Gas Natural. Caracterización. Ciclos Combinados



Documentos relacionados
Procesos industriales

GAS NATURAL. 1 Qué es? 2 Cómo se formó?

Procesos industriales

Los gases combustibles pueden servir para accionar motores diesel, para producir electricidad, o para mover vehículos.

Conceptos básicos sobre el Gas Natural PERUPETRO S.A.

Pirólisis y Gasificación (alternativas a la incineración convencional)

EL GAS NATURAL: USO RESIDENCIAL, COMERCIAL E INDUSTRIAL

CICLO DE CONFERENCIAS TÉCNICAS EN LA CIUDAD DE MOQUEGUA

ENERGÍA ELÉCTRICA. Central térmica

Las dos partes principales de la sección D de la CIIU tienen que ver con la electricidad y el gas. Las industrias de la electricidad intervienen en

CAPITULO 1 1. GENERALIDADES Y CARACTERISTICAS BASICAS DEL GAS NATURAL Denominación y Descripción del Gas Natural

SOLENSA S.A. de C.V. IV Congreso Anual Conjunto de Asociaciones del Sector Energético y XII Congreso Anual de la AMEE Acapulco 2012

Fuente: Capacidad instalada de proceso. Estadísticas mensuales básicas de diciembre 2009 y Subdirección de Producción.

COGENERACIÓN. Santiago Quinchiguango

OPERACIÓN DE PLANTAS DE PROCESAMIENTO DE GAS NATURAL

TRATAMIENTO DEL GAS NATURAL ASOCIADO (ENDULZAMIENTO) PARA LA PRODUCCIÓN DE GLP EN PLANTAS DE GAS

G E N E R A L IDADES R E D E S

Índice. 2. Comportamiento del recurso biomásico 3. Procesos de conversión de la biomasa y sus aplicaciones. 1. La biomasa. 4. Ventajas y desventajas

ENOIL. Hidrocarburos Ecológicos de Segunda Generación

PROYECTO DEL PRESUPUESTO DE EGRESOS DE LA FEDERACIÓN 2015 ESTRATEGIA PROGRAMATICA. ENTIDAD TZZ Petróleos Mexicanos (Consolidado) Página 1 de 6

LOS COMBUSTIBLES FÓSILES

4 FUENTES DE ENERGÍA.

1. La biomasa es almacenada en un depósito de alimentación, lugar cerrado habilitado específicamente para esos fines.

Universidad de la República Tecnología y Servicios Industriales 1 Instituto de Química. Combustibles. Definición. Clasificación. Propiedades.

INTRODUCCION AL GNL Santo Domingo, agosto de 2010

ENERGIAS RENOVABLES EN GUATEMALA

La electrólisis permite descomponer la Alúmina en aluminio y oxígeno.

ANÁLISIS DE EXERGÍA EN PROCESOS DE LICUEFACCIÓN DE GAS NATURAL PARA POTENCIALES DESARROLLOS EN VENEZUELA

Plantas de licuefacción

Termodinámica y Máquinas Térmicas

La inertización de procesos industriales con recuperación de volátiles. Franz Bechtold Abelló Linde, S.A. Expoquimia 16 de noviembre de 2011

METROGAS: Preocupación por el medioambiente.

Contenidos. Centrales térmicas convencionales. Elementos Esquema de funcionamiento. Centrales térmicas especiales

Las centrales de ciclo combinado a gas natural, clima y medio ambiente

Por qué es importante reciclar?

4 FUENTES DE ENERGÍA.

Gas Licuado en la Generación Cogeneración - Microcogeneración

QUÉ ES EL GAS NATURAL?

