Introducción Gas Natural

Introducción al Gas Natural

INTRODUCCIÓN: El gas natural que es extraído del subsuelo, contiene una serie de impurezas, entre las cuales están: la arena, el agua, compuestos de azufre, dióxido De carbono, compuestos oxigenados y compuestos de nitrógeno, aparte de otros componentes, que generalmente constituyen trazas, como el mercurio, gas helio, arsénico, etc De todos ellos los más peligrosos desde el punto de !ista de la corr co rros osió ión n so son n lo los s co comp mpue uest stos os de az azuf ufre re "# "#ul ulfu furo ro de hi hidr dróg ógen eno, o, $% $%# # y lo los s mercaptanos& y el dióxido de carbono "'(%&, llamados gases ácidos por su habilidad para reaccionar con el agua presente en el gas y formar los respecti!os ácidos sulfhídrico sulfhídri co y carbónic carbónico, o, responsables de la corrosió corrosión n de los aparatos y gaseodu gaseoductos ctos )or este moti!o hay que realizar en primer lugar un tratamiento de desulfuración y de desca de scarbo rbonat nataci ación ón,, lla llamad mados os co com*n m*nmen mente te en endu dulza lzamie miento nto de dell gas nat natura ural l Es Este te endulzam endu lzamient iento o se rea realiza liza por tres métodos: métodos: )or abs absorc orción ión quí química mica "pr "proces oceso o de aminas: amin as: mono monoeta etanola nolamina mina "+E "+E&, &, diet dietano anolami lamina na "DE "DE& & y la met metildi ildietan etanolam olamina ina "+DE&&, bsorción física "'on sol!entes físicos& y combinación de ambas técnicas "soluciones mixtas& En la presente in!estigación se propone la reducción del dióxido de carbono presente en el gas natural mediante depuración h*meda, empleando compuestos de sodio para propiciar su absorción química De ésta manera no solo se el elimi imina na di dich cho o co compu mpues esto to de dell ga gas s na natur tural, al, si sino no qu que e ad ademá emás s se ob obtie tiene ne un compuesto *til para la industria química, como es el carbonato de sodio

Definición: El gas natural, es un combustible fósil, formado por una mezcla de hidrocarburos li!ianos que !an desde el '- al '., siendo el principal componente el metano "'$.&

en un porcenta/e que !a entre el01 y 223, dependiendo

del

yacimiento #e

define

el

gas

natural como un 4gas obtenido de fuentes subterráneas y que está formado por una mezcla comple/a

de

hidrocarburos, princip almente metano, pero que

generalmente

también

incluye

el

metano,

propano

e

hidrocarburos

más

pesados en cantidades mucho menores 5eneralmente también incluye algunos gases inertes, tales como el nitrógeno y dióxido de carbono, además de trazas de otros constituyentes

El gas natural se encuentra: (1) En los reservorios de etróleo , donde, si el gas está disuelto o separado pero en contacto con el petróleo se le denomina 5as sociado

(!) En reservorios de gas seco, cuyo nombre pro!iene del ba/o contenido de líquidos disueltos en el gas "menor a -1 barriles de líquidos por millón de pies c*bicos de gas& en cuyo caso se le denomina 5as 6o sociado

(") En reservorios de gas condensado , cuyo nombre pro!iene por la cantidad apreciable de líquidos contenidos en fase !apor en el reser!orio "entre -1 a %71 barriles de líquidos por millón de pies c*bicos de gas&

Caracter#sticas f#sicas$

El gas natural es un gas incoloro, casi inodoro, con una temperatura de auto ignición de .8% a29,9' #u índice de calor  es de 8,82 cal;cm9 Es inflamable y combustible, <ímite de explosión en el aire es de 9,8 a -03

Caracter#sticas %u#&icas$
que

son

los

hidrocarburos

paranínficos

o

alcanos,

pero

tecnológicamente mayor importancia tienen las propiedades químicas de los componentes llamados impurezas como el '(%, 6%, el agua, los compuestos del oxígeno y los compuestos del azufre, cuyas características las describimos a continuación :
expansión, debido a su congelación, durante el proceso de enfriamiento en el proceso de licuefacción #$& se eliminan debido al olor que producen durante la combustión del gas y para alcanzar la especificación del gas natural en lo que se refiere al contenido en azufre

Considerando las roiedades f#sico'%u#&icas del gas natural las ventaas &*s i&ortantes en cuanto a su uso son las siguientes: a> Es un combustible relati!amente barato? b> presenta una combustión completa y limpia, la cual prácticamente no emite bióxido de azufre? '>tiene una alta seguridad en la operación, debido a que en caso de fugas, al ser  más ligero que el aire, se disipa rápidamente en la atmósfera )ara, ello solo es necesario una buena !entilación, y d> promue!e una mayor eficiencia térmica en plantas de ciclo combinado para la generación de electricidad

