ello la normativa espantildeola el Real Decreto 9192006 no permite
el tener mas de dos bombonas de gas butano en el interior de locales que tengan
aparatos a gas uno en reserva y uno en descarga ademaacutes de esto tampoco esta
permitido el almacenamiento en posicioacuten horizontal por esto cuando se ven
almacenes de envases GLP (bombonas de gas butano) estaacuten estos colocados en
estructuras metaacutelicas tipo estanteriacutea y siempre estaacuten en posicioacuten vertical asiacute
mismo como los camiones de transporte o distribucioacuten de gas butano
El gas butano no es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya que por
su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las conducciones y
esto provocar graves accidentes De hecho se eliminan los restos de butano y
propano del gas natural por este motivo creando un gas mucho maacutes estable para
su transporte por gaseoductos nos referimos al gas natural
Figura 15 Bombonas de Gas Domestico
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El iso- butano tiene su uso principal para alquilato y MTBE componentes
clave en la produccioacuten de gasolinas El eacuteter metil tert-butiacutelico metil tert-butil
eacuteter metil terc-butil eacuteter o por sus siglas MTBE es un liacutequido inflamable de olor
caracteriacutestico desagradable Se fabrica combinando sustancias quiacutemicas como
isobutileno y metanol y se ha usado desde los antildeos 1980 como aditivo para
incrementar el octanaje de la gasolina sin plomo
El MTBE se usa tambieacuten para disolver caacutelculos biliares En estos pacientes
el MTBE se hace llegar directamente a los caacutelculos a traveacutes de tubos especiales
insertados por medio de cirugiacutea
El n - butano provee volatilidad en gasolinas Gas combustible (solo o
mezclado con propano) Plantas de butadieno (cuero sinteacutetico) y olefinas
314 Gasolina Natural
Producto resultante del procesamiento de gas natural Compuesta
baacutesicamente por pentano hexano y heptano Los meacutetodos utilizados para su
elaboracioacuten son la absorcioacuten con aceite pesado la absorcioacuten con carboacuten vegetal
compresioacuten y refinacioacuten Se utiliza para la mezcla con gasolina que se produce en
las refineriacuteas o con el petroacuteleo para mejorar la densidad de ese producto y
aumentar su valor comercial
32 Liacutequidos de Gas Natural (LGN)
Los liacutequidos del gas natural (LGN) formados por etano propano butano y
otros componentes hidrocarburos maacutes pesados son utilizados en el mercado
interno como combustible y materia prima (industria petroquiacutemica entre ellas)
Entre los clientes nacionales de la industria del LGN se encuentran mercado
interno de propano Pequiven Refineriacutea de Puerto La Cruz Refineriacutea El Palito las
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plantas de Carenero Guamache Punta Cardoacuten y Super Octanos asiacute como el
mercado domeacutestico en especial las zonas populares
Por otro lado 31 de la produccioacuten de este hidrocarburo abastece los
mercados internacionales Cuba paiacuteses del CARICOM EE UU Meacutexico Chile
Brasil Curazao Puerto Rico y Europa La capacidad total de procesamiento de
LGN en el paiacutes es de 2660 MMPCD estimaacutendose la demanda para el antildeo 2005
en 14 millones de kg (35 MBD) siendo el consumo promedio 36 kgpersona
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)
Infraestructura de LGN
3 plantas de fraccionamiento Joseacute Uleacute y Bajo Grande
3 plantas de extraccioacuten San Joaquiacuten Santa Baacuterbara y Jusepiacuten
3 muelles de embarque Joseacute La Salinas y Bajo Grande
Existen 85 plantas de llenado que cubren casi todo el paiacutes y que surten a
230 empresas privadas distribuidoras y comercializadoras de gas
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321 Almacenamiento de GNL
El GNL se almacena a -161 degC y a presioacuten atmosfeacuterica en tanques
criogeacutenicos especiales para baja temperatura El tiacutepico tanque de GNL tiene doble
pared una pared externa de hormigoacuten armado recubierto con acero al carbono y
una pared interna de acero niquelado al 9 La seguridad y la resistencia son las
consideraciones de disentildeo primarias al construir estos tanques los cuales se
disentildean para soportar terremotos y fuertes vientos
A presioacuten se almacenan los productos a la presioacuten de vapor a la
temperatura ambiente
Refrigerado se mantienen los productos a la temperatura de burbuja a
presioacuten cerca de la atmosfeacuterica (05 ndash 2 psig)
Refrigerado y a presioacuten
322 Transporte de GNL
El GNL se transporta a presioacuten atmosfeacuterica en buques especialmente
construidos con casco doble El sistema de contencioacuten de carga se disentildea y
construye utilizando materiales especiales para el aislamiento y tanque para
asegurar el transporte seguro de esta carga criogeacutenica
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El GNL en los tanques de carga del buque se mantiene a su temperatura de
saturacioacuten (-161 degC) a lo largo de toda la navegacioacuten pero se permite que una
pequentildea cantidad de vapor se disipe por ebullicioacuten en un proceso que se
denomina autorrefrigeracioacuten El gas evaporado se utiliza para impulsar los
motores del buque
Figura 17 Transporte de GNL
Aproximadamente 40 de los buques de GNL actualmente en servicio
cuentan con sistemas de contencioacuten de carga del tipo de membrana de modo que
tienen un aspecto muy similar al de otros cargueros El resto de los buques tienen
un sistema de contencioacuten de carga maacutes particular que incluye cuatro o maacutes
tanques esfeacutericos grandes Ambos tipos de sistema de contencioacuten poseen
antecedentes de operacioacuten extremadamente seguros y confiables
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Datos sobre buques
- Actualmente se encuentran en servicio maacutes de 120 buques de GNL
- El transporte de GNL por buque tiene antecedentes de seguridad
ejemplares
- Liacutemites de capacidad de carga 19000 m3 a 138000 m3
- Esloras 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft)
- Calados 65 m (12 ft) a 12 m (39 ft)
La flota de buques estaacute desarrollaacutendose raacutepidamente con maacutes de 100 buques
pedidos a los astilleros y que entraraacuten en servicio en los proacuteximos antildeos Tambieacuten
estaacuten naciendo proyectos alternativos para el transporte de GNL en pequentildeas
cantidades bien sea en camiones o en barcos mucho menores que los actuales
323 Regasificacioacuten de GNL
Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificacioacuten
en la zona de mercado el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de
almacenamiento Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal
de licuefaccioacuten Generalmente la descarga de un buque requiere unas 12 horas
Luego el GNL vuelve a su estado gaseoso original Para ello se bombea desde
los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las
condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los
usuarios finales ubicados corriente abajo de la tuberiacutea Posteriormente el gas se
distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional
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Otra modalidad de distribucioacuten consiste en el transporte de GNL a bordo de
cisternas especialmente disentildeadas para su carga desde las plantas
regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros hasta clientes
que disponen de depoacutesitos de GNL que estaacuten disentildeados para almacenar y
regasificar el gas para su uso Esta es la uacutenica modalidad de transporte de GNL
posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional
324 Riesgos de un proyecto de GNL
Debido a que los proyectos de GNL estaacuten basados en contratos de compra y
venta a largo plazo la mayor parte de los riesgos estaacuten basados en la
disponibilidad de gas al proyecto la estabilidad de los paiacuteses donde se ejecuta el
proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del grupo que estaacute ejecutando el
proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr
una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida uacutetil
Las caracteriacutesticas de un buen proyecto de GNL incluyen
Bajos costos de infraestructura y produccioacuten del gas
Bajos costos de transporte del gas y otros productos liacutequidos
Buena estructura del proyecto y de la compantildeiacutea establecida para este
efecto
Ambiente fiscal atractivo
Confianza de los compradores en la estabilidad del proyecto
Seguridad de mercado
Iacutendice del precio del gas con cambios de mercado
Proyecto que sea faacutecilmente financiable
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33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
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GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
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GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
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Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
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CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
52
BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
ENCICLOPEDIA Hispaacutenica (2001) MACROPEDIA VOLUMEN 7 Segunda
Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
ENCICLOPEDIA Encarta (2007) Biblioteca de Consulta
MICROSOFT Internet www googlecom
X
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
36
Figura 13 Esquema de distribucioacuten del Propileno
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
37
313 Butano
El butano (del aacutecido butiacuterico y eacuteste del latiacuten butyrum manteca y del sufijo -
ano) tambieacuten llamado n-butano es un hidrocarburo saturado parafiacutenico o
alifaacutetico inflamable gaseoso que se licuacutea a presioacuten atmosfeacuterica a -05 degC formado
por cuatro aacutetomos de carbono y por diez de hidroacutegeno cuya foacutermula quiacutemica es
C4H10 Tambieacuten puede denominarse con el mismo nombre a un isoacutemero de eacuteste
gas el isobutano o metilpropano
Los aacutetomos de carbono se encuentran unidos formando una cadena abierta
En el n-butano (normal) la cadena es continua y sin ramificaciones mientras que
en el i-butano (iso) o metilpropano uno de los aacutetomos de carbono forma una
ramificacioacuten lateral Esta diferencia de estructura es la causa de las distintas
propiedades que presentan
Como es un gas incoloro e inodoro en su elaboracioacuten se le antildeade un
odorizante (generalmente un mercaptano) que le confiere olor desagradable Esto
le permite ser detectado en una fuga porque es altamente volaacutetil y puede provocar
una explosioacuten
En caso de extincioacuten de un fuego por gas butano se emplea dioacutexido de
carbono (CO2) polvo quiacutemico o niebla de agua para enfriar y dispersar vapores El
butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
38
Figura 14 Formula Estructural del Butano
El butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
Propiedades Fiacutesicas
- Estado de agregacioacuten Gas
- Apariencia Incoloro
