Endulzamiento del gas natural

Endulzamiento del gas naturalIntegrantes:Eduardo Arias Suarez Jos Carlos Cabello HizaPablo Crdova BaySebastin Zavaleta Villareal

1IntroduccinPara el tratamiento del gas natural, existen diversos procesos, el proceso que se desarrolla en el siguiente trabajo es el endulzamiento del gas natural

ObjetivoGas AmargoSeleccin de un proceso de endulzamientoLos factores ha considerar para laseleccin de un proceso de endulzamiento de gas natural:

Composicin del gas: tipo y concentracin de impurezasEspecificaciones en el gas residual o gas dulce requeridos.Temperatura y presin del gas cido y del gas dulce.

Equipos de una planta de endulzamiento de aminas

Equipos de una planta de endulzamiento de aminasSeparador de entrada: su funcin es eliminar los contaminantes que llegan junto al gas de alimentacin como hidrocarburos solidos, partculas solidas y agua.

Absorbedor: est formado por una torre donde entran en contacto el gas acido y la solucin de amina pobre y regeneradora.

Tanque de venteo: es un recipiente que se utiliza para separar el gas que se disuelve en la solucin. Su objetivo es recuperar los hidrocarburos disueltos en la solucin.

Regenerador: es la columna donde se separa el gas cido de la solucin. Su principal objetivo es remover el gas cido contenido en la solucin rica.

Equipos de una planta de endulzamiento de aminasBomba de la solucin pobre: aqu ocurre el abastecimiento a la bomba, por lo cual se incrementa la presin de la solucin pobre para que la amina pueda entrar al absorbedor.

Recuperador: es un rehervidor que se utiliza para evaporar la amina y separarla de elementos indeseables.

Regenerador: su objetivo es remover el gas cido contenido en la solucin rica.

Filtros: sirve para filtrar las impurezas.

Enfriador: es un intercambiador de calor que enfra la solucin pobre.

Proceso de Endulzamiento general1.- Endulzamiento: Por mecanismo de contacto se remueve H2S y CO2 del gas2.-Regeneracion: La sustancia que removi los gases cidos se somete a un proceso de separacin donde remueven los gases cidos H2S , CO2, RSR, SCO y SC23.-Recuperacion de Azufre : H2S es convertido en azufre elemental (no siempre se tiene)4.-Limpieza del gas de cola: Continua la remocin del H2S bien sea transformndolo en azufre o envindolo a la unidad recuperadora de azufre5.- Incineracin : mediante combustin el H2S es convertido en SO2, un gas que es menos contaminante que el H2S

Procesos de absorcin qumicaEstos procesos se caracterizan porque el gas agrio se pone en contacto en contracorriente con una solucin en la cual hay una substancia que reacciona con los gases cidos.

Contactadora: La solucin entra por la parte superior y el gas entra por la inferior( bajas temperaturas y altas presiones) para reaccionar los gases cidos

Regenerado: (altas temperaturas y bajas presiones ) se libera los gases cidosProcesos de aminasTipoFrmula QumicaPeso MolecularPresin de Vapor a 100F mmHgCapacidad Relativa (%)MEA(Monoetanolamina )HOC2H4NH261,081,0500100DEA(Dietanolamina)(HOC2H4)2NH105,140,058058TEA(Trietanolamina)(HOC2H4)3N148,190,006341DGA(Diglicolamina)H(OC2H4)2NH2105,140,160058DIPA(Diisopropanolamina)(HOC3H6)2NH133,190,010046MDEA(Metildietanolamina)(HOC2H4)2NCH3119,170,006151Ventajas de la MEALa MEA tiene la reactividad ms alta y por lo tanto la mayor capacidad para eliminar H2S adems como tiene el menor peso molecular ofrece la mayor capacidad lo que implica menores tasas de circulacin en una planta de endulzamiento para remover H2S por unidad de masaLa MEA tiene baja absorcin de hidrocarburos Desventaja de la MEAAlta prdida de solucin debido a lo siguiente: posee una presin de vapor relativamente alta lo que ocasiona altas prdidas por vaporizacin, y reacciona irreversiblemente con algunos compuestos de azufre y carbono

Ventajas de la DEALa perdida de la DEA es menor con respecto a la MEA por una presin de vapor menor al igual que su velocidad de reaccin con compuestos de C y S Desventaja de la DEANo es tan reactiva como la MEA pues en algunas ocasiones es incapaz de llevar el contenido Procesos con carbonatoTambin conocidos comoprocesos de carbonato calienteporque usan soluciones de carbonato de potasio al 25 35% por peso y a temperaturas de unos 230F. En el proceso de regeneracin el KHCO3 reacciona consigo mismo o con KHS, pero prefiere hacerlo con el KHCO3 y por tanto se va acumulando el KHS, lo cual le va quitando capacidad de absorcin.La mayora de los procesos con carbonato caliente contienen un activador el cual acta como catalizador para acelerar las reacciones de absorcin y reducir as el tamao de la contactora y el regenerador; estos activadores son del tipo aminas (normalmente DEA) o cido brico.