+RINCI+,-E. CO/+ONENTE. DE- 0,. N,TUR,-

CO/+O.ICION  +ORCENT,2E /O-,R DE UN, /E3C-, DE 0,. N,TUR,-

Caracter#sticas •

#e compone fundamentalmente de metano "'$.&

•

Es un gas li!iano, más ligero que el aire y no es tóxico

•


I&ure4as del 0as Natural  #ulfuro de $idrógeno "$%#& b> +onóxido de 'arbono "'1& c> Dióxido de 'arbono "'1%& d> #ulfuro de 'arbonilo "'1#& e> Desulfuro de 'arbono "'#%& f> +ercaptanos "=#$& g> 6itrógeno "6%& h> gua "$%1&

i> (xígeno "1%&  /> +ercurio "$g& En forma global los yacimientos se pueden clasificar sobre la base de la mezcla de hidrocarburos que contienen, mezcla que fácilmente se puede obtener a tra!és de los análisis cromatográficos, y una !ez obtenida la composición de la mezcla, se puede realizar la clasificación de los yacimientos, prácticamente con una alta precisión y exactitud En relación a ello, existen @acimientos de 5as, los cuales a su !ez se clasifican en "5as #eco o 5as )obre, 5as $*medo o 5as =ico y 5as 'ondensado&
Co&osición t#ica del gas natural en 5

Clasificación$ El gas natural se clasifica de diferente manera, atendiendo a di!ersas circunstancias, algunas de las cuales estableceremos aquí:

a$ +or la for&a co&o se encuentra en el 6aci&iento: #i el gas natural está solo o /unto con el petróleo en el subsuelo, se clasifica en:

•

0as asociado Este es un gas natural que se ha extraído de los yacimientos  /unto con el petróleo, partiendo del postulado que donde hay petróleo, hay gas +ás del 213 de las reser!as de gas natural del país es de gas asociado #e considera que en los yacimientos se forman capas de gas

•

0as no asociado Este es un gas que solo está unido con agua en yacimientos de gas seco En los yacimientos de gas seco la mezcla de hidrocarburos permanece en fase gaseosa a condiciones de yacimiento y superficie #in embargo, en algunas oportunidades se forma una pequeAa cantidad de líquidos, la cual no es superior a diez barriles normales de hidrocarburos líquido por millón de pies c*bicos normales de gas "-1 B6; ++ )'6& El gas esta compuesto principalmente por metano "'-&, compuesto que alcanza una concentración porcentual mayor a 213, con pequeAas cantidades de pentanos y compuestos más pesados "'7C -3
7$ +or la concentración de i&ure4as %ue contenga: #eg*n la cantidad de impurezas corrosi!as que contenga el gas natural este se clasifica como:

0as natural *cido$' Es un gas que contiene altas concentraciones de componentes azufrados "sulfuro de hidrógeno, mercaptanos y otros& y;o dióxido de carbono que hacen impracticable su uso sin una pre!ia purificación, debido a los efectos tóxicos y;o corrosi!os en las uberías y equipos Es un gas acido cuyo contenido de sulfuro de hidrógeno "$%#& es mayor que 1,%7 granos por cada -11 pies c*bicos normales de gas por hora" de 1,%7 granos;-11 )'6$& •

0as Dulce Este es un gas que contiene cantidades de #ulfuro de $idrógeno "$%#&, menores a cuatro ".& partes por millón en base a !olumen ". ppm, F& y menos de 93 en base molar de Dióxido de 'arbono "'1%&

C$' +or su contenido de fracciones condensa7les$

)or la cantidad de componentes fácilmente condensables como el propano, butano y pentano, el gas natural se clasifica en: butano, pentano y otros hidrocarburos más pesados Es un producto intermedio en el procesamiento del gas natural •

0as o7re o 0as seco Este es un gas natural del cual se han separado el 5<) "gases licuados del petróleo& y la gasolina natural El gas seco, está constituido fundamentalmente de metano y etano )or lo general se inyecta a los yacimientos, o se usa en la generación de hidrógeno "$%& 213 en metano, debido a su composición se puede utilizar directamente como 'ombustible, para lo cual es necesario mantener una presión de yacimiento, parámetro que !aríen de acuerdo a la localización del gas en el subsuelo En los yacimientos de gas seco
•

0as Rico o 0as 89&edo  Este es un gas del cual se pueden obtener una riqueza líquida de hasta 9 5)+ "galones por mil pies c*bicos normales de gas& 6o existe ninguna relación con el contenido de !apor de agua que pueda contener el gas En los yacimientos de gas h*medo existe mayor porcenta/e de componentes intermedios y pesados que en los yacimientos de gas seco
•

