Presentación Grupo 5.pptx

PROCESO DEL GAS NATURAL

INTEGRANTES:1. Portillo Bautista Mónica Elvi2. Palenque Calvimontes Gueiza Nineth3. Cardozo Carvallo Luis Fernando4. Terrazas Aguilar Sergio Ali5. Contreras Luis Fernando6. Quiete Mojica Juana7. Vargas Baghdassarian Jorge Hugo

I. INTRODUCCION

GAS NATURALEl gas natural es un recurso no renovable formado por una mezcla de hidrocarburos: metano (alrededor de 80%), etano (6%), propano (4%), butano (2%), junto a algunas impurezas tales como vapor de agua, compuestos sulfurados, dióxido de carbono (CO2), nitrógeno (N2) y trazas de hidrocarburos más pesados. Su composición varía de acuerdo al yacimiento de donde fue extraído .

PARÁMETROS

DATOS DE ENTRADA

Gas (MMp3/d) 175

Líquido(Bbls/d) 700

Presión Reservorio (Psi) 13681

Temperatura Reservorio (°F) 300

Presión Operación (Psi) 1200

Temperatura Operación (°F) 150

CARACTERISTICAS DEL GAS NATURAL A TRATAR

•PARÁMETROS: Son los datos de entrada del Gas y Petróleo para ser procesado.

Composición (%Mole)Nitrógeno 0,18

Dióxido de Carbono 4,35Metano 92,09Etano 1,88

Propano 0,58i-Butano 0,10n-Butano 0,17i-Pentano 0,08n-Pentano 0,07

Hexano 0,11Heptano+ 0,41

Total 100,00

•COMPOSICIÓN DEL GAS: Nos da el porcentaje de cada componente de gas natural y en base a este se elegirá los procesos a realizarse en la planta de gas para su posterior distribución al mercado nacional y extranjero.

CONDICIONES DE VENTA GAS

Poder calorífico > a BTU/Pie3 1032

Gravedad específica < a 0,65

CO2 < a % 2

Agua < a Lbs/MMp3 6

CONDENSADO/PETRÓLEO

TVR < a 100 °F, psia 12

•CONDICIONES DE VENTA: Nos especifica los parámetros con los cuales el gas tiene que salir de la planta para su posterior distribución

CALCULO DE PARAMETROS IMPORTANTES

Mediante la siguiente Figura.Se calcula la cantidad de agua dentrol el gas a 1200 psig y 150 ºFW=195 LbsH2O / MMPCS En consecuencia se requiere una planta para deshidratar el gas para cumplir con las especificaciones de venta

CANTIDAD DE AGUA DENTRO EL GAS


CONTENIDO DE GASES ACIDOS

El % molar de CO2 es alto se requiere una Planta de endulzamiento para extraer los gases ácidos

COMPONENTE % MOLAR

Nitrógeno 0,18

Dióxido de Carbono

4,35

Metano 92,09

Etano 1,88

Propano 0,58

i-Butano 0,1

n-Butano 0,17

i-Pentano 0,08

n-Pentano 0,07

Hexano 0,11

Heptano+ 0,41

Total 100,02


Nombre Nomenclatura Composicion Heating Value HV Mezcla

Hidrocarburo Hidrocarburo % Molar BTU/Ft3 BTU/Ft3

Nitrogeno N2 0,18 0,0 0,0

Dio. Carbono CO2 4,35 0,0 0,0

Metano C1 92,09 1010,0 930,1

Etano C2 1,88 1769,6 33,3

Propano C3 0,58 2516,1 14,6

I. Butano IC4 0,1 3251,9 3,3

N. Butano NC4 0,17 3262,3 5,5

I. Pentano IC5 0,08 4000,9 3,2

N. Pentano NC5 0,07 4008,9 2,8

Hexano C6 0,11 4755,9 5,2

Heptano C7+ 0,41 6248,9 25,6

Total 100,02 1.023,6

PC Mezcla 1.023,6 BTU/Ft3

PC Mezcla 9.109,3 Kcal/m3

Poder Calorífico del gas


COMPONENTE % MOLAR PM % *PM

Nitrógeno 0,18 28,0134 0,05042412Dióxido de Carbono

4,35 44,01 1,914435

Metano 92,09 16,04 14,771236

Etano 1,88 30,07 0,565316

Propano 0,58 44,09 0,255722

i-Butano 0,1 58,12 0,05812

n-Butano 0,17 58,12 0,098804

i-Pentano 0,08 72,15 0,05772

n-Pentano 0,07 72,15 0,050505

Hexano 0,11 86,17 0,094787

Heptano+ 0,41 114,231 0,4683471

Total 100,02 18,38541622

GEg 0,63463639 Lb/mol

Gravedad Especifica del gas (Geg)


1 2 3 4 5 6 7 8 9Composición (%Mole)

% MOLAR FRAC. MOLAR PCN/1000 PCN PM Den. Liquid (6)*379,63/7,48 pc/gal liq (7/5) GPM ( 4/8)Nitrógeno 0,18 0,0018 1,8 0 0 0 0 0Dióxido de Carbono