Procesos fsicosLa absorcin fsica depende de la presin parcial del contaminante y estos procesos son aplicables cuando la presin del gas es alta y hay cantidades apreciables de contaminantes

Los solventes se regeneran con disminucin de presin

Los procesos fsicos tienen alta afinidad por los hidrocarburos pesados. Si el gas a tratar tiene un alto contenido de propano y compuestos ms pesados el uso de un solvente fsico puede implicar una prdida grande de los componentes ms pesados del gas El uso de solventes fsicosConcentracin de propano o ms pesados es baja

Solo se requiere remocin global de los gases cidos

Se requiere remocin selectiva de H2SProceso Selexol

Solvente: dimetil ter de polietilene glicol(DMPEG)

Uso: Para gases agrios de alto contenido de CO2 y bajo de H2S

La solubilidad del H2S en el DMPEG es de 8 -10 veces la del CO2

Ventajas del Selexol Selectivo para el H2S No hay degradacin del solvente por no haber reacciones qumicas No se requiere reclaimer. Pocos problemas de corrosin El proceso generalmente utiliza cargas altas de gas cido y por lo tanto tiene bajos requerimientos en tamao de equipo. Se estima que remueve aproximadamente el 50% del COS y el CS2.

Desventajas del Selexol Alta absorcin de Hidrocarburos. Los procesos de absorcin fsicos son ms aplicables cuando los contenidos de etano e hidrocarburos ms pesados son bastante bajos. Requiere presiones altas Solvente ms costoso que las aminas En algunos casos se ha presentado acumulacin de azufre en el solvente y depositacin de azufre en los equipos. Baja remocin de mercaptanos Se debe usar gas de despojamiento en el proceso de regeneracin.

Proceso de Lavado con Agua.

Es un proceso de absorcin fsica

Los problemas de corrosin son mnimos y el lquido usado se regenera hacindolo pasar por un separador para removerle el gas absorbido

H2S/CO2 altas. Algunas veces se recomienda combinar este proceso con el de aminas para reducir costos.Procesos HibridosEl proceso hbrido ms usado es el Sulfinol que usa un solvente fsico, un solvente qumico (DIPA) y aguaUna composicin tpica del solvente es 40- 40-20 respectivamentevara dependiendo de los requerimientos del proceso de endulzamiento

La DIPA tiende a ayudar en la reduccin de la concentracin de gases cidosEl sulfolano tiende a aumentar la capacidad global de remocinVentajas de los procesos HbridosComo los solventes fsicos tienden a reducir los requerimientos de calorVentajas del Sulfinol Exhibe excelentes capacidades para la remocin de H2S y CO2. El sulfinol como la DEA tienen buena capacidad para remover gases cidos a presiones bajas El Sulfinol puede remover COS, RSR y CS2 sin degradacin. La remocin de estos contaminantes es debida bsicamente a la presencia del sulfolano. La remocin selectiva del H2S es posible en algunos casos especficos, especialmente con relaciones CO2/H2S altas y cuando no se requiere la remocin de COS, RSR o CS2

Desventajas del Sulfinol.

No es un proceso comercial. Hay que pagar derechos para poderlo aplicar. El CO2 degrada la DIPA, aunque el producto resultante se puede separar en un reclaimer. Generalmente en el proceso Sulfinol se usa un reclaimer que trabaja al vaco en lugar de un reclaimer atmosfrico. Aunque el sulfolano no se degrada en el proceso de regeneracin se pueden presentar prdidas por evaporacin. Debido a la presencia del sulfolano se presenta absorcin excesiva de hidrocarburos pesados que pueden afectar el proceso de recuperacin de azufreUn problema en algunas plantas de sulfinol es la formacin de un lodo tipo brea que bloquea intercambiadores y lneas. Este lodo se ha encontrado que se forma a temperaturas por encima de 160F.Proceso de conversin directaEl gas agrio entra por el fondo de la contactora y hace contacto en contracorriente con la solucin del proceso.

La solucin permanece en la contactora unos 10 minutos para que haya contacto adecuado y se completen las reacciones y luego al salir por el fondo se enva a un tanque de oxidacin, en el cual se inyecta oxgeno por el fondo para que oxide el H2S a Azufre elemental; el mismo oxgeno inyectado por el fondo del tanque de oxidacin enva el azufre elemental al tope del tanque de donde se puede remover.

Ventajas del Proceso Buena capacidad para remover H2S. Puede bajar su contenido a menos de 2PPM. Proceso Selectivo no remueve CO2. No requiere unidad recuperadora de azufre. Bajos requisitos de equipo. No requiere suministro de calor ni expansin para evaporacin El azufre obtenido es de pureza comercial pero en cuanto a su color es de menor calidad que el obtenido en la unidad recuperadora de azufreDesventajas del Proceso

Es complicado y requiere equipo que no es comn en operaciones de manejo. El solvente se degrada y el desecho de algunas corrientes que salen del proceso es un problema; est en desarrollo un proceso que no tiene corrientes de desecho. Los qumicos son costosos. El proceso no puede trabajar a presiones altas. Las plantas son generalmente de baja capacidad y el manejo del azufre es difcil. Proceso del Hierro Esponja.

BibliografaEndulzamiento del Gas Natural Dr. Fernando Pino Morales. http://petrowiki.org/Sour_gas_sweetening http://es.wikipedia.org/wiki/Plantas_de_procesamiento_del_gas_natural