0as condensado: Este gas se puede definir con un gas con líquido disuelto El contenido de metano es de "'-& a G13 y el de $eptanos y compuestos más pesados "'0C& alcanza !alores mayores a -%,73 "H -%,73&
encuentra en fase gaseosa o en el punto de rocío El gas presenta condensación retrógrada durante el agotamiento isotérmico de la presión, proceso que en la mayoría de los casos puede representar alg*n problema en la comercialización de estos yacimientos En !ista que los primeros hidrocarburos que se quedan, son los más pesados
0as 8idratado: Este es un gas que tiene más de siete libras de agua por  cada millón de pies c*bicos normales de gas ", lo que indica que el gas deberá de ser sometido al proceso de deshidratación, para poder comercializarlo ++)'6 lb de gua

8idrato en el gas:
•

0as ,nidro: Este es un gas que no tiene menos cantidad de !apor de agua, que la clasificación de gas hidratado

Tios co&erciales del gas natural$   parte del gas natural seco "constituido por metano y pequeAas cantidades de etano&, que se transporta y llega a los consumidores por tuberías de alta, media y ba/a presión, existen otras dos formas comerciales, tecnológicamente obtenidas como son: el gas natural comprimido "56'& y el gas natural licuado "56<&

0as Natural co&ri&ido (0NC)$ #e llama 56' al gas natural comprimido a altas presiones que almacenado alo/ados

en

en un

tanques, !ehículo,

y

éstos puede

pro!eer al mismo de energía El hecho de comprimirlo a altas presiones, se debe a la problemática de almacenar  una cantidad de energía considerable en un !olumen limitado para dar al !ehículo la máxima autonomía posible  l 56' se le llama también 5as 6atural Fehicular "56F&El *nico riesgo que esto conlle!a es que lógicamente, en caso de accidente, cuanta más energía se halle almacenada en el tanque también se multiplican los efectos negati!os en el caso de un siniestro que afecte al sistema de almacenamiento 6o obstante, es menos peligroso que cualquier otro combustible ya que su temperatura de ignición es más alta que la nafta "011J' en comparación con.71J' de la nafta&, su rango de inflamabilidad es muy ba/o, alrededor del 7 al -73 de la mezcla aire;gas a presión atmosférica es potencialmente inflamable El gas natural se comprime a %71 bar y se almacena en el !ehículo en cilindros instalados en la parte trasera, el chasis, o en el techo, a una presión de unos %%1 bar

0as Natural -icuado (0N-)$

Es el

gas natural en estado

líquido,

almacenado a temperaturas criogénicas, concretamente a >-G9J' para - bar de presión En este estado de presión y temperatura, la densidad del líquido es de.90Kg;m9, es decir del orden de G11

!eces

mayor que en las condiciones base de - bar

y

-7J' )or esta razón, la gran !enta/a del

56<

es que también puede almacenarse una cantidad de energía por unidad de !olumen

G11

!eces superior a las condiciones base? por tanto, esta es la forma más económica de transportar el gas entre continentes en embarcaciones marítimas especiales "los llamados buques metaneros&,

donde

sistemas de transporte por

tuberías

tradicionales no serían económicos y podrían ser técnica o políticamente in!iables De esta manera, la tecnología del 56< hace disponible el gas natural a tra!és del mundo 
ali!iar la presión si esta resultara excesi!a, descargando a la atmósfera cantidades de gas de la fase gaseosa o reinyectarlo a la estación de licuefacción, para así mantener la presión estable en el interior del tanque

SISTEMAS DE PRODUCCIÓN (PETRÓLEO-GAS) gas desde que se extrae del yacimiento hasta que se traslada a operaciones de comercialización El mane/o de producción comprende básicamente la separación de los tres fluidos obtenido de los pozos "petróleo, gas y agua& para que éstos cumplan con los siguientes requisitos: •

El petróleo debe satisfacer las especificaciones que rigen las normas para su

•

comercialización, refinación y almacenamiento  El gas debe cumplir las normas para su comercialización, procesamiento y

•

utilización en los procesos petroquímicos y de producción petrolera El agua debe recibir un tratamiento para que su disposición se haga de acuerdo con la normati!a ambiental

Entre el conunto de instalaciones co&rendidas en los siste&as de roducción se tienen:

