Inf. - Proceso de Deshidratación Del Gas Natural

7/24/2019 Inf. - Proceso de Deshidratacin Del Gas Natural

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Ao de la Diversifcacin Productiva y del Fortalecimiento

de la Educacin

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO

DEL PER

FACULTAD DE INGENIERA QUMICA

E.A.P. DEL GAS NATURAL Y ENERGA

PROCESO DE DESHIDRATACIN DEL GASNATURAL

Alumno:Taquio Yangali, John AlexanderCabezas Sanchez, Salustria

C!"#$: AN%LISIS Y SIMULACIN DE PROCESOS

Do&"n!": In'. P&ul V(&!o$ Gu")$ Yn*u(

F"&+ #" l ",-"$("n&(:13 de Octubre del 201

F"&+ #" "n!$"' #" (no$m":1 de Octubre del 201

!uanca"o # $er%
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O/0ETIVOS

O12"!()o G"n"$l &ealizar el 'roceso de deshidrataci(n del gas natural 'or el

)*todo con+encional

O12"!()o3 E3-"&4(&o3 -escri'ci(n del 'roceso de deshidrataci(n del gas natural

&ealizar el diagra)a de .lu/o del 'roceso de deshidrataci(n del

gas natural

&ealizar el balance de )ateria " energa del 'roceso de

deshidrataci(n del gas natural

INTRODUCCIN


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l gas natural general)ente contiene agua, en estado lquido "o +a'or

'rocedente de la .uente "o del endulza)iento con una soluci(n

acuosa l contenido de agua en el gas debe ser reducido " controlado

'ara asegurar un 'rocesa)iento " trans'orte seguro as 'rinci'ales

razones 'ara eli)inar el agua del gas natural son4

1 l gas natural en las condiciones adecuadas 'uede co)binarse

con el agua libre 'ara .or)ar hidratos s(lidos que 'ueden ta'onar

+5l+ulas, accesorios o incluso tuberas2 l agua 'uede condensar en la tubera, causando .lu/o ta'(n "

'osible erosi(n " corrosi(n3 l +a'or de agua au)enta el +olu)en " dis)inu"e el contenido

energ*tico del gas6 os trans'ortistas " +endedores de gas deben lograr

es'eci.icaciones con un )5xi)o contenido de agua de 7 lb 'or

)ill(n de 'ies c%bicos 8112 9g 'or )ill(n de )3:

os se'aradores de agua ubicados cerca de la boca de 'ozo " en

ubicaciones estrat*gicas eli)inan la )a"ora del agua libre arrastrada

'or el gas desde el 'ozo Sin e)bargo, la re)oci(n del +a'or de agua

que existe en soluci(n en el gas natural requiere un trata)iento )5s

co)'le/o ste trata)iento consiste en la ;deshidrataci(n< del gas

natural, la cual se logra reduciendo la te)'eratura de 'unto de roco de

agua del gas

xisten )uchos )*todos 'ara deshidratar el gas natural os )5s

co)unes son la deshidrataci(n 'or lquidos desecantes 8glicoles:, la

deshidrataci(n 'or s(lidos desecantes " deshidrataci(n 'or re.rigeraci(n

os dos 'ri)eros )*todos utilizan la trans.erencia de )asa de las

)ol*culas de agua hacia un sol+ente lquido 8soluci(n de glicol: o hacia

la estructura cristalina 8desecaci(n en seco: l tercer )*todo e)'lea el

en.ria)iento 'ara condensar las )ol*culas de agua " luego la

subsecuente in"ecci(n de un inhibidor 'ara e+itar la .or)aci(n del

hidrato Sin e)bargo, la elecci(n del )*todo de deshidrataci(n

general)ente se encuentra entre el glicol 8absorci(n: " los desecantes

s(lidos 8adsorci(n:


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PROCESO DE DESHIDRATACIN DEL