6.1 Antecedentes 6.0 PIRÓLISIS SEDESOL

Uso de combustibles fósiles: las centrales térmicas

La acción antrópica y los problemas medioambientales

Norma NAG Julio de 2006 ARTEFACTOS PARA GAS CLASIFICACIÓN; GASES DE USO Y DE ENSAYO ENARGAS ENTE NACIONAL REGULADOR DEL GAS

ESTUDIO DEL CICLO DE RANKINE

Lección 5. Las fuentes de contaminación del aire ambiental

Lo que se presenta a continuación son

EL GAS NATURAL LICUADO (GNL) I. INTRODUCCION

LA ESCUELA ES NUESTRA Y TENEMOS QUE CUIDARLA

Por Qué Cogeneración. Sistemas Típicos de Cogeneración: ARTÍCULO TÉCNICO COGENERACIÓN

II CONGRESO GAS NATURAL PARA LA MOVILIDAD. Bloque 2: Terrestre. Alejandro Lafarga 23 de Octubre de 2013

Capítulo 1 Uso sostenible de la energía

Unidad. Energías no renovables

REFRIGERACIÓN POR ABSORCIÓN

Ejemplo: para producir 1 t de vapor saturado a 1 bar de presión (punto de ebullición 100 C) es necesaria la siguiente energía:

Índice. Qué es biomasa? Tipos de biomasa. La propuesta de Guascor Planta de I+D+i Jundiz

El gas natural y la eficiencia energética

MEDICIÓN Y ANÁLISIS DE CONTAMINANTES DEL AIRE

SISTEMAS COLECTORES DE POLVO

PROTOCOLO. Carácter Modalidad Horas de estudio semestral (16 semanas) Conocimientos sobre aspectos económicos y conceptos de energía.

COCCION gas. Índice. Los gases y la combustión. Las ventajas del gas. Aparatos de cocción a gas. La seguridad

Las energías alternativas.

DIAGNÓSTICO DE LA PRODUCCIÓN NACIONAL DEL GAS ASOCIADO ECUADOR MEM - DNH

Emisión de Gases Efecto Invernadero

Centro Nacional de Referencia sobre Contaminantes Orgánicos Persistentes

1. EQUILIBRIO DE MATERIAS. BIODIVERSIDAD

DISEÑO DE PLANTAS I SERVICIOS INDUSTRIALES

CÁLCULOS DE COMBUSTIÓN DE UN PRODUCTO COMBUSTIBLE CUANDO SE DESCONOCE SU COMPOSICIÓN DIAGRAMAS

ECONOMIZADORES. El Rol de un Economizador

BENEFICIOS DE LA SUSTITUCIÓN DE PETRÓLEO RESIDUAL POR GAS NATURAL EN CALDERAS DE VAPOR

Aitor Mendikute Aiora Astorkia Olaia Golzarri Irati Agirregomezkorta

Cómo optimizar la energia!

PROCESO DE FABRICACIÓN DE BIODIESEL

05/09/ Ricardo Sebastián González - MSc. Renewable Energy

Física y Tecnología Energética. 9 - Máquinas Térmicas. Motor de vapor. Turbinas.

México D.F. 3 de Agosto Comité de Competitividad: Cogeneración y eficiencia energética

UNIDAD DE RECUPERACIÓN DE AZUFRE

Oportunidades para la competitividad y sostenibilidad con soluciones térmicas de alta eficiencia en hoteles

Cogeneración con gas natural

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 Entropía s [KJ/Kg.ºK]

CONTENIDO PROGRAMÁTICO

INTRODUCCIÓN A LA CLIMATIZACIÓN Sesión 3. Carlos Naranjo Mendoza

CURSO INTERNACIONAL: PRODUCCION Y APROVECHAMIENTO ENERGETICO DE BIOMASA

MEDIOS DE TRANSPORTE DEL GAS NATURAL COMPRIMIDO (GNC) Y GAS NATURAL LICUADO (GNL)

GLOSARIO DE QUÍMICA ABONO: Es cualquier sustancia orgánica o inorgánica que mejora la calidad de la tierra.