4,350,0435 43,5 0 0 0 0 0

Metano 92,09 0,9209 920,9 0 0 0 0Etano 1,88 0,0188 18,8 0 0 0 0Propano 0,58 0,0058 5,8 44,097 31,636 1605,611588 36,41090297 0,15929295i-Butano 0,1 0,001 1 58,123 35,123 1782,586162 30,6692043 0,032606n-Butano 0,17 0,0017 1,7 58,123 36,442 1849,528939 31,82094762 0,05342393i-Pentano 0,08 0,0008 0,8 72,15 38,91 1974,786537 27,37056878 0,02922848n-Pentano 0,07 0,0007 0,7 72,15 39,381 1998,691047 27,70188561 0,02526904Hexano 0,11 0,0011 1,1 86,177 41,423 2102,328007 24,39546522 0,04509035Heptano+ 0,41 0,0041 4,1 114,231 42,455 2154,704766 18,86269722 0,21736022Total 100,02 1,0002 1000,2 0,56227095

Calculo de los GPM

ALTERNATIVAS DE PROCESOS

DEL GAS NATURAL

ALTERNATIVAS DE PROCESOS DEL GAS NATURAL

SEPARADORES: • Separador horizontal

• Separador vertical

SEPARADORES TIPO TRAMPA (SLUG CATCHER) Es un separador diseñado para atrapar, de manera continua o a intervalos irregulares, grandes volúmenes de líquido. De ordinario, se consiguen en sistemas de recolección bifásicos. Un Slug catcher puede ser un solo recipiente o un conjunto de tuberías direccionadas (acopladas a un manifold).

ALTERNATIVAS DE PROCESOS DEL GAS NATURAL

ENDULZAMIENTO DE GAS:

• Procesos con solventes químicos.• Procesos con solventes físicos.• Procesos con solventes híbridos o mixtos.• Procesos de conversión directa.• Procesos de lecho sólido o seco.• Nuevos procesos (membranas)

DESHIDRATACION DEL GAS

•Absorción con solventes físicos: (glicoles, metanol).•Adsorción en lecho sólido: (alúmina, silica gel, tamices moleculares)•Refrigeración Mecanica•Reacciones químicas.

II. OBJETIVO

1. OBJETIVO PROYECTO Mediante este trabajo, de acuerdo a las condiciones iníciales que tenemos y a los parámetros de entrada del gas, se pretende elaborar un proyecto de una planta de gas y sus posibles alternativas, la cual deberá procesar el gas a tratar y llevarlo a las especificaciones de transporte y gas de venta.

III. CONSIDERACIONES Y

SELECCIÓN DE ALTERNATIVAS

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA SELECCIÓN DE UN PROCESO

SEPARADORES

• Mayor eficiencia de separación• Manejo de Fluido Gas – Liquido• Adaptabilidad al variar las condiciones de operación• Facilidad en inspección y mantenimiento• Mayor capacidad • Bajos costos por unidad• Manejo de mayor volumen de fase gaseosa• El aumento de nivel de líquido no incide la velocidad del gas• Requieren menos superficies para su instalación• Mas fácil de instrumentar

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA SELECCIÓN DE UN PROCESO

ENDULZAMIENTO DEL GAS NATURAL

• Regulaciones de contaminantes en el ambiente, referidas a H2S, C02, COS, RSH.

• Tipo y concentración de las impurezas en el gas acido• Especificaciones del gas residual (gas dulce)• Temperatura y presión del gas acido y del endulzado• Volumen del gas que va a ser procesado• Corrosión• Costos operativos• Degradación por la presencia de oxígeno • Condiciones climáticas.• Toxicidad del solvente o reactivos empleados..

B. DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL • Punto de Rocio • Costos operativos• Cantidad de agua a remover• Especificaciones de los productos líquidos• Volumen del gas que va a ser procesado• Corrosión• Formación de hidratos

SEPARADORES DE ENTRADA

Slug Catcher:

Equipo el cual tiene como principal función de resistir los golpes de paquetes o bolsones de líquidos que se forman a travez de la tubería desdeel pozo hasta el ingreso a la planta de acondicionamiento de gas y reduce la turbulencia del flujo, en este equipo el gas es descargado por la parte superior del y las fases líquidas salen por la parte inferior.

SEPARADORES DE ENTRADASEPARADORES VERTICALES

Los separadores verticales, son usualmente cuando la razón gas-liquido es alta. En ellos el fluido entra chocando una placa desviadora con lo cual inicia la separación primaria. El líquido removido por la placa de entrada cae al fondo del equipo.El gas se mueve hacia arriba, pasando a través de un extractor de neblina para remover la neblina suspendida, y entonces el gas seco fluye hacia fuera. El líquido removido por el extractor de neblina coalescen en gotas más grandescon lo cual caen a través a través del gas al depósito de líquido en el fondo del equipo.

