gases del petróleo Petróleo Proceso criogénico para gases del petróleo Petróleo INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

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1 Proceso criogénico para gases del petróleo Petróleo INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS Proceso DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA criogénico QUÍMICA para PETROLERA gases del petróleo EQUIPO: 4 CARREÓN HUERTA JOSÉ MANUEL Petróleo CERVANTES MACEDO DANIELA ISLAS HERNÁNDEZ ERICK EDUARDO VALORACIÓN TECNOLÓGICA DEL PETRÓLEO Y SUS PRODUCTOS. PROF. DR. GUSTAVO JESÚS MARROQUÍN SÁNCHEZ. MEDINA VELÁZQUEZ CAROL DALIA MERA BARRERA MARY CARMEN.

2 Índice Página Introducción..1 Separación del gas natural de sus líquidos.2 Descripción del proceso Licuefactar el gas natural 2 Descripción del proceso criogénico. 3 Pasos realizados en el proceso criogénico...4 Productos de la criogenia...5 Referencias.. 6

3 INTRODUCCION La criogenia o denominada también el congelamiento ultra frío, es una técnica utilizada para enfriar materiales a temperaturas muy bajas - como la temperatura de ebullición del nitrógeno ( C) e incluso más bajas. Para lograr estas temperaturas se usan diversos productos siendo los más conocidos el nitrógeno y el helio. La criogenia tiene una gran variedad de aplicaciones, entre las que podemos destacar el procesamiento de metales y de hidrocarburos, el almacenamiento o preservación de vacunas, alimentos, entre otros. Su uso en la industria de los hidrocarburos se ha incrementado en los últimos tiempos con especial interés en el gas natural, ya que los procesos criogénicos han permitido que el gas natural pueda ser licuefactado y transportado mediante buques especialmente acondicionados a destinos muy lejanos. PLANTAS CRIOGÉNICAS Una planta criogénica, como su nombre lo indica es aquella en la que se llevan a cabo procesos criogénicos, con la finalidad de obtener diferentes productos, con niveles de 9pureza elevados, es decir, con la menor contaminación posible, a su vez el proceso criogénico utiliza temperaturas muy bajas para obtener los mejores productos posibles. Usos de las plantas criogénicas El uso de estas plantas es el tratamiento de hidrocarburos, para los cuales se pueden realizar dos cosas en este tipo de plantas. Separar el gas natural de sus líquidos, estos se pueden obtener por procesos criogénicos gracias a la condensación de dichos líquidos y luego son extraídos por un proceso de extracción o un fraccionamiento de líquidos. Tecnología criogénica en los hidrocarburos en licuefactar el gas natural: la licuefacción se realiza exclusivamente para hacer viable el transporte de gas natural, ya que al licuefactar el gas, lo que se está haciendo es pasarlo a su estado líquido (para mejorar el transporte).

4 Separación del gas natural de sus líquidos En un yacimiento de gas natural es posible encontrar gas natural combinado con petróleo, con otros hidrocarburos e incluso en algunos casos con agua. Descripción del proceso 1. El gas natural, metano, etano y líquidos en fase vapor, es extraído del yacimiento, el producto es trasladado hasta la unidad de deshidratación, se reduce la cantidad de agua presente en él a pequeñas cantidades. 2. Después el gas natural pasa a un separador de baja temperatura, del cual se obtiene como resultado final gas natural húmedo por un lado y los líquidos más pesados de gas natural por otro. 3. El gas natural húmedo es enviado a una desetanizadora tras haber pasado por un Turbo Expander en el cual se reduce la presión y la temperatura del mismo. Obteniendo el gas natural seco y líquidos livianos de gas natural. 4. El gas natural es reducido en volumen para poder ser enviado a su siguiente destino, enviado a través de unos gasoductos. Los líquidos de gas natural resultantes están listos para ser enviados a almacenar, o en caso contrario, para ser enviados a la planta de procesamiento respectiva. Licuefacción el gas natural Aun después de la separación del gas natural de sus líquidos, es poco denso y ello dificulta su transporte. Por esto, el gas natural debe ser comprimido en estaciones de compresión que se intercalan a lo largo de los gasoductos o licuefactado en plantas especiales, con la finalidad de aumentar su densidad y hacer su transporte física y económicamente viable.

5 En estos procesos se usan sistemas criogénicos ya que son llevados a cabo a temperaturas muy bajas. El gas natural para ser licuefactado es sometido a temperaturas de hasta C. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO CRIOGENICO. 1. El gas natural proveniente del yacimiento es recibido en la planta de licuefacción y es enviado a una columna de aminas en la cual se remueve el dióxido de carbono y otros compuestos que pudiesen estar presentes para evitar problemas en los procesos posteriores. 2. El gas natural es enviado a una unidad de deshidratación para secar el gas hasta que contenga menos de 1 parte por millón de agua en volumen para evitar su posible congelamiento en los procesos posteriores. 3. Una vez deshidratado, pasa a una unidad en la cual se inicia los procesos de pre-enfriamiento utilizando fluidos frigoríficos como el propano, en ciclos termodinámicos de refrigeración. 4. El gas natural pasa a la unidad criogénica, en la cual su temperatura se reduce considerablemente, hasta -161 C, temperatura en la cual el metano, principal componente del gas natural, se convierte en líquido, hasta ser condensado por medio de otro ciclo de refrigeración. 5. Finalmente, el gas natural en forma líquida es enviado a los tanques de almacenamiento a una temperatura aproximada de -163 C y con una presión de 1,08 bar. Se almacenan en buques especiales o camiones cisterna que cuentan con sistemas que mantienen la temperatura y las características del gas natural líquido.

6 PASOS REALIZADOS EN EL PROCESO CRIOGÉNICO El proceso criogénico recibe gas dulce húmedo de las plantas endulzadoras de gas y en algunos casos directamente de los campos productores, el cual entra a una sección de deshidratado, donde se remueve el agua casi en su totalidad, posteriormente es enfriado por corrientes frías del proceso y por un sistema de refrigeración mecánica externo como se muestra en la figura 1. Mediante el enfriamiento y la alta presión del gas es posible la condensación de los hidrocarburos pesados (etano, propano, butano, etc.), los cuales son separados y enviados a rectificación en la torre desmetanizadora. El gas obtenido en la separación pasa a un turbo expansor, donde se provoca una diferencial de presión (expansión) súbita, enfriando aún más esta corriente, la cual se alimenta en la parte superior de la torre desmetanizadora. El producto principal de esta planta es el gas residual (gas natural, básicamente metano, listo para su comercialización), el cual es inyectado al Sistema Nacional de Ductos para su distribución y, en algunos lugares, se usa como bombeo neumático. No menos importante es el producto denominado líquidos del gas natural, el cual es una corriente en estado líquido constituida por hidrocarburos licuables, esta corriente constituye la carga de las plantas fraccionadoras. Figura 1. Representación general del proceso criogénico de gases del petróleo.

7 Productos del proceso criogénico de los gases del petróleo Gas Natural Es una mezcla de hidrocarburos simples que se encuentra en estado gaseoso, en condiciones ambientales normales de presión y temperatura. El gas natural comercial está compuesto aproximadamente en un 95% de metano (CH4), que es la molécula más simple de los hidrocarburos. Líquidos del gas natural Mezcla del gas natural con contenido de butano, propano y etano estos en estado líquido.

8 Referencias AAC7-5E170558FA20/0/PROCESOSINDUSTRIALESnoviembre06.pdf (NOV. 2006) 2. _crioge nica.pdf (ENE. 2010) 3.