fraccionamiento del gas natural por turbo expander

Fraccionamiento del gas natural por turbo expander:
Planta de Fraccionamiento de Gas Naturalpor Turboexpander
INTRODUCCIÓN
La mayoría del gas natural proveniente de yacimientos se procesa para eliminarle los hidrocarburos líquidos más pesados. Éstos, comúnmente llamados líquidos del gas natural (LGN, en inglés NGL incluyen etano, propano, butanos, y gasolina natural(condensado).Larecuperación de los componentes NGL en el gas no sólo se realiza como método de control del punto de rocío de la corriente de gas natural, sino también como una fuente de ingresos, ya que los LGN generalmente tienen un valor más alto como productos separados que como parte de la corriente de gas natural. Las fracciones LGN más livianas, como el etano, el propano y los butanos, pueden venderse comocombustibles o materias primas de refinerías y plantas petroquímicas, mientas que las porciones más pesadas pueden utilizarse como cortes en el blending denaftas.
Existen varios procesos para recuperar LGN pero los más comunes son los de compresión, absorción, adsorción, y refrigeración criogénica (o turbo expansión).El proceso de refrigeración criogénica es el tipo de recuperación de LGN más avanzado quese utiliza hoy en día. Combina altos niveles de recuperación (generalmente permite la recuperación total de propano y componentes más pesados y entre el 50 y el90% del etano) con bajos costos de capital y fácil operación. Sin embargo, es menos atractivo en el caso de procesamiento de gases muy ricos ya que estos pueden tratarse mediante refrigeración simple o donde los productos livianos de LGN(C2y C3) no son comercializables.
DESCRIPCIÓN GENERAL
En una planta turbo-expander, el chiller o la válvula J-T de los procesos de refrigeración simple se reemplazan por una turbina de expansión. A medida que el gas entrante se expande, le entrega trabajo al eje de la turbina por lo que se reduce la entalpía del gas. Esta disminución de la entalpía causa una mayor caída de temperatura que la quese obtendría mediante una expansión Joule-Thompson simple (a entalpía constante). La turbina puede estar conectada a un compresor, el cual recomprime el gas con una sólo una pequeña pérdida en la presión global. Esto genera una presión más elevada del gas tratado, que puede aumentarse hasta la especificación de transporte en gasoducto mediante una segunda etapa de compresión. A pesar de que existenmuchas variantes en el diseño de plantas de turbo expansión, la mayoría de las mimas tiene el mismo diagrama básico que el que se muestra a continuación.


El gas de entrada se enfría primero en un intercambiador gas/gas de alta temperatura y luego en un enfriador con propano (chiller ). La alimentación de gas parcialmente condensado se envía a un separador. El líquido del separador sealimenta a la desmetanizadora, el gas se enfría aún más en el intercambiador gas/gas de bajatemperatura y se alimenta a un segundo separador frío. El gas del separador frío se expande a través de la turbina hasta la presión de la desmetanizadora, que generalmente varía entre 100 y 400 psia (6,8 y 27,2 atm).El turbo expander produce simultáneamente enfriamiento y condensación del gas, y trabajo útil quepuede utilizarse para recomprimir el gas de salida. Generalmente entre el10 y el 15 % del gas alimentado se condensa en el separador frío, a temperaturas entre -15y 0 ºC. La turbina disminuye la presión del gas de entrada (generalmente 600 a 900 psia, osea 40 a 60 atm) hasta la presión de la desmetanizadora. Las temperatura típica del gas que ingresa a la desmetanizadora es -55 a -65 ºC, losuficientemente baja como para que una parte importante del etano se encuentre licuado. La columna desmetanizadora es una columna de destilación de baja temperatura que realiza la separación entre metano y etano. El metano y los componentes más livianos que él, como el nitrógeno, son los principales productos de cabeza de la torre, mientras que el etano y los componentes más pesados, como el propano,...