ESCUELA MILITAR DE INGENIERIA U.A.COCHABAMBA
ENDULZAMIENTO DE LOS HIDROCARBUROS LIQUIDOS Endulzamiento. La recuperación de etano e hidrocarburos licuables mediante procesos criogénicos ( uso de bajas temperaturas para la generación de un líquido separable por destilación fraccionada) previo proceso de deshidratación para evitar la formación de sólidos. Recup Recuper eraci ación ón del azufr azufree de los los gase gasess cid cidos os que que se gener generan an dura durant ntee el proc proces eso o de endulzamiento. !raccionamiento de los hidrocarburos líquidos recuperados" obteniendo corrientes ricas en etano" propano" butanos # gasolina$ en ocasiones también resulta conveniente separar el isobutano del n% butano para usos mu# específicos.
PROCESOS DE ENDULZAMIENTO Las condiciones del gas a tratar son& 'oncentración de impurezas emperatura # presión disponible. emperatura olumen de gas a procesar 'omposición de *idrocarburos. +electividad de los gases cidos por mover. ,specificaciones del gas cido residual. Los procesos de endulzamiento los podemos clasificar de acuerdo al tipo de reacción que presente& -bsorción uímica (proceso de -mina) -bsorción !ísica (solventes físicos) 'ombinación de ambas técnicas (solución /i0tas) La sele select ctiv ivid idad ad de un agent agentee endu endulz lzam amie ient nto o es una una medi medida da del del grad grado o en la que que el contaminante se elimina en relación a otros.
PROCESOS DE AMINA 1no de los procesos ms importantes en el endulzamiento de gas natural es la eliminación de gases cidos por absorción química con soluciones acuosas con alcanolaminas. 2e los solvent solventes es dispon disponibl ibles es para para remove removerr *3s # '43 de una corrie corriente nte de gas natural" natural" las alcanolaminas son generalmente las ms aceptadas # ma#ormente usadas que los otros solventes e0istentes en el mercado.
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DESCRIPCION DEL PROCESO ,ste proceso consta de dos etapas& -bsorción de gases cidos& ,s la parte del proceso donde se lleva acabo la retención del cido sulfrídrico # el bió0ido de carbono de una corriente de gas natural amargo utilizando una solución acuosa de 2ietanolamina a baja temperatura # alta presión. Regeneración de la solución absorberte& ,s el complemento del proceso donde se lleva acabo la desorción de los compuestos cidos" diluidos en la solución mediante la adición de calor a baja presión" reutilizando la solución en el mismo proceso.
ABSORCIN DE !ASES ACIDOS. La sección de absorción cuenta con los siguientes equipos& • •
orre -bsorbedora de gases cidos +eparador de gas combustible
- esta sección se le alimenta dos corrientes" una de gas amargo proveniente de los módulos de compresión # otra de solución acuosa de 2ietanolamina. ,l gas amargo es alimentado por el fondo de la torre -bsorbedora a una presión de 56.7 8g9cm3 # :;R,)" misma que es alimentada por el primer plato de la torre. -ntes de entrar a la torre -bsorbedora la 2,- =4>R, pasa por un enfriador tipo soloaire donde se abate la temperatura hasta unos 6?R, se pone en contacto íntimo con el gas" absorbiéndole casi la totalidad de los gases cidos presentes en la corriente de gas amargo alimentada a la planta endulzadora. ,l gas dulce abandona la torre por el domo dirigiéndose al separador del gas combustible" el cual cuenta con una malla separadora para asegurar la recuperación de la 2,- que el gas ha#a podido arrastrar. ,l gas dulce después de pasar por la vlvula de control que regula la presión a esta sección es enviado a la red de gas combustible. La 2,- recuperara sale del separador de gas combustible # se une a la corriente de 2, proveniente del fondo de la torre -bsorbedora (2,- R@'-)" que se envía de nivel a la sección de regeneración de la 2ietanolamina.