SEPARADORES DE ENTRADASEPARADORES HORIZONTALES Los separadores horizontales, son más eficientes donde grandes volúmenes de fluido total y grandes cantidades de gas disuelto están presentes con el líquido. La gran área superficial de líquido provee óptimas condiciones para la liberación del gas. En ellosel líquido que ha sido separado del gas se mueve por la parte inferior del equipo hacia la salida del líquido. El gas separado pasa a través de un extractor de niebla antes de salir.



ENDULZAMIENTO DE GAS

Las plantas de endulzamiento tienen la finalidad de extraer los compuestos ácidos del gas, principalmente CO2, H2S y otros compuestos sulfurados, que en contacto con el agua producen corrosión, la reducción de la vida útil de las instalaciones, y en consecuencia un alto riesgo de accidentes.

ENDULZAMIENTOMediante el grafico de procesos de endulzamiento, el cual está

en función a la concentracion de gas Acido a la entrada vs Concentracion de Gas Acido de Salida

1,8

4,35

ENDULZAMIENTO POR AMINA

• Las aminas son compuestos químicos orgánicos que se consideran como derivados del amoníaco y resultan de la sustitución de los hidrógenos de la molécula por los radicales alquilo.

• Según se sustituyan uno, dos o tres hidrógenos, las aminas serán primarias, secundarias o terciarias, respectivamente.

CASO (A)

CASO (B)

ENDULZAMIENTO MEDIANTE MEMBRANAS PERMEABLES

•Una membrana es una lámina porosa extremadamente delgada montada sobre una capa mucho más gruesa y altamente porosa que actúan como una barrera, permitiendo el paso selectivo y específico de los componentes bajo condiciones apropiadas para dicha función.•Los sistemas de membranas han sido los más eficientes para la remoción de dióxido de carbono (CO2), y la mayoría de ácido sulfhídrico (H2S), aunque para la remoción de este último se debe realizar otro proceso de tratamiento.

MEMBRANAS PERMEABLES

•La separación de los componentes en una membrana se logra aprovechando las diferencias de solubilidad/difusividad de los componentes del gas. El agua (H20), el ácido sulfhídrico (H2S) y el dióxido de carbono (C02) son altos difusores, por lo tanto pasan a través de una membrana con mayor facilidad que los hidrocarburos, con la misma fuerza motriz.

Separación del gas con membranas

PRETRATAMIENTO DEL GAS

DIAGRAMA DE FLUJO

Temperatura de operación

Presión de Alimento

Presión de Permeado

Número de Etapas

VENTAJAS

•Facilidad de instalación por lo que son fáciles de instalar y transportar. •Ahorro de energía. •No necesita productos químicos. •No tienen partes móviles en unidades de una sola etapa. •Son utilizadas costa afuera debido a que no necesita o genera productos químicos y ocupan poco espacio. •Maneja altas presiones desde 500psig.

DESVENTAJAS

•Mayores pérdidas de hidrocarburos que los sistemas de disolventes, del 5-10% de metano pasa a través de la membrana. •Limpieza de alimentación se debe realizar un pre-tratamiento de la alimentación a la membrana para eliminar las partículas y líquidos ya que estos dañan la membrana. •Es difícil remover el H2S a los niveles exigidos para la venta y transporte de gas.

DESHIDRATACIÓN DEL GAS NATURAL CON GLICOLES

La deshidratación por glicol es un proceso de absorción donde el vapor de agua se disuelve en una corriente de glicol liquido. Seguidamente este vapor de agua es extraído del glicol mediante aplicación de calor, al hervir el agua se desprende del glicol, el cual se regenera o reconcentra tornándose apto para volver a ingresar al proceso.

LAS PROPIEDADES DEL SOLVENTE DEBEN SER:

•Fuerte afinidad por el agua•Bajo Costo•No corrosivo •Estabilidad Termica•Baja viscosidad•Baja afinidad por los gases acidos y los hidrocarburos• Facil Regeneración•Baja Temperatura de saturacion a la temperatura del contactor


Propiedades Físicas de algunos glicoles comerciales:


Temperaturas a las cuales se descomponen los glicoles:


Un desecante comercial debe tener afinidad por el agua, una gran área superficial por unidad de volumen, alta resistencia mecánica, resistencia a la abrasión, ser inertes químicamente, y tener un precio razonable.

DESHIDRATACIÓN DEL GAS NATURAL DESECANTES SOLIDOS

PROCESAMIENTO CON TAMICES MOLECULARES

PRODUCTOS

CONCLUSIONES

Expuestas y analizadas cada una de las opciones se llega a la siguiente conclusión para el acondicionamiento de gas a especificaciones para gas de venta debe: 1. Implementar un equipo de Slug Catcher para evitar los golpes de

paquetes de liquido a la entrada de la planta

2. Implementar la instalación de un separador horizontal trifásico para la separación de gas, condensado y agua

3. Implementar la instalación de una unidad de endulzamiento de gas con

aminas 4. Implementar la instalación de una unidad de deshidratación de gas con

glicol ( TEG).

Documents

Presentación Grupo 5.pptx