- Densidad 252 kgm3 000252 gcm3
- Masa 5808 u
- Punto de fusioacuten 1349 K (minus1383 degC)
- Punto de ebullicioacuten 2727 K (-05 degC)
- Punto de descomposicioacuten K (-27315 degC)
- Temperatura criacutetica K (-27315 degC)
Propiedades Quiacutemicas
- Solubilidad en agua 61 g100 ml H2O
- KPS nd
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
39
Aplicaciones
La principal aplicacioacuten del gas butano es la de combustible en hogares para la
cocina y agua caliente el gas butano no suele usarse en sistemas de calefaccioacuten
ya que no suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje es un gas un tanto inestable desde el punto de vista de la
licuefaccioacuten por ello la normativa espantildeola el Real Decreto 9192006 no permite
el tener mas de dos bombonas de gas butano en el interior de locales que tengan
aparatos a gas uno en reserva y uno en descarga ademaacutes de esto tampoco esta
permitido el almacenamiento en posicioacuten horizontal por esto cuando se ven
almacenes de envases GLP (bombonas de gas butano) estaacuten estos colocados en
estructuras metaacutelicas tipo estanteriacutea y siempre estaacuten en posicioacuten vertical asiacute
mismo como los camiones de transporte o distribucioacuten de gas butano
El gas butano no es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya que por
su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las conducciones y
esto provocar graves accidentes De hecho se eliminan los restos de butano y
propano del gas natural por este motivo creando un gas mucho maacutes estable para
su transporte por gaseoductos nos referimos al gas natural
Figura 15 Bombonas de Gas Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
40
El iso- butano tiene su uso principal para alquilato y MTBE componentes
clave en la produccioacuten de gasolinas El eacuteter metil tert-butiacutelico metil tert-butil
eacuteter metil terc-butil eacuteter o por sus siglas MTBE es un liacutequido inflamable de olor
caracteriacutestico desagradable Se fabrica combinando sustancias quiacutemicas como
isobutileno y metanol y se ha usado desde los antildeos 1980 como aditivo para
incrementar el octanaje de la gasolina sin plomo
El MTBE se usa tambieacuten para disolver caacutelculos biliares En estos pacientes
el MTBE se hace llegar directamente a los caacutelculos a traveacutes de tubos especiales
insertados por medio de cirugiacutea
El n - butano provee volatilidad en gasolinas Gas combustible (solo o
mezclado con propano) Plantas de butadieno (cuero sinteacutetico) y olefinas
314 Gasolina Natural
Producto resultante del procesamiento de gas natural Compuesta
baacutesicamente por pentano hexano y heptano Los meacutetodos utilizados para su
elaboracioacuten son la absorcioacuten con aceite pesado la absorcioacuten con carboacuten vegetal
compresioacuten y refinacioacuten Se utiliza para la mezcla con gasolina que se produce en
las refineriacuteas o con el petroacuteleo para mejorar la densidad de ese producto y
aumentar su valor comercial
32 Liacutequidos de Gas Natural (LGN)
Los liacutequidos del gas natural (LGN) formados por etano propano butano y
otros componentes hidrocarburos maacutes pesados son utilizados en el mercado
interno como combustible y materia prima (industria petroquiacutemica entre ellas)
Entre los clientes nacionales de la industria del LGN se encuentran mercado
interno de propano Pequiven Refineriacutea de Puerto La Cruz Refineriacutea El Palito las
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
41
plantas de Carenero Guamache Punta Cardoacuten y Super Octanos asiacute como el
mercado domeacutestico en especial las zonas populares
Por otro lado 31 de la produccioacuten de este hidrocarburo abastece los
mercados internacionales Cuba paiacuteses del CARICOM EE UU Meacutexico Chile
Brasil Curazao Puerto Rico y Europa La capacidad total de procesamiento de
LGN en el paiacutes es de 2660 MMPCD estimaacutendose la demanda para el antildeo 2005
en 14 millones de kg (35 MBD) siendo el consumo promedio 36 kgpersona
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)
Infraestructura de LGN
3 plantas de fraccionamiento Joseacute Uleacute y Bajo Grande
3 plantas de extraccioacuten San Joaquiacuten Santa Baacuterbara y Jusepiacuten
3 muelles de embarque Joseacute La Salinas y Bajo Grande
Existen 85 plantas de llenado que cubren casi todo el paiacutes y que surten a
230 empresas privadas distribuidoras y comercializadoras de gas
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
42
321 Almacenamiento de GNL
El GNL se almacena a -161 degC y a presioacuten atmosfeacuterica en tanques
criogeacutenicos especiales para baja temperatura El tiacutepico tanque de GNL tiene doble
pared una pared externa de hormigoacuten armado recubierto con acero al carbono y
una pared interna de acero niquelado al 9 La seguridad y la resistencia son las
consideraciones de disentildeo primarias al construir estos tanques los cuales se
disentildean para soportar terremotos y fuertes vientos
A presioacuten se almacenan los productos a la presioacuten de vapor a la
temperatura ambiente
Refrigerado se mantienen los productos a la temperatura de burbuja a
presioacuten cerca de la atmosfeacuterica (05 ndash 2 psig)
Refrigerado y a presioacuten
322 Transporte de GNL
El GNL se transporta a presioacuten atmosfeacuterica en buques especialmente
construidos con casco doble El sistema de contencioacuten de carga se disentildea y
construye utilizando materiales especiales para el aislamiento y tanque para
asegurar el transporte seguro de esta carga criogeacutenica
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
43
El GNL en los tanques de carga del buque se mantiene a su temperatura de
saturacioacuten (-161 degC) a lo largo de toda la navegacioacuten pero se permite que una
pequentildea cantidad de vapor se disipe por ebullicioacuten en un proceso que se
denomina autorrefrigeracioacuten El gas evaporado se utiliza para impulsar los
motores del buque
Figura 17 Transporte de GNL
Aproximadamente 40 de los buques de GNL actualmente en servicio
cuentan con sistemas de contencioacuten de carga del tipo de membrana de modo que
tienen un aspecto muy similar al de otros cargueros El resto de los buques tienen
un sistema de contencioacuten de carga maacutes particular que incluye cuatro o maacutes
tanques esfeacutericos grandes Ambos tipos de sistema de contencioacuten poseen
antecedentes de operacioacuten extremadamente seguros y confiables
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
44
Datos sobre buques
- Actualmente se encuentran en servicio maacutes de 120 buques de GNL
- El transporte de GNL por buque tiene antecedentes de seguridad
ejemplares
- Liacutemites de capacidad de carga 19000 m3 a 138000 m3
- Esloras 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft)
- Calados 65 m (12 ft) a 12 m (39 ft)
La flota de buques estaacute desarrollaacutendose raacutepidamente con maacutes de 100 buques
pedidos a los astilleros y que entraraacuten en servicio en los proacuteximos antildeos Tambieacuten
estaacuten naciendo proyectos alternativos para el transporte de GNL en pequentildeas
cantidades bien sea en camiones o en barcos mucho menores que los actuales
323 Regasificacioacuten de GNL
Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificacioacuten
en la zona de mercado el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de
almacenamiento Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal
de licuefaccioacuten Generalmente la descarga de un buque requiere unas 12 horas
Luego el GNL vuelve a su estado gaseoso original Para ello se bombea desde
los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las
condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los
usuarios finales ubicados corriente abajo de la tuberiacutea Posteriormente el gas se
distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
45
Otra modalidad de distribucioacuten consiste en el transporte de GNL a bordo de
cisternas especialmente disentildeadas para su carga desde las plantas
regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros hasta clientes
que disponen de depoacutesitos de GNL que estaacuten disentildeados para almacenar y
regasificar el gas para su uso Esta es la uacutenica modalidad de transporte de GNL
posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional
324 Riesgos de un proyecto de GNL
Debido a que los proyectos de GNL estaacuten basados en contratos de compra y
venta a largo plazo la mayor parte de los riesgos estaacuten basados en la
disponibilidad de gas al proyecto la estabilidad de los paiacuteses donde se ejecuta el
proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del grupo que estaacute ejecutando el
proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr
una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida uacutetil
Las caracteriacutesticas de un buen proyecto de GNL incluyen
Bajos costos de infraestructura y produccioacuten del gas
Bajos costos de transporte del gas y otros productos liacutequidos
Buena estructura del proyecto y de la compantildeiacutea establecida para este
efecto
Ambiente fiscal atractivo
Confianza de los compradores en la estabilidad del proyecto
Seguridad de mercado
Iacutendice del precio del gas con cambios de mercado
Proyecto que sea faacutecilmente financiable
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
46
33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
47
GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
48
GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
49
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
52
BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
ENCICLOPEDIA Hispaacutenica (2001) MACROPEDIA VOLUMEN 7 Segunda
Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
ENCICLOPEDIA Encarta (2007) Biblioteca de Consulta
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313 Butano
El butano (del aacutecido butiacuterico y eacuteste del latiacuten butyrum manteca y del sufijo -
ano) tambieacuten llamado n-butano es un hidrocarburo saturado parafiacutenico o
alifaacutetico inflamable gaseoso que se licuacutea a presioacuten atmosfeacuterica a -05 degC formado
por cuatro aacutetomos de carbono y por diez de hidroacutegeno cuya foacutermula quiacutemica es
C4H10 Tambieacuten puede denominarse con el mismo nombre a un isoacutemero de eacuteste
gas el isobutano o metilpropano
Los aacutetomos de carbono se encuentran unidos formando una cadena abierta
En el n-butano (normal) la cadena es continua y sin ramificaciones mientras que
en el i-butano (iso) o metilpropano uno de los aacutetomos de carbono forma una
ramificacioacuten lateral Esta diferencia de estructura es la causa de las distintas
propiedades que presentan
Como es un gas incoloro e inodoro en su elaboracioacuten se le antildeade un
odorizante (generalmente un mercaptano) que le confiere olor desagradable Esto
le permite ser detectado en una fuga porque es altamente volaacutetil y puede provocar
una explosioacuten
En caso de extincioacuten de un fuego por gas butano se emplea dioacutexido de
carbono (CO2) polvo quiacutemico o niebla de agua para enfriar y dispersar vapores El
butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
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Figura 14 Formula Estructural del Butano
El butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
Propiedades Fiacutesicas
- Estado de agregacioacuten Gas
- Apariencia Incoloro
- Densidad 252 kgm3 000252 gcm3
- Masa 5808 u
- Punto de fusioacuten 1349 K (minus1383 degC)
- Punto de ebullicioacuten 2727 K (-05 degC)
- Punto de descomposicioacuten K (-27315 degC)
- Temperatura criacutetica K (-27315 degC)
Propiedades Quiacutemicas
- Solubilidad en agua 61 g100 ml H2O
- KPS nd
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Aplicaciones
La principal aplicacioacuten del gas butano es la de combustible en hogares para la
cocina y agua caliente el gas butano no suele usarse en sistemas de calefaccioacuten
ya que no suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje es un gas un tanto inestable desde el punto de vista de la
licuefaccioacuten por ello la normativa espantildeola el Real Decreto 9192006 no permite
el tener mas de dos bombonas de gas butano en el interior de locales que tengan
aparatos a gas uno en reserva y uno en descarga ademaacutes de esto tampoco esta
permitido el almacenamiento en posicioacuten horizontal por esto cuando se ven
almacenes de envases GLP (bombonas de gas butano) estaacuten estos colocados en
estructuras metaacutelicas tipo estanteriacutea y siempre estaacuten en posicioacuten vertical asiacute
mismo como los camiones de transporte o distribucioacuten de gas butano
El gas butano no es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya que por
su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las conducciones y
esto provocar graves accidentes De hecho se eliminan los restos de butano y
propano del gas natural por este motivo creando un gas mucho maacutes estable para
su transporte por gaseoductos nos referimos al gas natural
Figura 15 Bombonas de Gas Domestico
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40
El iso- butano tiene su uso principal para alquilato y MTBE componentes
clave en la produccioacuten de gasolinas El eacuteter metil tert-butiacutelico metil tert-butil
eacuteter metil terc-butil eacuteter o por sus siglas MTBE es un liacutequido inflamable de olor
caracteriacutestico desagradable Se fabrica combinando sustancias quiacutemicas como
isobutileno y metanol y se ha usado desde los antildeos 1980 como aditivo para
incrementar el octanaje de la gasolina sin plomo
El MTBE se usa tambieacuten para disolver caacutelculos biliares En estos pacientes
el MTBE se hace llegar directamente a los caacutelculos a traveacutes de tubos especiales
insertados por medio de cirugiacutea
El n - butano provee volatilidad en gasolinas Gas combustible (solo o
mezclado con propano) Plantas de butadieno (cuero sinteacutetico) y olefinas
314 Gasolina Natural
Producto resultante del procesamiento de gas natural Compuesta
baacutesicamente por pentano hexano y heptano Los meacutetodos utilizados para su
elaboracioacuten son la absorcioacuten con aceite pesado la absorcioacuten con carboacuten vegetal
compresioacuten y refinacioacuten Se utiliza para la mezcla con gasolina que se produce en
las refineriacuteas o con el petroacuteleo para mejorar la densidad de ese producto y
aumentar su valor comercial
32 Liacutequidos de Gas Natural (LGN)
Los liacutequidos del gas natural (LGN) formados por etano propano butano y
otros componentes hidrocarburos maacutes pesados son utilizados en el mercado
interno como combustible y materia prima (industria petroquiacutemica entre ellas)
Entre los clientes nacionales de la industria del LGN se encuentran mercado
interno de propano Pequiven Refineriacutea de Puerto La Cruz Refineriacutea El Palito las
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
41
plantas de Carenero Guamache Punta Cardoacuten y Super Octanos asiacute como el
mercado domeacutestico en especial las zonas populares
Por otro lado 31 de la produccioacuten de este hidrocarburo abastece los
mercados internacionales Cuba paiacuteses del CARICOM EE UU Meacutexico Chile
Brasil Curazao Puerto Rico y Europa La capacidad total de procesamiento de
LGN en el paiacutes es de 2660 MMPCD estimaacutendose la demanda para el antildeo 2005
en 14 millones de kg (35 MBD) siendo el consumo promedio 36 kgpersona
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)
Infraestructura de LGN
3 plantas de fraccionamiento Joseacute Uleacute y Bajo Grande
3 plantas de extraccioacuten San Joaquiacuten Santa Baacuterbara y Jusepiacuten
3 muelles de embarque Joseacute La Salinas y Bajo Grande
Existen 85 plantas de llenado que cubren casi todo el paiacutes y que surten a
230 empresas privadas distribuidoras y comercializadoras de gas
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42
321 Almacenamiento de GNL
El GNL se almacena a -161 degC y a presioacuten atmosfeacuterica en tanques
criogeacutenicos especiales para baja temperatura El tiacutepico tanque de GNL tiene doble
pared una pared externa de hormigoacuten armado recubierto con acero al carbono y
una pared interna de acero niquelado al 9 La seguridad y la resistencia son las
consideraciones de disentildeo primarias al construir estos tanques los cuales se
disentildean para soportar terremotos y fuertes vientos
A presioacuten se almacenan los productos a la presioacuten de vapor a la
temperatura ambiente
Refrigerado se mantienen los productos a la temperatura de burbuja a
presioacuten cerca de la atmosfeacuterica (05 ndash 2 psig)
Refrigerado y a presioacuten
322 Transporte de GNL
El GNL se transporta a presioacuten atmosfeacuterica en buques especialmente
construidos con casco doble El sistema de contencioacuten de carga se disentildea y
construye utilizando materiales especiales para el aislamiento y tanque para
asegurar el transporte seguro de esta carga criogeacutenica
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
43
El GNL en los tanques de carga del buque se mantiene a su temperatura de
saturacioacuten (-161 degC) a lo largo de toda la navegacioacuten pero se permite que una
pequentildea cantidad de vapor se disipe por ebullicioacuten en un proceso que se
denomina autorrefrigeracioacuten El gas evaporado se utiliza para impulsar los
motores del buque
Figura 17 Transporte de GNL
Aproximadamente 40 de los buques de GNL actualmente en servicio
cuentan con sistemas de contencioacuten de carga del tipo de membrana de modo que
tienen un aspecto muy similar al de otros cargueros El resto de los buques tienen
un sistema de contencioacuten de carga maacutes particular que incluye cuatro o maacutes
tanques esfeacutericos grandes Ambos tipos de sistema de contencioacuten poseen
antecedentes de operacioacuten extremadamente seguros y confiables
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44
Datos sobre buques
- Actualmente se encuentran en servicio maacutes de 120 buques de GNL
- El transporte de GNL por buque tiene antecedentes de seguridad
ejemplares
- Liacutemites de capacidad de carga 19000 m3 a 138000 m3
- Esloras 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft)
- Calados 65 m (12 ft) a 12 m (39 ft)
La flota de buques estaacute desarrollaacutendose raacutepidamente con maacutes de 100 buques
pedidos a los astilleros y que entraraacuten en servicio en los proacuteximos antildeos Tambieacuten
estaacuten naciendo proyectos alternativos para el transporte de GNL en pequentildeas
cantidades bien sea en camiones o en barcos mucho menores que los actuales
323 Regasificacioacuten de GNL
Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificacioacuten
en la zona de mercado el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de
almacenamiento Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal
de licuefaccioacuten Generalmente la descarga de un buque requiere unas 12 horas
Luego el GNL vuelve a su estado gaseoso original Para ello se bombea desde
los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las
condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los
usuarios finales ubicados corriente abajo de la tuberiacutea Posteriormente el gas se
distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
45
Otra modalidad de distribucioacuten consiste en el transporte de GNL a bordo de
cisternas especialmente disentildeadas para su carga desde las plantas
regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros hasta clientes
que disponen de depoacutesitos de GNL que estaacuten disentildeados para almacenar y
regasificar el gas para su uso Esta es la uacutenica modalidad de transporte de GNL
posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional
324 Riesgos de un proyecto de GNL
Debido a que los proyectos de GNL estaacuten basados en contratos de compra y
venta a largo plazo la mayor parte de los riesgos estaacuten basados en la
disponibilidad de gas al proyecto la estabilidad de los paiacuteses donde se ejecuta el
proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del grupo que estaacute ejecutando el
proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr
una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida uacutetil
Las caracteriacutesticas de un buen proyecto de GNL incluyen
Bajos costos de infraestructura y produccioacuten del gas
Bajos costos de transporte del gas y otros productos liacutequidos
Buena estructura del proyecto y de la compantildeiacutea establecida para este
efecto
Ambiente fiscal atractivo
Confianza de los compradores en la estabilidad del proyecto
Seguridad de mercado
Iacutendice del precio del gas con cambios de mercado
Proyecto que sea faacutecilmente financiable
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33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
47
GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
48
GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
49
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
52
BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
ENCICLOPEDIA Hispaacutenica (2001) MACROPEDIA VOLUMEN 7 Segunda
Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
ENCICLOPEDIA Encarta (2007) Biblioteca de Consulta
MICROSOFT Internet www googlecom
X
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
38
Figura 14 Formula Estructural del Butano
El butano comercial es un gas licuado obtenido por destilacioacuten del petroacuteleo
compuesto principalmente por butano normal (60) propano (9) isobutano
(30) y etano (1)
Propiedades Fiacutesicas
- Estado de agregacioacuten Gas
- Apariencia Incoloro
- Densidad 252 kgm3 000252 gcm3
- Masa 5808 u
- Punto de fusioacuten 1349 K (minus1383 degC)
- Punto de ebullicioacuten 2727 K (-05 degC)
- Punto de descomposicioacuten K (-27315 degC)
- Temperatura criacutetica K (-27315 degC)
Propiedades Quiacutemicas
- Solubilidad en agua 61 g100 ml H2O
- KPS nd
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
39
Aplicaciones
La principal aplicacioacuten del gas butano es la de combustible en hogares para la
cocina y agua caliente el gas butano no suele usarse en sistemas de calefaccioacuten
ya que no suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje es un gas un tanto inestable desde el punto de vista de la