GAS NATURAL

I. DESCRIPCIN DEL PRO/LEMA:

a industria del gas natural ha alcanzado un gran desarrollo en la

actualidad debido a que es una .uente energ*tica econ()ica " de alto

'oder calor.ico, con )uchas a'licaciones " .acilidades de uso -esde el

'unto de +ista 'etroqu)ico se requiere un gas co)'leta)ente li)'io,

'or lo cual se deber5n extraer 're+ia)ente ciertas sustancias

conta)inantes

l gas natural tal " co)o se extrae de los "aci)ientos, se 'resenta

general)ente a condiciones de saturaci(n en cuanto al contenido de

agua en .or)a de +a'or sta condici(n i)'lica que cualquier disturbio

de 'resi(n " o te)'eratura en las tuberas o equi'os de 'roceso

'ueden originar condensaci(n de agua ste .en()eno es indeseable

debido a la alta corrosi+idad de los gases naturales en contacto con el

agua a condiciones din5)icas dentro de las instalaciones $or ende, es

esencial lograr la extracci(n del agua libre lo )5s cercano 'osible a las

estaciones de 'roducci(n " luego la re)oci(n del +a'or de agua 'ara

.acilitar su trans'orte " 'rocesa)iento sin riesgo de condensaci(n de

agua adicional l 'unto de roco se de.ine co)o la )ni)a te)'eratura

a la cual 'odra en.riarse un gas sin 'reci'itar la .ase de agua ste

'unto de roco se .i/a 'or dise=o en el 'roceso de deshidrataci(n,

de.iniendo el contenido de agua del gas en .unci(n de la 'resi(n " la

te)'eratura del )is)o >no de los 'rinci'ales 'rocesos 'araacondicionar el gas natural 'ara su trans'orte " co)ercializaci(n es la

deshidrataci(n o extracci(n del agua 'resente en la corriente de gas

II. 0USTIFICACIN

a )a"or 'arte de las instalaciones de deshidrataci(n e)'lean la

absorci(n .sica con T? -urante las %lti)as d*cadas el trietilenglicol

ha tenido una extensa a'licaci(n a ni+el )undial, co)o sol+ente en la


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deshidrataci(n del gas natural debido a su ba/a +olatilidad, ('ti)as

'ro'iedades higrosc('icas, estabilidad t*r)ica " de)5s 'ro'iedades

.isicoqu)icas en .ase acuosa lo que se traduce en un excelente

rendi)iento en la absorci(n del +a'or

>na 'lanta de deshidrataci(n consiste de +arias unidades de 'roceso,

de )a"or i)'ortancia son las unidades contactora " regeneradora a

'ri)era 'ro'orciona el contacto contracorriente del gas de ali)entaci(n

con el glicol n esta unidad se logra la trans.erencia de )asa del +a'or

de agua del gas a agua de soluci(n en el glicol, .or)ando el glicol rico en

el .ondo de la torre l glicol rico se en+a al regenerador 'ara ser

des'o/ado del agua absorbida a 'resi(n at)os.*rica " ele+adas

te)'eraturas l glicol regenerado 8glicol 'obre:, es nue+a)ente

recirculado al contactor 'ara re'etir el ciclo de absorci(n

l trata)iento que se le da al gas natural 'ara colocarlo en las

condiciones deseadas i)'lica una in+ersi(n, la necesidad de reducir en

las 'lantas los costos o'erati+os lle+a a considerar di+ersas alternati+as

que generen una )a"or e.iciencia a )enor costo

III. MARCO TERICO

III.5G3 N!u$l

l gas natural general)ente contiene agua, en estado lquido "o +a'or

'rocedente de la .uente "o del endulza)iento con una soluci(n acuosa

l contenido de agua en el gas debe ser reducido " controlado 'ara

asegurar un 'rocesa)iento " trans'orte seguro

III.6O12"!()o3 #"l -$o&"3o #" #"3+(#$!&(7n #"l '3 n!u$l

a deshidrataci(n del gas natural /uega una 'arte i)'ortante en la

'roducci(n de gas natural >na deshidrataci(n e.ecti+a 're+iene la

.or)aci(n de hidratos de gas " la acu)ulaci(n de agua en los siste)as

de trans)isi(n

l gas natural cu)'le una i)'ortante .unci(n social en @enezuela,

desde el 'unto de +ista de los ser+icios que 'resta a los sectores de laco)unidad en general s un co)bustible de excelente calidad, li)'io "


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de .5cil trans'orte " ha ree)'lazado con grandes +enta/as a

co)bustibles tradicionales co)o la le=a, el carb(n " el 9erosene,

e+itando la degradaci(n " tala de 5rbolesn general, la corriente de gas natural 'osee, i)'urezas o

conta)inantes co)o nitr(geno, hidr(geno, anhdrido carb(nico, " sul.uro

de hidr(geno l hidr(geno " el nitr(geno son gases inertes que solo +an

a a.ectar el 'oder calor.ico del gas " ta)bi*n, l(gica)ente, el costo de

trans'orte ientras que el anhdrido carb(nico 8CO2: " el sul.uro de

hidr(geno, .or)an 5cidos o soluciones 5cidas en 'resencia del agua

contenida en el gas stas sustancias son )u" indeseables " deben

eli)inarse del gas natural

l conta)inante al que ha" que 'restarle su)a i)'ortancia es el agua,sie)'re 'resente en el gas 'ro+eniente del "aci)iento, "a que 'roduce

corrosi(n " .or)aci(n de hidratos os hidratos son inclusiones s(lidas

que se .or)an cuando los hidrocarburos del gas natural est5n en

contacto con el agua lquida ba/o ciertas condiciones de 'resi(n "