-#neas de fluo

#e denomina línea de flu/o a la tubería que conecta el cabezal de un pozo con el m*ltiple de producción de la estación de recolección,

diseAada

para

recibir la producción de cierto n*mero de pozos

Líneas

de

fujo

que

on!e"#en a$ %&$'$e de "odu*n Estación de fluo Es el sitio donde llega la mezcla petróleo>gas desde el pozo petróleo, práctica de pruebas indi!iduales para pozos, almacenamiento y bombeo de crudo 6o obstante, esta difiere de una estación de descarga, en la etapa de tratamiento del crudo que ésta posee
-as estaciones de fluo est*n co&uesta or ele&entos co&o: /9ltile de roducción Es la parte de un sistema de producción en la cual se mezcla la producción de !arios pozos antes de ser en!iada a los trenes de separación gas>petróleo 'onsiste de !arios tubos colocados en forma horizontal, paralelos unos con otros mediante los cuales la mezcla gas>petróleo se recolecta en sólo tubo para ser en!iada a los

separadores, empleados para aislar la línea de flu/o de cada pozo, lo que permite medir su producción indi!idual? éste m*ltiple es de menor diámetro que el de producción general El m*ltiple, además, facilita el aislamiento de pozos para pruebas indi!iduales de producción por medio de las interconexiones del sistema y la disposición apropiada de !ál!ulas

.earadores 'onsiste en la primera instalación de procesamiento de fluido obtenido del pozo El fluido que se obtiene de un pozo de petróleo normalmente es de carácter multifásico en el que se encuentran mezclas comple/as de hidrocarburos, agua, partículas de arena, contaminantes
 -as funciones de un searador son: 

=ealizar una primera separación entre los hidrocarburos líquidos y gaseosos



=ecolectar partículas

las

líquidas

presentes en la fase 

gaseosa


liquida =ealizar

descarga

separada de petróleo y gas para e!itar que se puedan !ol!er a mezclar parcial y totalmente

+roceso de roducción recolección 6 acondiciona&iento del gas natural:

El crudo y su gas asociado son transportados desde las áreas de producción por m*ltiples de producción general Del m*ltiple, hacia las estaciones de flu/o, donde el

medio

de

la corriente bifásica se en!ía gas se

separa del crudo en los separadores El gas es en!iado por el sistema de recolección a un depurador en el cual se separa la fase gas de pequeAas gotas de crudo que pueden estar  presentes,

para

poder

entrar

al

sistema de compresión, los cuales se encargan de comprimir el gas recolectado en las estaciones de flu/o y m*ltiples con depuración, y luego emplear el gas para !arios propósitos, el primero para emplearlo como inyección al pozo "gas lit&, el segundo como inyección al yacimiento para recuperación secundaria y el *ltimo es para en!iar  el gas comprimido a una planta de extracción por medio del sistema de transmisión, el cual cuenta con sistemas de trampa de líquidos "trampa de líquidos& 4#lug 'átchersI, para asegurar que el gas entre a la planta en especificaciones, y poder  obtener gas para !entas y;o mercado interno? y <56 para Lraccionamiento "obtención de gasolina natural, etano, propano y más pesados& El 'rudo;agua separado en el separador se en!ía a tra!és de un sistema de recolección de crudo a un tratador térmico donde se separan las fases líquidas y el !apor producido en éste, el cual se en!ía a una etapa de compresión, para su uso posterior? por otro lado el agua !a a un tratamiento en el cual se despo/a de los contaminantes "$%#, '(%, '(, etc&, y el agua tratada es empleada para inyección y;o otros usos El crudo es en!iado a un tanque atmosférico para su almacenamiento y posterior utilización
 demás de hidrocarburos pesados y !apor de agua, el gas natural a menudo contiene otros

contaminantes que

deben

remo!erse para cumplir

con

la

especificación de inyección a gasoducto y minimizar la corrosión
Utilidad del 0as Natural: El gas natural sir!e como combustible para usos doméstico, industriales y para la generación de energía termoeléctrica En el área industrial es la materia prima para el sector de la petroquímica  partir del gas natural se obtiene, por e/emplo, el polietileno, que es la materia prima de los plásticos En términos generales se puede asegurar que la utilidad del gas natural es m*ltiple, aunque una de las primeras aplicaciones fue la producción de !apor sustituyendo o complementando en instalaciones mixtas, la acción de los combustibles sólidos o líquidos

Otras =entaas

•

Es un combustible amigable con el medio ambiente

•

6o te quedarás sin gas repentinamente

•

Es un ser!icio muy cómodo para los usuarios

•

#u condición ligera lo con!ierte en un gas seguro

•

 l contar con medidor, el consumidor tiene mayor seguridad de que pagará sólo la cantidad de gas que ha utilizado

Conclusión: N El gas OnaturalO esta denominado así porque en su composición inter!iene ning*n proceso? es limpio, sin color y sin

química

no

olor

N