licuefaccioacuten por ello la normativa espantildeola el Real Decreto 9192006 no permite
el tener mas de dos bombonas de gas butano en el interior de locales que tengan
aparatos a gas uno en reserva y uno en descarga ademaacutes de esto tampoco esta
permitido el almacenamiento en posicioacuten horizontal por esto cuando se ven
almacenes de envases GLP (bombonas de gas butano) estaacuten estos colocados en
estructuras metaacutelicas tipo estanteriacutea y siempre estaacuten en posicioacuten vertical asiacute
mismo como los camiones de transporte o distribucioacuten de gas butano
El gas butano no es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya que por
su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las conducciones y
esto provocar graves accidentes De hecho se eliminan los restos de butano y
propano del gas natural por este motivo creando un gas mucho maacutes estable para
su transporte por gaseoductos nos referimos al gas natural
Figura 15 Bombonas de Gas Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
40
El iso- butano tiene su uso principal para alquilato y MTBE componentes
clave en la produccioacuten de gasolinas El eacuteter metil tert-butiacutelico metil tert-butil
eacuteter metil terc-butil eacuteter o por sus siglas MTBE es un liacutequido inflamable de olor
caracteriacutestico desagradable Se fabrica combinando sustancias quiacutemicas como
isobutileno y metanol y se ha usado desde los antildeos 1980 como aditivo para
incrementar el octanaje de la gasolina sin plomo
El MTBE se usa tambieacuten para disolver caacutelculos biliares En estos pacientes
el MTBE se hace llegar directamente a los caacutelculos a traveacutes de tubos especiales
insertados por medio de cirugiacutea
El n - butano provee volatilidad en gasolinas Gas combustible (solo o
mezclado con propano) Plantas de butadieno (cuero sinteacutetico) y olefinas
314 Gasolina Natural
Producto resultante del procesamiento de gas natural Compuesta
baacutesicamente por pentano hexano y heptano Los meacutetodos utilizados para su
elaboracioacuten son la absorcioacuten con aceite pesado la absorcioacuten con carboacuten vegetal
compresioacuten y refinacioacuten Se utiliza para la mezcla con gasolina que se produce en
las refineriacuteas o con el petroacuteleo para mejorar la densidad de ese producto y
aumentar su valor comercial
32 Liacutequidos de Gas Natural (LGN)
Los liacutequidos del gas natural (LGN) formados por etano propano butano y
otros componentes hidrocarburos maacutes pesados son utilizados en el mercado
interno como combustible y materia prima (industria petroquiacutemica entre ellas)
Entre los clientes nacionales de la industria del LGN se encuentran mercado
interno de propano Pequiven Refineriacutea de Puerto La Cruz Refineriacutea El Palito las
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
41
plantas de Carenero Guamache Punta Cardoacuten y Super Octanos asiacute como el
mercado domeacutestico en especial las zonas populares
Por otro lado 31 de la produccioacuten de este hidrocarburo abastece los
mercados internacionales Cuba paiacuteses del CARICOM EE UU Meacutexico Chile
Brasil Curazao Puerto Rico y Europa La capacidad total de procesamiento de
LGN en el paiacutes es de 2660 MMPCD estimaacutendose la demanda para el antildeo 2005
en 14 millones de kg (35 MBD) siendo el consumo promedio 36 kgpersona
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)
Infraestructura de LGN
3 plantas de fraccionamiento Joseacute Uleacute y Bajo Grande
3 plantas de extraccioacuten San Joaquiacuten Santa Baacuterbara y Jusepiacuten
3 muelles de embarque Joseacute La Salinas y Bajo Grande
Existen 85 plantas de llenado que cubren casi todo el paiacutes y que surten a
230 empresas privadas distribuidoras y comercializadoras de gas
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
42
321 Almacenamiento de GNL
El GNL se almacena a -161 degC y a presioacuten atmosfeacuterica en tanques
criogeacutenicos especiales para baja temperatura El tiacutepico tanque de GNL tiene doble
pared una pared externa de hormigoacuten armado recubierto con acero al carbono y
una pared interna de acero niquelado al 9 La seguridad y la resistencia son las
consideraciones de disentildeo primarias al construir estos tanques los cuales se
disentildean para soportar terremotos y fuertes vientos
A presioacuten se almacenan los productos a la presioacuten de vapor a la
temperatura ambiente
Refrigerado se mantienen los productos a la temperatura de burbuja a
presioacuten cerca de la atmosfeacuterica (05 ndash 2 psig)
Refrigerado y a presioacuten
322 Transporte de GNL
El GNL se transporta a presioacuten atmosfeacuterica en buques especialmente
construidos con casco doble El sistema de contencioacuten de carga se disentildea y
construye utilizando materiales especiales para el aislamiento y tanque para
asegurar el transporte seguro de esta carga criogeacutenica
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
43
El GNL en los tanques de carga del buque se mantiene a su temperatura de
saturacioacuten (-161 degC) a lo largo de toda la navegacioacuten pero se permite que una
pequentildea cantidad de vapor se disipe por ebullicioacuten en un proceso que se
denomina autorrefrigeracioacuten El gas evaporado se utiliza para impulsar los
motores del buque
Figura 17 Transporte de GNL
Aproximadamente 40 de los buques de GNL actualmente en servicio
cuentan con sistemas de contencioacuten de carga del tipo de membrana de modo que
tienen un aspecto muy similar al de otros cargueros El resto de los buques tienen
un sistema de contencioacuten de carga maacutes particular que incluye cuatro o maacutes
tanques esfeacutericos grandes Ambos tipos de sistema de contencioacuten poseen
antecedentes de operacioacuten extremadamente seguros y confiables
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
44
Datos sobre buques
- Actualmente se encuentran en servicio maacutes de 120 buques de GNL
- El transporte de GNL por buque tiene antecedentes de seguridad
ejemplares
- Liacutemites de capacidad de carga 19000 m3 a 138000 m3
- Esloras 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft)
- Calados 65 m (12 ft) a 12 m (39 ft)
La flota de buques estaacute desarrollaacutendose raacutepidamente con maacutes de 100 buques
pedidos a los astilleros y que entraraacuten en servicio en los proacuteximos antildeos Tambieacuten
estaacuten naciendo proyectos alternativos para el transporte de GNL en pequentildeas
cantidades bien sea en camiones o en barcos mucho menores que los actuales
323 Regasificacioacuten de GNL
Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificacioacuten
en la zona de mercado el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de
almacenamiento Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal
de licuefaccioacuten Generalmente la descarga de un buque requiere unas 12 horas
Luego el GNL vuelve a su estado gaseoso original Para ello se bombea desde
los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las
condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los
usuarios finales ubicados corriente abajo de la tuberiacutea Posteriormente el gas se
distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
45
Otra modalidad de distribucioacuten consiste en el transporte de GNL a bordo de
cisternas especialmente disentildeadas para su carga desde las plantas
regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros hasta clientes
que disponen de depoacutesitos de GNL que estaacuten disentildeados para almacenar y
regasificar el gas para su uso Esta es la uacutenica modalidad de transporte de GNL
posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional
324 Riesgos de un proyecto de GNL
Debido a que los proyectos de GNL estaacuten basados en contratos de compra y
venta a largo plazo la mayor parte de los riesgos estaacuten basados en la
disponibilidad de gas al proyecto la estabilidad de los paiacuteses donde se ejecuta el
proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del grupo que estaacute ejecutando el
proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr
una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida uacutetil
Las caracteriacutesticas de un buen proyecto de GNL incluyen
Bajos costos de infraestructura y produccioacuten del gas
Bajos costos de transporte del gas y otros productos liacutequidos
Buena estructura del proyecto y de la compantildeiacutea establecida para este
efecto
Ambiente fiscal atractivo
Confianza de los compradores en la estabilidad del proyecto
Seguridad de mercado
Iacutendice del precio del gas con cambios de mercado
Proyecto que sea faacutecilmente financiable
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
46
33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
47
GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
49
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
52
BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
ENCICLOPEDIA Hispaacutenica (2001) MACROPEDIA VOLUMEN 7 Segunda
Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
ENCICLOPEDIA Encarta (2007) Biblioteca de Consulta
MICROSOFT Internet www googlecom
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39
Aplicaciones
La principal aplicacioacuten del gas butano es la de combustible en hogares para la
cocina y agua caliente el gas butano no suele usarse en sistemas de calefaccioacuten
ya que no suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de
transporte y almacenaje es un gas un tanto inestable desde el punto de vista de la
licuefaccioacuten por ello la normativa espantildeola el Real Decreto 9192006 no permite
el tener mas de dos bombonas de gas butano en el interior de locales que tengan
aparatos a gas uno en reserva y uno en descarga ademaacutes de esto tampoco esta
permitido el almacenamiento en posicioacuten horizontal por esto cuando se ven
almacenes de envases GLP (bombonas de gas butano) estaacuten estos colocados en
estructuras metaacutelicas tipo estanteriacutea y siempre estaacuten en posicioacuten vertical asiacute
mismo como los camiones de transporte o distribucioacuten de gas butano
El gas butano no es adecuado para su transporte viacutea gasoductos ya que por
su alta temperatura de licuefaccioacuten se podriacutea condensar en las conducciones y
esto provocar graves accidentes De hecho se eliminan los restos de butano y
propano del gas natural por este motivo creando un gas mucho maacutes estable para
su transporte por gaseoductos nos referimos al gas natural
Figura 15 Bombonas de Gas Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
40
El iso- butano tiene su uso principal para alquilato y MTBE componentes
clave en la produccioacuten de gasolinas El eacuteter metil tert-butiacutelico metil tert-butil
eacuteter metil terc-butil eacuteter o por sus siglas MTBE es un liacutequido inflamable de olor
caracteriacutestico desagradable Se fabrica combinando sustancias quiacutemicas como
isobutileno y metanol y se ha usado desde los antildeos 1980 como aditivo para
incrementar el octanaje de la gasolina sin plomo
El MTBE se usa tambieacuten para disolver caacutelculos biliares En estos pacientes