RE!ENERACION DE D"IETANOLAMINA ,sta sección cuenta con los siguientes equipos& orre Regeneradora de 2, @ntercambiador 2,- R@'-92,- =4>R, Rehervidor de la orre Regeneradora ,nfriador de 2,- # Aas -cido anque de >alance de 2, anque de 2esosrción de *idrocarburos -cumulador de Reflujo de la orre Regeneradora >ombas de Reflujo de la orre Regeneradora
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!iltros de 2,- =4>R, B 2,- R@' >ombas de 2,- =4>R,
La solución de 2,- R@'- proveniente del fondo de la torre absorbedora # el separador de gas combustible se alimenta al tanque de desorción (o de flasheo) con el fin de eliminar los hidrocarburos líquidos # parte de los gases cidos retenidos por la 2,- que por efecto de presión se encuentren disueltos en esta solución. La amina rica acumulada en el tanque de desorción" se envía por diferencia de presiones al @ntercambiador de calor 2,- R@'- 9 2,- =4>R," donde se calienta por medio de contracorriente de 2,- pobre procedente del Rehervidor de la torre regeneradora. 1na vez precalentada" la -mina pasa al filtro de 2,- R@'- tipo cartucho" con la finalidad de eliminar los sólidos # partículas de sulfuro presentes en la solución de 2,-" formados por el ensuciamiento de la -mina con el gas. 1na vez filtrada la solución continCa hacia la torre regeneradora. ,l endulzamiento del gas se hace con el fin de eliminar el *3+ # el '43 del gas natural. 'omo se sabe el *3+ # el '43 son gases que pueden estar presentes en el gas natural # pueden en algunos casos" especialmente el *3+" ocasionar problemas en el manejo # procesamiento del gas$ por esto ha# que eliminarlos para llevar el contenido de estos gases cidos a los niveles e0igidos por los consumidores del gas. ,l *3+ # el '43 se conocen como gases cidos" porque en presencia de agua forman cidos" # un gas natural que posea estos contaminantes se conoce como gas agrio. ,ntre los problemas que se pueden tener por la presencia de *3+ # '43 en un gas se pueden mencionar& % o0icidad del *3+. % 'orrosión por presencia de *3+ # '43. % ,n la combustión se puede formar +43 que es también altamente tó0ico # corrosivo. % 2isminución del poder calorífico del gas. % =romoción de la formación de hidratos. % 'uando el gas se va a someter a procesos criogénicos es necesario eliminar el '43 porque de lo contrario se solidifica. % Los compuestos sulfurados (mercaptanos (R+R)" sulfuros de carbonilo (+'4) # disulfuro de carbono ('+3)) tienen olores bastante desagradables # tienden a concentrarse en los líquidos que se obtienen en las plantas de gas$ estos compuestos se deben eliminar antes de que los compuestos se puedan usar.
1n proceso de endulzamiento se puede decir" en general" que consta de cinco etapas
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i)
,ndulzamiento. 2onde se le remueve por algCn mecanismo de contacto el *3+ # el '43 al gas. ,sto se realiza en una unidad de endulzamiento # de ella sale el gas libre de estos contaminantes" o al menos con un contenido de estos igual o por debajo de los contenidos aceptables.
ii) Regeneración. ,n esta etapa la sustancia que removió los gases cidos se somete a un proceso de separación donde se le remueve los gases cidos con el fin de poderla reciclar para una nueva etapa de endulzamiento. Los gases que se deben separar son obviamente en primer lugar el *3+ # el '43 pero también es posible que ha#a otros compuestos sulfurados como mercaptanos (R+R)" sulfuros de carbonilo (+'4) # disulfuro de carbono ('+3). iii) Recuperación del -zufre. 'omo el *3+ es un gas altamente tó0ico # de difícil manejo" es preferible convertirlo a azufre elemental" esto se hace en la unidad recuperadora de azufre. ,sta unidad no siempre se tiene en los procesos de endulzamiento pero cuando la cantidad de *3+ es alta se hace necesaria. ,n la unidad recuperadora de azufre se transforma del D? al DEF del *3+ en azufre sólido o líquido. ,l objetivo fundamental de la unidad recuperadora de azufre es la transformación del *3+" aunque el azufre obtenido es de calidad aceptable" la ma#oría de las veces" para comercializarlo. iv) Limpieza del gas de cola. ,l gas que sale de la unidad recuperadora de azufre aCn posee de un : a un 7?F del *3+ eliminado del gas natural # es necesario eliminarlo" dependiendo de la cantidad de *3+ # las reglamentaciones ambientales # de seguridad. La unidad de limpieza del gas de cola continua la remoción del *3+ bien sea transformndolo en azufre o envindolo a la unidad recuperadora de azufre. ,l gas de cola al salir de la unidad de limpieza debe contener solo entre el 7 # ?.:F del *3+ removido. La unidad de limpieza del gas de cola solo e0istir si e0iste unidad recup eradora. v) @ncineración. -unque el gas que sale de la unidad de limpieza del gas de cola sólo posee entre el 7 # ?.:F del *3+ removido" aun así no es recomendable descargarlo a la atmósfera# por eso se envía a una unidad de incineración donde mediante combustión el *3+ es convertido en +43" un gas que es menos contaminante que el *3+. ,sta unidad debe estar en toda planta de endulzamiento
