Gas natural y petroquimica
Páginas: 6 (1485 palabras)
Publicado: 27 de octubre de 2010
INTRODUCCIÓN
Las corrientes de gas natural poseen, impurezas o contaminantes como nitrógeno (N2), dióxido de carbono (CO2), sulfuro de hidrógeno (H2S) y agua. El N2 es un gas inerte que solo va a afectar el poder calorífico del gas y también, lógicamente, el costo de transporte. Mientras que el CO2 y el H2S, forman ácidos o soluciones ácidas en presencia del agua contenida en el gas. Estassustancias son muy indeseables y deben eliminarse del gas natural antes de su comercialización. Las Normas de Calidad del gas comercial establecidas por el ENARGAS (Ente Regulador del Gas) prevén, en Argentina, un contenido máximo de 3 mg de H2S/m3 de gas y de 2 % en volumen de CO2. Afortunadamente las corrientes de gas natural obtenidas de pozos gasíferos ubicados en la región noreste de laProvincia de Salta (Argentina), objetos de este estudio, se caracterizan por su bajo contenido en H2S que no supera las Normas de Calidad establecidas por el ENARGAS. Sin embargo, algunas de estas corrientes gaseosas poseen un alto contenido de CO2 y se denominan “gases ácidos” (Ikoku, 1992 ).
Los procesos para eliminar las sustancias ácidas del gas natural se conocen como “procesos de endulzamientodel gas natural”, y se realizan utilizando algún absorbente de las sustancias ácidas, por ejemplo las soluciones de aminas (Kohl y Nielsen, 1997). Estos procesos deben lograr que las corrientes de gases tratadas cumplan con las Normas de Calidad del gas natural comercial en cuanto al contenido de CO2 y, deben cumplir con la economía del proceso; es decir, que la sustancia absorbente usada puedaser recuperada y reutilizada en circuito cerrado. Se encuentra muy poca información en la literatura sobre las características de los procesos de endulzamiento de gas natural dado que al ser desarrollado los mismos, en su mayoría, por compañías que realizan este trabajo, los datos no están disponibles. En estos casos el uso de paquetes interactivos de simulación de procesos resulta sumamenteútil, tanto para analizar problemas de operación en plantas existentes, como así también para diseñar nuevas plantas (Mackenzie et al., 1987). En este trabajo se realiza la simulación de un proceso de endulzamiento del gas natural (eliminación parcial del CO2), usando el simulador HYSYS en estado estacionario y se realiza un análisis de sensibilidad paramétrica para identificar las variables sensiblesde operación para alcanzar las especificaciones de calidad del gas natural comercial y mejorar la eficiencia del proceso.
DESCRIPCION DEL PROCESO
El proceso que se simula es una instalación típica para endulzamiento de gas natural (Morales et al., 2003) y consiste en la remoción del CO2, únicamente, utilizando una solución de MDEA al 40 % en peso. Las sustancias ácidas: H2S, sulfuro decarbonilo (COS) y disulfuro de carbono (CS2) a lo sumo están presentes en cantidades de trazas. Este proceso se completa con la posterior regeneración de la amina utilizada en una torre de destilación (Fig.1). Se trabaja con datos de corrientes gaseosas de pozos gasíferos de la Provincia de Salta (Argentina). El ejemplo que se presenta corresponde a una corriente gaseosa con un contenido moderado deCO2 y sus concentraciones molares se dan en la Tabla 1. El equilibrio líquido-vapor se calcula utilizando la ecuación de estado Peng-Robinson.
Tabla 1: Datos de la Corriente Gas Natural
T = 67 °C P = 1100 psia
Caudal de Gas: 700080 m3/d
Componentes
Fracción molar
Metano
0.79720
Etano
0.06131
Propano
0.02315
i-Butano
0.00610
n-Butano0.01206
i-Pentano
0.00703
n-Pentano
0.00754
n-Hexano
0.01407
n-Heptano
0.02814
Nitrógeno
0.00895
CO2
0.02915
H2O
0.00543
En la Fig. 1 se presenta el esquema del proceso desarrollado en el HYSYS. Las dimensiones de los equipos corresponden a los de Plantas Industriales ubicadas en Salta (Argentina). El esquema de la Fig. 1...