el MTBE se hace llegar directamente a los caacutelculos a traveacutes de tubos especiales
insertados por medio de cirugiacutea
El n - butano provee volatilidad en gasolinas Gas combustible (solo o
mezclado con propano) Plantas de butadieno (cuero sinteacutetico) y olefinas
314 Gasolina Natural
Producto resultante del procesamiento de gas natural Compuesta
baacutesicamente por pentano hexano y heptano Los meacutetodos utilizados para su
elaboracioacuten son la absorcioacuten con aceite pesado la absorcioacuten con carboacuten vegetal
compresioacuten y refinacioacuten Se utiliza para la mezcla con gasolina que se produce en
las refineriacuteas o con el petroacuteleo para mejorar la densidad de ese producto y
aumentar su valor comercial
32 Liacutequidos de Gas Natural (LGN)
Los liacutequidos del gas natural (LGN) formados por etano propano butano y
otros componentes hidrocarburos maacutes pesados son utilizados en el mercado
interno como combustible y materia prima (industria petroquiacutemica entre ellas)
Entre los clientes nacionales de la industria del LGN se encuentran mercado
interno de propano Pequiven Refineriacutea de Puerto La Cruz Refineriacutea El Palito las
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
41
plantas de Carenero Guamache Punta Cardoacuten y Super Octanos asiacute como el
mercado domeacutestico en especial las zonas populares
Por otro lado 31 de la produccioacuten de este hidrocarburo abastece los
mercados internacionales Cuba paiacuteses del CARICOM EE UU Meacutexico Chile
Brasil Curazao Puerto Rico y Europa La capacidad total de procesamiento de
LGN en el paiacutes es de 2660 MMPCD estimaacutendose la demanda para el antildeo 2005
en 14 millones de kg (35 MBD) siendo el consumo promedio 36 kgpersona
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)
Infraestructura de LGN
3 plantas de fraccionamiento Joseacute Uleacute y Bajo Grande
3 plantas de extraccioacuten San Joaquiacuten Santa Baacuterbara y Jusepiacuten
3 muelles de embarque Joseacute La Salinas y Bajo Grande
Existen 85 plantas de llenado que cubren casi todo el paiacutes y que surten a
230 empresas privadas distribuidoras y comercializadoras de gas
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42
321 Almacenamiento de GNL
El GNL se almacena a -161 degC y a presioacuten atmosfeacuterica en tanques
criogeacutenicos especiales para baja temperatura El tiacutepico tanque de GNL tiene doble
pared una pared externa de hormigoacuten armado recubierto con acero al carbono y
una pared interna de acero niquelado al 9 La seguridad y la resistencia son las
consideraciones de disentildeo primarias al construir estos tanques los cuales se
disentildean para soportar terremotos y fuertes vientos
A presioacuten se almacenan los productos a la presioacuten de vapor a la
temperatura ambiente
Refrigerado se mantienen los productos a la temperatura de burbuja a
presioacuten cerca de la atmosfeacuterica (05 ndash 2 psig)
Refrigerado y a presioacuten
322 Transporte de GNL
El GNL se transporta a presioacuten atmosfeacuterica en buques especialmente
construidos con casco doble El sistema de contencioacuten de carga se disentildea y
construye utilizando materiales especiales para el aislamiento y tanque para
asegurar el transporte seguro de esta carga criogeacutenica
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
43
El GNL en los tanques de carga del buque se mantiene a su temperatura de
saturacioacuten (-161 degC) a lo largo de toda la navegacioacuten pero se permite que una
pequentildea cantidad de vapor se disipe por ebullicioacuten en un proceso que se
denomina autorrefrigeracioacuten El gas evaporado se utiliza para impulsar los
motores del buque
Figura 17 Transporte de GNL
Aproximadamente 40 de los buques de GNL actualmente en servicio
cuentan con sistemas de contencioacuten de carga del tipo de membrana de modo que
tienen un aspecto muy similar al de otros cargueros El resto de los buques tienen
un sistema de contencioacuten de carga maacutes particular que incluye cuatro o maacutes
tanques esfeacutericos grandes Ambos tipos de sistema de contencioacuten poseen
antecedentes de operacioacuten extremadamente seguros y confiables
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
44
Datos sobre buques
- Actualmente se encuentran en servicio maacutes de 120 buques de GNL
- El transporte de GNL por buque tiene antecedentes de seguridad
ejemplares
- Liacutemites de capacidad de carga 19000 m3 a 138000 m3
- Esloras 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft)
- Calados 65 m (12 ft) a 12 m (39 ft)
La flota de buques estaacute desarrollaacutendose raacutepidamente con maacutes de 100 buques
pedidos a los astilleros y que entraraacuten en servicio en los proacuteximos antildeos Tambieacuten
estaacuten naciendo proyectos alternativos para el transporte de GNL en pequentildeas
cantidades bien sea en camiones o en barcos mucho menores que los actuales
323 Regasificacioacuten de GNL
Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificacioacuten
en la zona de mercado el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de
almacenamiento Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal
de licuefaccioacuten Generalmente la descarga de un buque requiere unas 12 horas
Luego el GNL vuelve a su estado gaseoso original Para ello se bombea desde
los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las
condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los
usuarios finales ubicados corriente abajo de la tuberiacutea Posteriormente el gas se
distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional
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Otra modalidad de distribucioacuten consiste en el transporte de GNL a bordo de
cisternas especialmente disentildeadas para su carga desde las plantas
regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros hasta clientes
que disponen de depoacutesitos de GNL que estaacuten disentildeados para almacenar y
regasificar el gas para su uso Esta es la uacutenica modalidad de transporte de GNL
posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional
324 Riesgos de un proyecto de GNL
Debido a que los proyectos de GNL estaacuten basados en contratos de compra y
venta a largo plazo la mayor parte de los riesgos estaacuten basados en la
disponibilidad de gas al proyecto la estabilidad de los paiacuteses donde se ejecuta el
proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del grupo que estaacute ejecutando el
proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr
una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida uacutetil
Las caracteriacutesticas de un buen proyecto de GNL incluyen
Bajos costos de infraestructura y produccioacuten del gas
Bajos costos de transporte del gas y otros productos liacutequidos
Buena estructura del proyecto y de la compantildeiacutea establecida para este
efecto
Ambiente fiscal atractivo
Confianza de los compradores en la estabilidad del proyecto
Seguridad de mercado
Iacutendice del precio del gas con cambios de mercado
Proyecto que sea faacutecilmente financiable
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
47
GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
48
GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
49
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
52
BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
ENCICLOPEDIA Hispaacutenica (2001) MACROPEDIA VOLUMEN 7 Segunda
Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
ENCICLOPEDIA Encarta (2007) Biblioteca de Consulta
MICROSOFT Internet www googlecom
X
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
40
El iso- butano tiene su uso principal para alquilato y MTBE componentes
clave en la produccioacuten de gasolinas El eacuteter metil tert-butiacutelico metil tert-butil
eacuteter metil terc-butil eacuteter o por sus siglas MTBE es un liacutequido inflamable de olor
caracteriacutestico desagradable Se fabrica combinando sustancias quiacutemicas como
isobutileno y metanol y se ha usado desde los antildeos 1980 como aditivo para
incrementar el octanaje de la gasolina sin plomo
El MTBE se usa tambieacuten para disolver caacutelculos biliares En estos pacientes
el MTBE se hace llegar directamente a los caacutelculos a traveacutes de tubos especiales
insertados por medio de cirugiacutea
El n - butano provee volatilidad en gasolinas Gas combustible (solo o
mezclado con propano) Plantas de butadieno (cuero sinteacutetico) y olefinas
314 Gasolina Natural
Producto resultante del procesamiento de gas natural Compuesta
baacutesicamente por pentano hexano y heptano Los meacutetodos utilizados para su
elaboracioacuten son la absorcioacuten con aceite pesado la absorcioacuten con carboacuten vegetal
compresioacuten y refinacioacuten Se utiliza para la mezcla con gasolina que se produce en
las refineriacuteas o con el petroacuteleo para mejorar la densidad de ese producto y
aumentar su valor comercial
32 Liacutequidos de Gas Natural (LGN)
Los liacutequidos del gas natural (LGN) formados por etano propano butano y
otros componentes hidrocarburos maacutes pesados son utilizados en el mercado
interno como combustible y materia prima (industria petroquiacutemica entre ellas)
Entre los clientes nacionales de la industria del LGN se encuentran mercado
interno de propano Pequiven Refineriacutea de Puerto La Cruz Refineriacutea El Palito las
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
41
plantas de Carenero Guamache Punta Cardoacuten y Super Octanos asiacute como el
mercado domeacutestico en especial las zonas populares
Por otro lado 31 de la produccioacuten de este hidrocarburo abastece los
mercados internacionales Cuba paiacuteses del CARICOM EE UU Meacutexico Chile
Brasil Curazao Puerto Rico y Europa La capacidad total de procesamiento de
LGN en el paiacutes es de 2660 MMPCD estimaacutendose la demanda para el antildeo 2005
en 14 millones de kg (35 MBD) siendo el consumo promedio 36 kgpersona
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)
Infraestructura de LGN
3 plantas de fraccionamiento Joseacute Uleacute y Bajo Grande
3 plantas de extraccioacuten San Joaquiacuten Santa Baacuterbara y Jusepiacuten
3 muelles de embarque Joseacute La Salinas y Bajo Grande
Existen 85 plantas de llenado que cubren casi todo el paiacutes y que surten a
230 empresas privadas distribuidoras y comercializadoras de gas
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
42
321 Almacenamiento de GNL
El GNL se almacena a -161 degC y a presioacuten atmosfeacuterica en tanques
criogeacutenicos especiales para baja temperatura El tiacutepico tanque de GNL tiene doble
pared una pared externa de hormigoacuten armado recubierto con acero al carbono y
una pared interna de acero niquelado al 9 La seguridad y la resistencia son las
consideraciones de disentildeo primarias al construir estos tanques los cuales se
disentildean para soportar terremotos y fuertes vientos
A presioacuten se almacenan los productos a la presioacuten de vapor a la
temperatura ambiente
Refrigerado se mantienen los productos a la temperatura de burbuja a
presioacuten cerca de la atmosfeacuterica (05 ndash 2 psig)
Refrigerado y a presioacuten
322 Transporte de GNL