Reciclaje del Aluminio

Auditorías Energéticas

El papel del gas natural en la energía térmica Subdirección de Ingeniería. Madrid, 26 de Noviembre de 2015

CALENTADORES INSTANTANEOS 28/11/2007 1

I Jornadas sobre Desarrollo Sostenible /Iraunkorrari buruzko I Jardunaldiak Escuela de Ingeniería de Eibar / Eibarko Ingeniaritza Eskola

Aplicaciones de Biomasa

4 Tecnologías de generación de energía eléctrica a partir de biogás.

CONCLUSIONES DEL INFORME SOBRE TENDENCIAS TECNOLÓGICAS EN EL SECTOR ENERGÉTICO ESPAÑOL EN EL HORIZONTE DEL

Buderus Directiva ErP. En la zona verde

UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA E INFORMÁTICA SÍLABO ASIGNATURA: MÁQUINAS TÉRMICAS I

Mantenimiento y uso calderas de biomasa Daniel Solé Joan Ribas

APROVECHAMIENTO DE SUBPRODUCTOS PARA LA GENERACION DE ENERGIA TERMICA Y ELECTRICA

El éxito de la implementación del modelo ESE en la industria

Demanda de Electricidad y Gas Natural Francisco Barnés de Castro 14 de Octubre de 2005

4. METODOLOGÍA. 4.1 Selección de la mezcla

COGENERA2000 COGENERACION

FERMENTACION ALCOHOLICA BIOETANOL

Transcripción:

Gas Natural Caracterización Ciclos Combinados

Descripción El Gas Natural (GN) es un gas combustible que se encuentra en la naturaleza en reservas subterráneas en rocas porosas Consiste en una mezcla de hidrocarburos, principalmente metano, y otros más pesados.

Importancia del Gas Natural El gas natural constituye la tercera fuente de energía, después del petróleo y el carbón

Clasificación por origen Dependiendo su origen se clasifica en: Gas asociado: Es el que se extrae junto con el petróleo y contiene grandes cantidades de hidrocarburos, como etano, propano, butano y naftas. Gas no asociado: Es el que se encuentra en depósitos que no contienen petróleo crudo

Composición del Gas Natural Componente Fórmula Gas No Asociado Gas Asociado Metano CH 4 95-98 % 60-80 % Etano C 2 H 6 1-3 % 10-20 % Propano C 3 H 8 0.5-1 % 5-12 % Butano C 4 H 10 0.2-0.5 % 2-5 % Pentano C 5 H 12 0.2-0.5 % 1-3 % Dióxido de carbono CO 2 0-8 % 0-8 % Nitrógeno N 2 0-5 % 0-5 % Ácido sulfhídrico H 2 S 0-5 % 0-5 % Otros A, He, Ne, Xe trazas trazas

Clasificación por composición Gas amargo: Contiene derivados del azufre (ácido sulfhídrico, mercaptanos, sulfuros y disulfuros) Gas dulce: Libre de derivados del azufre, se obtiene generalmente al endulzar el gas amargo utilizando solventes químicos o físicos, o adsorbentes

Clasificación por composición Gas húmedo: Contiene cantidades importante de hidrocarburos más pesados que el metano, es el gas asociado Gas seco: Contiene cantidades menores de otro hidrocarburos, es el gas no asociado

Clasificación por composición Denominación Estándar Gas Dulce Seco Gas Amargo Seco Gas Dulce Húmedo Gas Amargo Húmedo Componente Gas No Asociado Gas Asociado Etano <10% <10% >10% >10% H 2 S <1% >1% <1% >1% CO 2 <2% >2% <2% >2%

Procesamiento del Gas Natural El Gas Natural tiene que procesarse para poder cumplir con estándares de calidad Los estándares son especificados por las compañías de transmisión y distribución, las cuales varían dependiendo del diseño del sistema de ductos y de las necesidades del mercado que se quiere atender

Requerimientos Los estándares especifican: El poder calorífico del gas (en México, debe ser entre 34 y 40 MJ/m 3 ) La ausencia de partículas sólidas y agua líquida, para prevenir erosión y corrosión de los gasoductos) Los porcentajes máximos de componentes como el H 2 S, N, mercaptanos y vapor de agua Índice de Wobbe: Es la relación del poder calorífico superior con respecto a la raíz cuadrada de la densidad relativa: W = H S ρ En México: 43.0-47.5