te)'eratural acondiciona)iento del gas natural consta de dos 'rocesos

.unda)entales4 la deshidrataci(n " el endulza)iento l 'ri)ero consiste

en la eli)inaci(n del excedente de agua 'resente en la corriente

gaseosa 'or )edio de una t*cnica deno)inada deshidrataci(n que ser5

el te)a central del 'resente traba/o de in+estigaci(n

III.8M9!o#o3 -$ #"3+(#$!$ "l '3 n!u$l

A. D"3+(#$!&(7n -o$ 'l(&ol 13o$&(7n;

Informacin general

a absorci(n es la t*cnica )5s co)%n de secado de gases n *sta

el +a'or de agua de la corriente gaseosa se absorbe en una corriente

lquida de sol+ente os glicoles son los lquidos absorbedores )5s

utilizados "a que 'oseen 'ro'iedades que se ada'tan a los criterios

de a'licaci(n co)ercial Se 'ueden encontrar )uchos glicoles en

a'licaciones co)erciales os )5s co)unes " sus usos se describena continuaci(n4


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1 ? 8onoetilen glicol:4 alto equilibrio de +a'or con el gas 'or lo

que tiende a 'erderse en la .ase gaseosa del contactor Se utiliza

co)o inhibidor de hidratos donde se 'ueden recu'erar del gas

)ediante se'araci(n a te)'eraturas in.eriores a 10 BC2 -? 8-ietilen glicol:4 su alta 'resi(n de +a'or lle+a a altas '*rdidas

en el contactor a ba/a te)'eratura de desco)'osici(n requiere

te)'eraturas ba/as de reconcentraci(n 810 a 170 BC: " 'or esto

no 'uede obtenerse lo su.iciente)ente 'uro 'ara la )a"ora de las

a'licaciones

3 T? 8Trietilen glicol:4 el )5s co)%n Se reconcentra entre 170#200

BC en alta 'ureza Si la te)'eratura del contactor su'era los 0 BC,

existe una tendencia a altas '*rdidas de +a'or $ueden lograrse

dis)inuciones en el 'unto de roco )a"ores a D0 BC con gas de

sti''ing

6 T&? 8Tetraetilen glicol:4 )5s caro que el T? 'ero con )enores

'*rdidas a te)'eraturas de contactor )5s altas Se reconcentra

entre 200#220BC

l T? es 'or le/os el lquido desecante )5s co)%n utilizado en la

deshidrataci(n del gas natural Sus +enta/as son4

E Se regenera )5s .5cil)ente a concentraciones de FD#FFG en un

stri''er at)os.*rico debido a su alto 'unto de ebullici(n " a su alta

te)'eratura de desco)'osici(n

E Tiene una te)'eratura inicial de desco)'osici(n te(rica de 207 BC,

)ientras que el -? de s(lo 16 BC

E Sus '*rdidas 'or +a'orizaci(n son )enores que las del ? o -?

$or lo tanto, el T? 'uede ser regenerado .5cil)ente a altas

concentraciones necesarias 'ara alcanzar las es'eci.icaciones de 'unto

de roco de agua de los gasoductos

E Sus costos de ca'ital " o'erati+os son )enores

Descripcin del proceso


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Co)o )uestra la Higura F#3, el gas natural h%)edo entra 'ri)ero a un

se'arador 'ara re)o+erle los hidrocarburos lquidos uego el gas .lu"e

hacia el absorbedor 8contactor: donde se contacta )ediante

contracorriente " se seca con T? l T? ta)bi*n absorbe

co)'uestos org5nicos +ol5tiles que +a'orizan con el agua en el reboiler

l gas natural seco que sale del absorbedor 'asa directo a un

interca)biador de calor gasglicol " luego a la tubera de trans'orte l

glicol h%)ero o ;rico< que sale del absorbedor 'asa 'or los tubos del

acu)ulador donde se 'recaliente con el glicol seco caliente uego del

interca)bio de calor glicolglicol, el glicol rico entra a la colu)na de

stri''ing " .lu"e a tra+*s del lecho e)'acado hacia el reboiler l +a'or

generado en el reboiler des'o/a el agua absorbida " los co)'uestos

org5nicos +ol5tiles del glicol a )edia que sube 'or el lecho l +a'or de

agua " el gas natural desorbidos se +entean 'or la cabeza del stri''er

l glicol seco regenerado que est5 caliente sale del reboiler hacia el

acu)ulador donde se en.ra debido al interca)bio con el glicol rico que

retorna, luego se bo)bea hacia el interca)biador de calor glicolgas " se

retorna al to'e del absorbedor

/. D"3+(#$!&(7n -o$ #"3"&n!" 37l(#o #3o$&(7n;