El GNL se transporta a presioacuten atmosfeacuterica en buques especialmente
construidos con casco doble El sistema de contencioacuten de carga se disentildea y
construye utilizando materiales especiales para el aislamiento y tanque para
asegurar el transporte seguro de esta carga criogeacutenica
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
43
El GNL en los tanques de carga del buque se mantiene a su temperatura de
saturacioacuten (-161 degC) a lo largo de toda la navegacioacuten pero se permite que una
pequentildea cantidad de vapor se disipe por ebullicioacuten en un proceso que se
denomina autorrefrigeracioacuten El gas evaporado se utiliza para impulsar los
motores del buque
Figura 17 Transporte de GNL
Aproximadamente 40 de los buques de GNL actualmente en servicio
cuentan con sistemas de contencioacuten de carga del tipo de membrana de modo que
tienen un aspecto muy similar al de otros cargueros El resto de los buques tienen
un sistema de contencioacuten de carga maacutes particular que incluye cuatro o maacutes
tanques esfeacutericos grandes Ambos tipos de sistema de contencioacuten poseen
antecedentes de operacioacuten extremadamente seguros y confiables
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
44
Datos sobre buques
- Actualmente se encuentran en servicio maacutes de 120 buques de GNL
- El transporte de GNL por buque tiene antecedentes de seguridad
ejemplares
- Liacutemites de capacidad de carga 19000 m3 a 138000 m3
- Esloras 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft)
- Calados 65 m (12 ft) a 12 m (39 ft)
La flota de buques estaacute desarrollaacutendose raacutepidamente con maacutes de 100 buques
pedidos a los astilleros y que entraraacuten en servicio en los proacuteximos antildeos Tambieacuten
estaacuten naciendo proyectos alternativos para el transporte de GNL en pequentildeas
cantidades bien sea en camiones o en barcos mucho menores que los actuales
323 Regasificacioacuten de GNL
Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificacioacuten
en la zona de mercado el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de
almacenamiento Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal
de licuefaccioacuten Generalmente la descarga de un buque requiere unas 12 horas
Luego el GNL vuelve a su estado gaseoso original Para ello se bombea desde
los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las
condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los
usuarios finales ubicados corriente abajo de la tuberiacutea Posteriormente el gas se
distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
45
Otra modalidad de distribucioacuten consiste en el transporte de GNL a bordo de
cisternas especialmente disentildeadas para su carga desde las plantas
regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros hasta clientes
que disponen de depoacutesitos de GNL que estaacuten disentildeados para almacenar y
regasificar el gas para su uso Esta es la uacutenica modalidad de transporte de GNL
posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional
324 Riesgos de un proyecto de GNL
Debido a que los proyectos de GNL estaacuten basados en contratos de compra y
venta a largo plazo la mayor parte de los riesgos estaacuten basados en la
disponibilidad de gas al proyecto la estabilidad de los paiacuteses donde se ejecuta el
proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del grupo que estaacute ejecutando el
proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr
una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida uacutetil
Las caracteriacutesticas de un buen proyecto de GNL incluyen
Bajos costos de infraestructura y produccioacuten del gas
Bajos costos de transporte del gas y otros productos liacutequidos
Buena estructura del proyecto y de la compantildeiacutea establecida para este
efecto
Ambiente fiscal atractivo
Confianza de los compradores en la estabilidad del proyecto
Seguridad de mercado
Iacutendice del precio del gas con cambios de mercado
Proyecto que sea faacutecilmente financiable
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
46
33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
47
GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
48
GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
49
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
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52
BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
ENCICLOPEDIA Hispaacutenica (2001) MACROPEDIA VOLUMEN 7 Segunda
Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
ENCICLOPEDIA Encarta (2007) Biblioteca de Consulta
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41
plantas de Carenero Guamache Punta Cardoacuten y Super Octanos asiacute como el
mercado domeacutestico en especial las zonas populares
Por otro lado 31 de la produccioacuten de este hidrocarburo abastece los
mercados internacionales Cuba paiacuteses del CARICOM EE UU Meacutexico Chile
Brasil Curazao Puerto Rico y Europa La capacidad total de procesamiento de
LGN en el paiacutes es de 2660 MMPCD estimaacutendose la demanda para el antildeo 2005
en 14 millones de kg (35 MBD) siendo el consumo promedio 36 kgpersona
Figura 16 Liacutequidos del Gas Natural (LGN)
Infraestructura de LGN
3 plantas de fraccionamiento Joseacute Uleacute y Bajo Grande
3 plantas de extraccioacuten San Joaquiacuten Santa Baacuterbara y Jusepiacuten
3 muelles de embarque Joseacute La Salinas y Bajo Grande
Existen 85 plantas de llenado que cubren casi todo el paiacutes y que surten a
230 empresas privadas distribuidoras y comercializadoras de gas
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321 Almacenamiento de GNL
El GNL se almacena a -161 degC y a presioacuten atmosfeacuterica en tanques
criogeacutenicos especiales para baja temperatura El tiacutepico tanque de GNL tiene doble
pared una pared externa de hormigoacuten armado recubierto con acero al carbono y
una pared interna de acero niquelado al 9 La seguridad y la resistencia son las
consideraciones de disentildeo primarias al construir estos tanques los cuales se
disentildean para soportar terremotos y fuertes vientos
A presioacuten se almacenan los productos a la presioacuten de vapor a la
temperatura ambiente
Refrigerado se mantienen los productos a la temperatura de burbuja a
presioacuten cerca de la atmosfeacuterica (05 ndash 2 psig)
Refrigerado y a presioacuten
322 Transporte de GNL
El GNL se transporta a presioacuten atmosfeacuterica en buques especialmente
construidos con casco doble El sistema de contencioacuten de carga se disentildea y
construye utilizando materiales especiales para el aislamiento y tanque para
asegurar el transporte seguro de esta carga criogeacutenica
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El GNL en los tanques de carga del buque se mantiene a su temperatura de
saturacioacuten (-161 degC) a lo largo de toda la navegacioacuten pero se permite que una
pequentildea cantidad de vapor se disipe por ebullicioacuten en un proceso que se
denomina autorrefrigeracioacuten El gas evaporado se utiliza para impulsar los
motores del buque
Figura 17 Transporte de GNL
Aproximadamente 40 de los buques de GNL actualmente en servicio
cuentan con sistemas de contencioacuten de carga del tipo de membrana de modo que
tienen un aspecto muy similar al de otros cargueros El resto de los buques tienen
un sistema de contencioacuten de carga maacutes particular que incluye cuatro o maacutes
tanques esfeacutericos grandes Ambos tipos de sistema de contencioacuten poseen
antecedentes de operacioacuten extremadamente seguros y confiables
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44
Datos sobre buques
- Actualmente se encuentran en servicio maacutes de 120 buques de GNL
- El transporte de GNL por buque tiene antecedentes de seguridad
ejemplares
- Liacutemites de capacidad de carga 19000 m3 a 138000 m3
- Esloras 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft)
- Calados 65 m (12 ft) a 12 m (39 ft)
La flota de buques estaacute desarrollaacutendose raacutepidamente con maacutes de 100 buques
pedidos a los astilleros y que entraraacuten en servicio en los proacuteximos antildeos Tambieacuten
estaacuten naciendo proyectos alternativos para el transporte de GNL en pequentildeas
cantidades bien sea en camiones o en barcos mucho menores que los actuales
323 Regasificacioacuten de GNL
Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificacioacuten
en la zona de mercado el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de
almacenamiento Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal
de licuefaccioacuten Generalmente la descarga de un buque requiere unas 12 horas
Luego el GNL vuelve a su estado gaseoso original Para ello se bombea desde
los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las
condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los
usuarios finales ubicados corriente abajo de la tuberiacutea Posteriormente el gas se
distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional
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Otra modalidad de distribucioacuten consiste en el transporte de GNL a bordo de
cisternas especialmente disentildeadas para su carga desde las plantas
regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros hasta clientes
que disponen de depoacutesitos de GNL que estaacuten disentildeados para almacenar y
regasificar el gas para su uso Esta es la uacutenica modalidad de transporte de GNL
posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional
324 Riesgos de un proyecto de GNL
Debido a que los proyectos de GNL estaacuten basados en contratos de compra y
venta a largo plazo la mayor parte de los riesgos estaacuten basados en la
disponibilidad de gas al proyecto la estabilidad de los paiacuteses donde se ejecuta el
proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del grupo que estaacute ejecutando el
proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr
una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida uacutetil
Las caracteriacutesticas de un buen proyecto de GNL incluyen
Bajos costos de infraestructura y produccioacuten del gas
Bajos costos de transporte del gas y otros productos liacutequidos
Buena estructura del proyecto y de la compantildeiacutea establecida para este
efecto
Ambiente fiscal atractivo
Confianza de los compradores en la estabilidad del proyecto
Seguridad de mercado
Iacutendice del precio del gas con cambios de mercado
Proyecto que sea faacutecilmente financiable
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
46
33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
47
GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
48
GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
49
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
52
BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
ENCICLOPEDIA Hispaacutenica (2001) MACROPEDIA VOLUMEN 7 Segunda
Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
ENCICLOPEDIA Encarta (2007) Biblioteca de Consulta
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42
321 Almacenamiento de GNL
El GNL se almacena a -161 degC y a presioacuten atmosfeacuterica en tanques