Etapa 1 Remoción de Condensados y agua Remoción de condensados y agua líquida Los condensados son llamados también gasolina natural, porque se compone de hidrocarburos cuyo punto de ebullición está en el rango de la gasolina Su composición puede ser: H 2 S Mercaptanos CO 2 Alcanos (de entre 2 y 12 átomos de carbono) Ciclohexano (C 6 H 12 ) Aromáticos (benceno, tolueno, xileno, etilbenceno) Los condensados se envían usualmente a una refinería de petróleo y el agua desecha

Etapa 1

Etapa 2 Endulzamiento El endulzamiento se hace con el fin de remover el H 2 S y el CO 2 del GN, se llama así porque se remueven los olores amargos y sucios) Se llaman gases ácidos, porque en presencia de agua forman ácidos Existen varios procesos: Tratamiento de gas con aminas Proceso Benfield Unidad PSA Los productos de éste proceso, son gas dulce húmedo y gases ácidos

Tratamiento con aminas

Etapa 3 Recuperación del azufre El gas ácido compuesto de H 2 S y CO 2 proveniente del proceso de endulzamiento, se envía a una unidad de recuperación de azufre En esta unidad alrededor de entre 90 y 97% del H 2 S contenido en el gas, es convertido en azufre elemental o en ácido sulfúrico El proceso Claus es el más común para recuperar azufre El proceso de contacto y el proceso WPA se utilizan para recuperar ácido sulfúrico

Proceso Claus

Limpieza del gas de residual El gas producto de la unidad recuperadora de azufre, contiene de un 3 a un 10% de H 2 S Existen varios procesos que continúan la recuperación de azufre y envían el resto de vuelta a la unidad recuperadora de azufre: Proceso Scot Proceso Clauspol Son procesos derivaos del Proceso Claus que ayudan a recuperar más azufre.

Incinerador El gas producto de los procesos anteriores de limpieza, aún contiene entre 0.3 y 1% de H 2 S Se envía a una unidad incineradora para convertirlo en SO 2 que es menos contaminante Este incinerador es indispensable en toda planta de endulzamiento

Etapa 4 Deshidratación y remoción de mercurio Se remueve el vapor de agua mediante alguno de los siguientes procesos: Unidad de glicol Liquido disecante que adsorbe el agua por contacto, usualmente trietilen glicol Unidad PSA Se utiliza un adsorbente sólido, como la zeolita que es un silicato de aluminio

Remoción de mercurio La remoción del mercurio se lleva a cabo mediante: Carbón activado Tamiz molecular Es un material que contiene poros pequeños de tamaño preciso y uniforme, usado como agente adsorbente, funciona como un filtro pero que opera a nivel molecular atrapando el mercurio, que es venenoso y perjudicial para las tuberías de aluminio.

Etapa 5 Rechazo de nitrógeno Existen tres métodos básicos para remover el nitrógeno del gas natural: Destilación criogénica Adsorción Separación por membranas El más común es la destilación criogénica

Proceso criogénico

Etapa 5 Recuperación de los líquidos del GN Se utiliza otra destilación criogénica, para obtener: Etano Propano Isobutano n-butano Pentanos

Separación criogénica Componente Neopentano Isopentano n-butano Isobutano Propano Etano Metano Temp. Ebullición [ C] 36.07 27.85-0.5-11.72-42.04-88.6-161.49 Producto Líquidos Gas Natural (NGL) Gas L.P. Gas Natural Licuado (LNG)

Etapas de procesamiento GN

Etapas de procesamiento GN

Transporte y Almacenamiento Gasoductos Económicos, respecto al transporte terrestre Principal medio de transporte en EUA y la Unión Europea Imprácticos para transporte intercontinental

Transporte y Almacenamiento Gas Natural Licuado (LNG) Buques tanque Opción competitiva para países fuera de las regiones geográficas naturales

Gas Natural Licuado El Gas Natural es licuado en plantas de licuefacción, reduciendo su temperatura a -160 C a presión atmosférica. Las impurezas admitidas son mucho menores que para el gas con calidad de gasoducto Se necesitan una remoción más agresiva de agua, nitrógeno y CO 2

Proceso de lucuefacción Existen 4 procesos disponibles: APCI, Cascada. Diseñado por ConocoPhillips Shell DMR Ciclo refrigerante de Linde