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Informacin general

l siste)a de deshidrataci(n 'or desecantes s(lidos se basa en el

'rinci'io de adsorci(n a adsorci(n in+olucra una .or)a de

adhesi(n entre la su'er.icie del s(lido " el +a'or de agua del gas l

agua .or)a una 'elcula extre)ada)ente delgada que est5 su/eta a

la su'er.icie del desecante 'or .uerzas de atracci(n, 'ero no ha"

reacci(n qu)ica os deshidratadores s(lidos son t'ica)ente )5s

e.ecti+os que los deshidratadores con glicoles, "a que 'ueden secar

un gas hasta )enos de 0,1 '')@ 80,0 lb10 'ie3 : Sin e)bargo,

'ara reducir el ta)a=o de los deshidratadores s(lidos, suele

utilizarse una unidad de deshidrataci(n 'or glicol 'ara re)o+er el

grueso de agua a unidad de glicol 'uede reducir el contenido de

agua hasta alrededor de 0 '')@ l uso de deshidratadores 'or

desecantes co)o alternati+a a los deshidratadores 'or glicol 'uede

originar bene.icios econ()icos " a)bientales signi.icati+os,

inclu"endo la reducci(n del costo de ca'ital, costos de

)anteni)iento, " )enor e)isi(n de co)'onentes +ol5tiles org5nicos

" conta)inantes 'eligrosos os desecantes co)erciales )5s

co)unes utilizados en deshidratadores de lecho seco son el gel de

slice, ta)ices )oleculares, " al%)ina acti+ada l gel de slice

8no)bre gen*rico de un gel )anu.acturado a 'artir de 5cido sul.%rico

" silicato de sodio: es a)'lia)ente utilizado co)o desecante Se

caracteriza 'or lo siguiente4

E s el )5s adecuado 'ara la deshidrataci(n nor)al del gas natural

E Se regenera )5s .5cil)ente que los ta)ices )olecularesE Tiene )a"or ca'acidad de agua, 'uede absorber )5s del 6G de

su 'eso en aguaE Cuesta )enos que un ta)iz )olecularE s ca'az de lograr 'untos de roco )enores a #F BC os ta)ices

)oleculares son alu)ino silicatos de )etales alcalinos que

co)'renden una red tridi)ensional interconectada de slice "

al%)ina tetra*dricos a estructura es una arreglo de ca+idades

conectadas 'or 'oros uni.or)es con di5)etros que +an desde 3 a10 BA


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Sus caractersticas son4

E s ca'az de deshidratar hasta contenidos )enores a 0,1 '') de

agua E s la elecci(n casi obligada 'ara la deshidrataci(n 're+ia a

los 'rocesos criog*nicos 8recu'eraci(n ?I:E xcelente 'ara la re)oci(n de !2S, CO2, deshidrataci(n,

deshidrataci(n a alta te)'eratura, hidrocarburos lquidos 'esados, "

eli)inaci(n alta)ente selecti+aE 5s caro que el gel de slice, 'ero o.rece )e/or deshidrataci(nE &equiere te)'eraturas )5s altas de regeneraci(n, 'or lo tanto

tienen )a"or costo o'erati+o

!a" +arios ti'os de al%)ina dis'onibles 'ara uso co)o desecantes(lido a al%)ina acti+ada es una .or)a natural o .abricada del

(xido de alu)inio que se acti+a 'or calenta)iento Se utiliza

a)'lia)ente en la deshidrataci(n de gas " lquidos " si se a'lica

a'ro'iada)ente 'ueden 'roducir 'untos de roco 'or deba/o de #10

BC Se requiere )enos calor 'ara regenerar al%)ina que los ta)ices

)oleculares, " las te)'eraturas de regeneraci(n son )enores Sin

e)bargo, los ta)ices )oleculares dan )enores 'untos de roco de

agua -ebe notarse que ning%n desecante es 'er.ecto o el )e/or

'ara todas las a'licaciones n algunas a'licaciones la elecci(n del

desecante est5 deter)inada 'rinci'al)ente 'or razones

econ()icas Otras +eces las condiciones del 'roceso controlan la

elecci(n del desecante


11/12

III.


12/12

/(1l(o'$4

?onz5les, C 8s.: -eshidrataci(n del ?as Iatural n C ?onz5les,

Deshidratacin del Gas Natural8'5g 7: >I@&S-A- IACOIA -

C>YO4 HAC>TA- - CICAS A$CA-AS A A I->ST&A

$ila", J H 82012: *todos de -eshidrataci(n del ?as Iatural n J H $ila",

Mtodos de Deshidratacin del Gas Natural8'5g F: ?ua"aquil #

cuador

I.

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