criogeacutenicos especiales para baja temperatura El tiacutepico tanque de GNL tiene doble
pared una pared externa de hormigoacuten armado recubierto con acero al carbono y
una pared interna de acero niquelado al 9 La seguridad y la resistencia son las
consideraciones de disentildeo primarias al construir estos tanques los cuales se
disentildean para soportar terremotos y fuertes vientos
A presioacuten se almacenan los productos a la presioacuten de vapor a la
temperatura ambiente
Refrigerado se mantienen los productos a la temperatura de burbuja a
presioacuten cerca de la atmosfeacuterica (05 ndash 2 psig)
Refrigerado y a presioacuten
322 Transporte de GNL
El GNL se transporta a presioacuten atmosfeacuterica en buques especialmente
construidos con casco doble El sistema de contencioacuten de carga se disentildea y
construye utilizando materiales especiales para el aislamiento y tanque para
asegurar el transporte seguro de esta carga criogeacutenica
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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El GNL en los tanques de carga del buque se mantiene a su temperatura de
saturacioacuten (-161 degC) a lo largo de toda la navegacioacuten pero se permite que una
pequentildea cantidad de vapor se disipe por ebullicioacuten en un proceso que se
denomina autorrefrigeracioacuten El gas evaporado se utiliza para impulsar los
motores del buque
Figura 17 Transporte de GNL
Aproximadamente 40 de los buques de GNL actualmente en servicio
cuentan con sistemas de contencioacuten de carga del tipo de membrana de modo que
tienen un aspecto muy similar al de otros cargueros El resto de los buques tienen
un sistema de contencioacuten de carga maacutes particular que incluye cuatro o maacutes
tanques esfeacutericos grandes Ambos tipos de sistema de contencioacuten poseen
antecedentes de operacioacuten extremadamente seguros y confiables
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Datos sobre buques
- Actualmente se encuentran en servicio maacutes de 120 buques de GNL
- El transporte de GNL por buque tiene antecedentes de seguridad
ejemplares
- Liacutemites de capacidad de carga 19000 m3 a 138000 m3
- Esloras 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft)
- Calados 65 m (12 ft) a 12 m (39 ft)
La flota de buques estaacute desarrollaacutendose raacutepidamente con maacutes de 100 buques
pedidos a los astilleros y que entraraacuten en servicio en los proacuteximos antildeos Tambieacuten
estaacuten naciendo proyectos alternativos para el transporte de GNL en pequentildeas
cantidades bien sea en camiones o en barcos mucho menores que los actuales
323 Regasificacioacuten de GNL
Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificacioacuten
en la zona de mercado el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de
almacenamiento Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal
de licuefaccioacuten Generalmente la descarga de un buque requiere unas 12 horas
Luego el GNL vuelve a su estado gaseoso original Para ello se bombea desde
los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las
condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los
usuarios finales ubicados corriente abajo de la tuberiacutea Posteriormente el gas se
distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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Otra modalidad de distribucioacuten consiste en el transporte de GNL a bordo de
cisternas especialmente disentildeadas para su carga desde las plantas
regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros hasta clientes
que disponen de depoacutesitos de GNL que estaacuten disentildeados para almacenar y
regasificar el gas para su uso Esta es la uacutenica modalidad de transporte de GNL
posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional
324 Riesgos de un proyecto de GNL
Debido a que los proyectos de GNL estaacuten basados en contratos de compra y
venta a largo plazo la mayor parte de los riesgos estaacuten basados en la
disponibilidad de gas al proyecto la estabilidad de los paiacuteses donde se ejecuta el
proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del grupo que estaacute ejecutando el
proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr
una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida uacutetil
Las caracteriacutesticas de un buen proyecto de GNL incluyen
Bajos costos de infraestructura y produccioacuten del gas
Bajos costos de transporte del gas y otros productos liacutequidos
Buena estructura del proyecto y de la compantildeiacutea establecida para este
efecto
Ambiente fiscal atractivo
Confianza de los compradores en la estabilidad del proyecto
Seguridad de mercado
Iacutendice del precio del gas con cambios de mercado
Proyecto que sea faacutecilmente financiable
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
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33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
47
GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
48
GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
49
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
52
BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
ENCICLOPEDIA Hispaacutenica (2001) MACROPEDIA VOLUMEN 7 Segunda
Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
ENCICLOPEDIA Encarta (2007) Biblioteca de Consulta
MICROSOFT Internet www googlecom
X
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
43
El GNL en los tanques de carga del buque se mantiene a su temperatura de
saturacioacuten (-161 degC) a lo largo de toda la navegacioacuten pero se permite que una
pequentildea cantidad de vapor se disipe por ebullicioacuten en un proceso que se
denomina autorrefrigeracioacuten El gas evaporado se utiliza para impulsar los
motores del buque
Figura 17 Transporte de GNL
Aproximadamente 40 de los buques de GNL actualmente en servicio
cuentan con sistemas de contencioacuten de carga del tipo de membrana de modo que
tienen un aspecto muy similar al de otros cargueros El resto de los buques tienen
un sistema de contencioacuten de carga maacutes particular que incluye cuatro o maacutes
tanques esfeacutericos grandes Ambos tipos de sistema de contencioacuten poseen
antecedentes de operacioacuten extremadamente seguros y confiables
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
44
Datos sobre buques
- Actualmente se encuentran en servicio maacutes de 120 buques de GNL
- El transporte de GNL por buque tiene antecedentes de seguridad
ejemplares
- Liacutemites de capacidad de carga 19000 m3 a 138000 m3
- Esloras 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft)
- Calados 65 m (12 ft) a 12 m (39 ft)
La flota de buques estaacute desarrollaacutendose raacutepidamente con maacutes de 100 buques
pedidos a los astilleros y que entraraacuten en servicio en los proacuteximos antildeos Tambieacuten
estaacuten naciendo proyectos alternativos para el transporte de GNL en pequentildeas
cantidades bien sea en camiones o en barcos mucho menores que los actuales
323 Regasificacioacuten de GNL
Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificacioacuten
en la zona de mercado el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de
almacenamiento Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal
de licuefaccioacuten Generalmente la descarga de un buque requiere unas 12 horas
Luego el GNL vuelve a su estado gaseoso original Para ello se bombea desde
los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las
condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los
usuarios finales ubicados corriente abajo de la tuberiacutea Posteriormente el gas se
distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
45
Otra modalidad de distribucioacuten consiste en el transporte de GNL a bordo de
cisternas especialmente disentildeadas para su carga desde las plantas
regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros hasta clientes
que disponen de depoacutesitos de GNL que estaacuten disentildeados para almacenar y
regasificar el gas para su uso Esta es la uacutenica modalidad de transporte de GNL
posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional
324 Riesgos de un proyecto de GNL
Debido a que los proyectos de GNL estaacuten basados en contratos de compra y
venta a largo plazo la mayor parte de los riesgos estaacuten basados en la
disponibilidad de gas al proyecto la estabilidad de los paiacuteses donde se ejecuta el
proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del grupo que estaacute ejecutando el
proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr
una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida uacutetil
Las caracteriacutesticas de un buen proyecto de GNL incluyen
Bajos costos de infraestructura y produccioacuten del gas
Bajos costos de transporte del gas y otros productos liacutequidos
Buena estructura del proyecto y de la compantildeiacutea establecida para este
efecto
Ambiente fiscal atractivo
Confianza de los compradores en la estabilidad del proyecto
Seguridad de mercado
Iacutendice del precio del gas con cambios de mercado
Proyecto que sea faacutecilmente financiable
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
46
33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
47
GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
48
GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
49
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
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51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
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52
BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
ENCICLOPEDIA Hispaacutenica (2001) MACROPEDIA VOLUMEN 7 Segunda
Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
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Datos sobre buques
- Actualmente se encuentran en servicio maacutes de 120 buques de GNL
- El transporte de GNL por buque tiene antecedentes de seguridad
ejemplares
- Liacutemites de capacidad de carga 19000 m3 a 138000 m3
- Esloras 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft)
- Calados 65 m (12 ft) a 12 m (39 ft)
La flota de buques estaacute desarrollaacutendose raacutepidamente con maacutes de 100 buques
pedidos a los astilleros y que entraraacuten en servicio en los proacuteximos antildeos Tambieacuten
estaacuten naciendo proyectos alternativos para el transporte de GNL en pequentildeas
cantidades bien sea en camiones o en barcos mucho menores que los actuales
323 Regasificacioacuten de GNL
Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificacioacuten
en la zona de mercado el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de
almacenamiento Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal
de licuefaccioacuten Generalmente la descarga de un buque requiere unas 12 horas
Luego el GNL vuelve a su estado gaseoso original Para ello se bombea desde
los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las
condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los
usuarios finales ubicados corriente abajo de la tuberiacutea Posteriormente el gas se
distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