Las corrientes de gas natural poseen, impurezas o contaminantes como nitrógeno (N2), dióxido de carbono (CO2), sulfuro de hidrógeno (H2S) y agua. El N2 es un gas inerte que solo va a afectar el poder calorífico del gas y también, lógicamente, el costo de transporte. Mientras que el CO2 y el H2S, forman ácidos o soluciones ácidas en presencia del agua contenida en el gas. Estassustancias son muy indeseables y deben eliminarse del gas natural antes de su comercialización. Las Normas de Calidad del gas comercial establecidas por el ENARGAS (Ente Regulador del Gas) prevén, en Argentina, un contenido máximo de 3 mg de H2S/m3 de gas y de 2 % en volumen de CO2. Afortunadamente las corrientes de gas natural obtenidas de pozos gasíferos ubicados en la región noreste de laProvincia de Salta (Argentina), objetos de este estudio, se caracterizan por su bajo contenido en H2S que no supera las Normas de Calidad establecidas por el ENARGAS. Sin embargo, algunas de estas corrientes gaseosas poseen un alto contenido de CO2 y se denominan “gases ácidos” (Ikoku, 1992 ).
Los procesos para eliminar las sustancias ácidas del gas natural se conocen como “procesos de endulzamientodel gas natural”, y se realizan utilizando algún absorbente de las sustancias ácidas, por ejemplo las soluciones de aminas (Kohl y Nielsen, 1997). Estos procesos deben lograr que las corrientes de gases tratadas cumplan con las Normas de Calidad del gas natural comercial en cuanto al contenido de CO2 y, deben cumplir con la economía del proceso; es decir, que la sustancia absorbente usada puedaser recuperada y reutilizada en circuito cerrado. Se encuentra muy poca información en la literatura sobre las características de los procesos de endulzamiento de gas natural dado que al ser desarrollado los mismos, en su mayoría, por compañías que realizan este trabajo, los datos no están disponibles. En estos casos el uso de paquetes interactivos de simulación de procesos resulta sumamenteútil, tanto para analizar problemas de operación en plantas existentes, como así también para diseñar nuevas plantas (Mackenzie et al., 1987). En este trabajo se realiza la simulación de un proceso de endulzamiento del gas natural (eliminación parcial del CO2), usando el simulador HYSYS en estado estacionario y se realiza un análisis de sensibilidad paramétrica para identificar las variables sensiblesde operación para alcanzar las especificaciones de calidad del gas natural comercial y mejorar la eficiencia del proceso.
DESCRIPCION DEL PROCESO
El proceso que se simula es una instalación típica para endulzamiento de gas natural (Morales et al., 2003) y consiste en la remoción del CO2, únicamente, utilizando una solución de MDEA al 40 % en peso. Las sustancias ácidas: H2S, sulfuro decarbonilo (COS) y disulfuro de carbono (CS2) a lo sumo están presentes en cantidades de trazas. Este proceso se completa con la posterior regeneración de la amina utilizada en una torre de destilación (Fig.1). Se trabaja con datos de corrientes gaseosas de pozos gasíferos de la Provincia de Salta (Argentina). El ejemplo que se presenta corresponde a una corriente gaseosa con un contenido moderado deCO2 y sus concentraciones molares se dan en la Tabla 1. El equilibrio líquido-vapor se calcula utilizando la ecuación de estado Peng-Robinson.
Tabla 1: Datos de la Corriente Gas Natural
T = 67 °C P = 1100 psia
Caudal de Gas: 700080 m3/d
Componentes
Fracción molar
Metano
0.79720
Etano
0.06131
Propano
0.02315
i-Butano
0.00610
n-Butano0.01206
i-Pentano
0.00703
n-Pentano
0.00754
n-Hexano
0.01407
n-Heptano
0.02814
Nitrógeno
0.00895
CO2
0.02915
H2O
0.00543
En la Fig. 1 se presenta el esquema del proceso desarrollado en el HYSYS. Las dimensiones de los equipos corresponden a los de Plantas Industriales ubicadas en Salta (Argentina). El esquema de la Fig. 1...
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