Proceso de enfriamiento El gas dulce seco con menos del 0.1% de pentanos e hidrocarburos mas pesados, se enfría en una sección criogénica hasta -160 C, donde se licua por completo El gas licuado producido se almacena en tanques a presión atmosférica para su transportación

Proceso Cascada

GN y Medio Ambiente El gas natural es el combustible fósil con menor impacto medioambiental, incluyendo las etapas de extracción, elaboración, transporte y consumo de uso final

Emisiones del Gas Natural Emisiones de CO 2 40-50% menores que las del carbón 25-30% menores que las del combustóleo Emisiones de NO X Dos veces menores que el carbón Dos veces y media menores que el combustóleo Emisiones de SO 2 150 veces menores que el diesel Entre 70 y 1500 veces menos que el carbón 2500 veces menos que el combustóleo

Gas Natural Principales usos: Doméstico Para cocinar Calefacción Industrial Calor para fundición (vidrio, metal) Generación de electricidad

Generación de electricidad

Ciclo Combinado Es una planta de generación de energía eléctrica que emplea más de un ciclo termodinámico En general, se describe como la combinación de una turbina de gas (Ciclo Brayton), un intercambiador de calor (IC) y una turbina de vapor (Ciclo Rankine) para la generación de energía eléctrica, si el vapor del IC se usa en un proceso industrial o para calefacción, recibe el nombre de cogeneración.

Tipos de plantas CCGT (Ciclo combinado de Turbina de Gas) Una turbina de gas genera electricidad, mientras que sus gases de desecho alimentan un intercambiador de calor, en donde se genera vapor que se suministra a una turbina de vapor.

Diagrama simple

Configuración Eje sencillo Una turbina de gas y una de vapor 1x1 Puede generar alrededor de 270 MW Multieje Dos o más turbinas de gas y una turbina de vapor 2x1 o 3x1 Una configuración 2x1 puede generar 540 MW

Eficiencia El cálculo de la eficiencia de un CC se realiza de la siguiente forma: η CC = η TG + (IC x η IC x η TV ) Donde: η TG = Eficiencia de la turbina de gas IC = 1- η TG (Calor en los gases de escape de la turbina de gas que entra al intercambiador de calor) η IC = Eficiencia del intercambiador de calor η TV = Eficiencia de la turbina de vapor

Eficiencia Suponiendo una planta con los datos siguientes η TG = 33% IC = 1- η TG = 100-33 = 67% η IC = 85% η TV = 37% η CC = η TG + (IC x η IC x η TV ) η CC = 0.33 + (0.67 x 0.85 x 0.37) η CC = 0.54 = 54 %

Características adicionales Combustión adicional Se quema gas natural directamente en el intercambiador de calor La eficiencia disminuye La capacidad adicional puede variar entre 20 y 50 MW en una configuración 1x1, pero puede ser importante en periodos de máxima demanda

Alternativas IGCC (Gasificación integrada en CC) Utiliza Gas Sintético en lugar de Gas Natural Se lleva a cabo la transformación del carbón en gas sintético, también se pueden utilizar, derivados del petróleo o biomasa. Se llama integrada, porque el proceso de gasificación ha sido optimizado para un Ciclo Combinado y se lleva a cabo en la misma planta.

Bibliografía AIE Manual de estadísticas energéticas 2007 Boyce, Meherwan P. Handbook for cogeneration and combined cycle power plants Energy Technology Expert Efficiency of CC power plants http://energytechnologyexpert.com/energy-efficiency/how-tocalculate-overall-thermal-efficiency-of-combined-cycle-powerplants-a-sample-ccgt-presented/ Kidnay, Fundamentals of Natural Gas Processing Kumar, Sanjay Gas Production Engineering SENER Prospectiva del Mercado de Gas Natural 2008-2017 SENER Prospectiva del Sector Eléctrico 2008-2017 Shukri, LNG Technology selection, http://www.fosterwheeler.com/publications/tech_papers/files/t ariqlng.pdf

Gas Natural GRACIAS