45
Otra modalidad de distribucioacuten consiste en el transporte de GNL a bordo de
cisternas especialmente disentildeadas para su carga desde las plantas
regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros hasta clientes
que disponen de depoacutesitos de GNL que estaacuten disentildeados para almacenar y
regasificar el gas para su uso Esta es la uacutenica modalidad de transporte de GNL
posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional
324 Riesgos de un proyecto de GNL
Debido a que los proyectos de GNL estaacuten basados en contratos de compra y
venta a largo plazo la mayor parte de los riesgos estaacuten basados en la
disponibilidad de gas al proyecto la estabilidad de los paiacuteses donde se ejecuta el
proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del grupo que estaacute ejecutando el
proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr
una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida uacutetil
Las caracteriacutesticas de un buen proyecto de GNL incluyen
Bajos costos de infraestructura y produccioacuten del gas
Bajos costos de transporte del gas y otros productos liacutequidos
Buena estructura del proyecto y de la compantildeiacutea establecida para este
efecto
Ambiente fiscal atractivo
Confianza de los compradores en la estabilidad del proyecto
Seguridad de mercado
Iacutendice del precio del gas con cambios de mercado
Proyecto que sea faacutecilmente financiable
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46
33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
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GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
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GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
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49
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
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51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
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52
BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
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Otra modalidad de distribucioacuten consiste en el transporte de GNL a bordo de
cisternas especialmente disentildeadas para su carga desde las plantas
regasificadoras que reciben el producto de los buques metaneros hasta clientes
que disponen de depoacutesitos de GNL que estaacuten disentildeados para almacenar y
regasificar el gas para su uso Esta es la uacutenica modalidad de transporte de GNL
posible para los clientes a los que no llega el gasoducto convencional
324 Riesgos de un proyecto de GNL
Debido a que los proyectos de GNL estaacuten basados en contratos de compra y
venta a largo plazo la mayor parte de los riesgos estaacuten basados en la
disponibilidad de gas al proyecto la estabilidad de los paiacuteses donde se ejecuta el
proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del grupo que estaacute ejecutando el
proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr
una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida uacutetil
Las caracteriacutesticas de un buen proyecto de GNL incluyen
Bajos costos de infraestructura y produccioacuten del gas
Bajos costos de transporte del gas y otros productos liacutequidos
Buena estructura del proyecto y de la compantildeiacutea establecida para este
efecto
Ambiente fiscal atractivo
Confianza de los compradores en la estabilidad del proyecto
Seguridad de mercado
Iacutendice del precio del gas con cambios de mercado
Proyecto que sea faacutecilmente financiable
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46
33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
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47
GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
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GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
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49
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
52
BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
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33 Gas licuado del Petroacuteleo (GLP)
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos a temperatura y presioacuten
ambiental mantenida en estado liacutequido por aumento de presioacuten yo descenso de
temperatura Estaacute compuesto principalmente por propano butano y puede
contener propileno y butileno (Fuente Norma COVENIN 904)
GLP Domeacutestico
Este es comercializado tanto a granel como en bombonas y su precio esta
sujeto al marco regulado establecido en la Resolucioacuten del MEM nuacutemero 357 de
fecha 04-12-98 Puede utilizarse en forma domeacutestica para la coccioacuten de alimentos
o calentamiento de agua
Figura 18 GLP Domestico
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47
GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
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48
GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
49
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
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51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
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52
BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
ENCICLOPEDIA Hispaacutenica (2001) MACROPEDIA VOLUMEN 7 Segunda
Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
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GLP ComercialIndustrial
Es una fuente de energiacutea la cual es comercializado a granel y su precio es
determinado por la libre competencia Su uso industrial es como combustible en
hornos secadores y calderas de diferentes tipos de industrias Tambieacuten en
motores de combustioacuten interna y en turbinas de gas para generacioacuten de energiacutea
eleacutectrica
Figura 19 GLP Comercial Industrial
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
48
GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
49
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
51
Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
IX
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
52
BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
ENCICLOPEDIA Hispaacutenica (2001) MACROPEDIA VOLUMEN 7 Segunda
Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
ENCICLOPEDIA Encarta (2007) Biblioteca de Consulta
MICROSOFT Internet www googlecom
X
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
48
GLP Automotor
Aquiacute este compuesto es comercializado a granel y su precio de venta esta
referenciado al precio de la gasolina de 87 octanos Este es uno de los
combustibles que hay que tratar de comercializar en muchos paiacuteses ya que con
se evita la contaminacioacuten ambiental
Figura 20 GLP Automotor
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
49
Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
USOS DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
50
CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
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Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
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BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
ENCICLOPEDIA Hispaacutenica (2001) MACROPEDIA VOLUMEN 7 Segunda
Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
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Figura 21 Esquema de Distribucioacuten GLP
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CONCLUSION
A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
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Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
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BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
ENCICLOPEDIA Hispaacutenica (2001) MACROPEDIA VOLUMEN 7 Segunda
Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
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A nivel mundial es imperioso un sentido de ahorro energeacutetico y del uso
adecuado de las energiacuteas Es evidente que ha comenzado una nueva etapa en la
que se ha de tener en cuenta no una energiacutea determinada sino todas las
disponibles que racionalmente integradas y debidamente utilizadas pueden
producir espectaculares ahorros que hagan posible un crecimiento econoacutemico
simultaacuteneo a una disminucioacuten de las necesidades de energiacutea
El gas natural es un recurso no renovable que debido a sus caracteriacutesticas
combustibles se le ha dado una amplia gama de aplicaciones que van desde el
uso domestico hasta las diversas ramas industriales Para que este combustible
pueda ser utilizado es conveniente que pase por una serie de procesos entre ellos
se menciono el proceso de fraccionamiento (quiacutemicamente se le conoce tambieacuten
como destilacioacuten) Baacutesicamente el gas natural es enfriado en donde a medida que
se enfriacutea se van separando sus componentes mas livianos obtenieacutendose en orden
el metano etano propano normal-butano iso-butano normal-pentano iso
pentano (a estos uacuteltimos se les conoce como gasolinas naturales)
Tambieacuten fueron mencionados los principales elementos indeseables que
suelen aparecer conjuntamente con el gas natural sus efectos sobre las
instalaciones las personas y el ambiente en general Es imprescindible que se
conozcan las cantidades de cada uno de estos contaminantes que pueden ser
aceptadas en el gas asiacute como los procedimientos usados para detectar su
presencia entre los hidrocarburos
VIII
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Como en todos los procesos que abarca la industria quiacutemica la necesidad
de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
los estaacutendares de calidad que rigen el mercado han llevado el desarrollo de
nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
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BIBLIOGRAFIA
Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
ENCICLOPEDIA Hispaacutenica (2001) MACROPEDIA VOLUMEN 7 Segunda
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de reducir en las plantas los costos operativos y aumentar la produccioacuten dentro de
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nuevos procesos y a optimizar los yacimientos ya establecidos El aumento en la
demanda del gas natural obliga a mejorar el procesamiento del mismo
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Marciacuteas J Martiacutenez DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL Maracaibo -
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Marciacuteas J Martiacutenez (1994) CARACTERIacuteSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE
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Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
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LOS HIDROCARBUROS Maracaibo - Venezuela
Marciacuteas J Martiacutenez DICCIONARIO DE GAS NATURAL Maracaibo - Venezuela
ENCICLOPEDIA Hispaacutenica (2001) MACROPEDIA VOLUMEN 7 Segunda
Edicioacuten Editorial Barsa Planeta Estados Unidos de Ameacuterica
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