Sistema Productivo del Combustible Gas PDVSA

Minuta 5
Nombre de la Institución: IUTET
Lugar: Valera. Estado Trujillo. Fecha: 14 de Julio de 2009.
Participante: Elvis Morillo C.I. Nº 9.314.984. Sección “A”
Prof: Ing. Msc. Edgar Sánchez.
Tema: Exposición del Sistema Productivo del Combustible Gas PDVSA.
Puntos Tratados:
Sistema productivo del Combustible Gas PDVSA C.A.
Desarrollo
Que significa el producto?
Gas Combustible
Principalmente consiste en una mezcla de hidrocarburos parafínicos simples de los cuales metano (CH4) es el componente de mayor proporción (70 – 90% por volumen). Etano, propano, butanos y otras parafinas aparecen en proporciones que generalmente decrecen con el incremento de carbón (C).
El Gas se forma bajo la superficie terrestre por la descomposición de organismos animales, y vegetales de gran tamaño, así como los plancton (diminutas especies) ; cuando dichos vegetales y animales murieron se acumularon en mares, ríos etc. Y fueron sepultados por sedimentos, por lo que fueron sometidos a grandes presiones y temperaturas. En estas condiciones se produjo la transformación de dichos restos en el gas natural y el petróleo. Estos se encuentran almacenados en yacimientos
En algunos casos al explorara los yacimientos gasíferos se encuentra en espacios vacios superiores a la ubicación del petróleo y en otros casos se encuentran solos.

El Gas se forma bajo la superficie terrestre por la descomposición de organismos animales, y vegetales de gran tamaño, así como los plancton (diminutas especies); cuando dichos vegetales y animales murieron se acumularon en mares, ríos etc. Y fueron sepultados por sedimentos, por lo que fueron sometidos a grandes presiones y temperaturas. En estas condiciones se produjo la transformación de dichos restos en el gas natural y el petróleo. Estos se encuentran almacenados en yacimientos.
En algunos casos al explorara los yacimientos gasíferos se encuentra en espacios vacios superiores a la ubicación del petróleo y en otros casos se encuentran solos.
Etapas Básicas
1) Exploración y producción.
2) Recolección y almacenamiento.
3) Tratamiento y procesamiento.
4) Transporte y distribución.
5) Mercadeo Nacional e Internacional.
Proceso Productivo
Proceso y Tratamiento
Se entiende como procesamiento del gas, la obtención a partir de la mezcla de hidrocarburos gaseosos producida en un campo, de componentes individuales como etano, propano y butano. En el procesamiento del gas se obtiene los siguientes productos:
- Gas Residual o Pobre. Compuesto por metano básicamente y en algunos casos cuando no interesa el etano, habrá porcentajes apreciables de éste.
- Gases Licuados del Petróleo (LPG). Compuestos por C3 y C4; pueden ser compuestos de un alto grado de pureza (propano y butano principalmente) o mezclas de éstos. La tabla 26 muestra las características de algunos compuestos o mezclas de LPG.
- Líquidos del Gas Natural (NGL). Es la fracción del gas natural compuesta por pentanos y componentes más pesados; conocida también como gasolina natural. La tabla 24(1) muestra las especificaciones que típicamente se le exigen a la gasolina natural en una planta de procesamientos del gas natural.
El caso más sencillo de procesamiento del gas natural es removerle a este sus componentes recuperables en forma de líquidos del gas natural (NGL) y luego esta mezcla líquida separarla en LPG y NGL. Cuando del proceso se obtiene con un alto grado de pureza C2, C3 y C4 se conoce como fraccionamiento.
El procesamiento del gas natural se puede hacer por varias razones:
• Se necesitan para carga en la refinería o planta petroquímica materiales como el etano, propano, butano.
• El contenido de componentes intermedios en el gas es apreciable y es más económico removerlos para mejorar la calidad de los líquidos.
• El gas debe tener un poder calorífico determinado para garantizar una combustión eficiente en los gasodomésticos, y con un contenido alto de hidrocarburos intermedios el poder calorífico del gas puede estar bastante por encima del límite exigido.
Se habla básicamente de tres métodos de procesamiento del gas natural: Absorción, Refrigeración y Criogénico. El primero es el más antiguo y el menos usado actualmente; consiste en poner en contacto el gas con un aceite, conocido como aceite pobre, el cual remueve los componentes desde el C2 en adelante; este aceite luego se separa de tales componentes. El método de refrigeración es el más usado y separa los componentes de interés en el gas natural aplicando un enfriamiento moderado; es más eficiente que el método de absorción para separar del C3 en adelante. El proceso criogénico es el más eficiente de los tres, realiza un enfriamiento criogénico (a temperaturas muy bajas, menores de -100°F) y se aplica a gases donde el contenido de intermedios no es muy alto pero requiere un gas residual que sea básicamente metano.
Una vez que se tiene el GN, este se enfría hasta su temperatura de fusión, se almacena y mantiene a dicha temperatura para que mantenga un estado liquido. El enfriamiento se hace de forma criogénica. En general el GNL contiene de 88 a 94% de metano (CH4).

Licuefacción.
El gas alimentado a la planta de licuefacción viene de los campos de producción. Los contaminantes que se encuentran en el gas natural se extraen para evitar que se congelen y dañen el equipo cuando el gas es enfriado a la temperatura del LNG (-161ºC) y para cumplir con las especificaciones técnicas del gasoducto en el punto de entrega.
El proceso de licuefacción puede ser diseñado para purificar el GNL a casi 100 por 100 metano.
El proceso de licuefacción consiste en el enfriamiento del gas purificado mediante el uso de refrigerantes. La planta de licuefacción puede consistir en varias unidades paralelas (trenes). El gas natural es licuado a una temperatura aproximada de –161ºC. Al licuar el gas, su volumen es reducido por un factor de 600, lo que quiere decir que el GNL a la temperatura de -161ºC, utiliza 1/600 del espacio requerido por una cantidad comparable de gas a temperatura ambiente y presión atmosférica.

Proceso de Enfriamiento.
Para convertir el gas natural en líquido, se enfría el gas tratado hasta aproximadamente -161 °C, que es la temperatura a la cual el metano —su componente principal— se convierte a forma líquida. El proceso de licuefacción es similar al de refrigeración común: se comprimen los gases refrigerantes produciendo líquidos fríos, tales como propano, etano / etileno, metano, nitrógeno o mezclas de ellos, que luego se evaporan a medida que intercambian calor con la corriente de gas natural. De este modo, el gas natural se enfría hasta el punto en que se convierte en líquido. Una vez que el gas ha sido licuado se somete a un proceso de Joule Thompson o expansión con extracción de trabajo para poderlo almacenar a presión atmosférica. El GNL producido se almacena en tanques especiales para ser luego transferido a buques tanques especiales de transporte.
El diseño de estas plantas está gobernado por normas estrictas, en la industria de GNL hay cuatro diseñadores de plantas que se usan industrialmente: proceso con intercambiados de tubos en espiral (APCI y APX), la cascada optimizada de Phillips, el triple ciclo refrigerante de Linde y el proceso de caja fría con mezcla refrigerante (PRICO).
Todos estos procesos son usados en la industria y competencias de diseño son realizadas para seleccionar el proceso que va a generar el proyecto más rentable a lo largo de toda su vida útil.

Control de Calidad

Cuando se extrae el gas natural de los yacimientos subterráneos, a menudo contiene otros materiales y componentes que deben ser eliminados antes de que pueda ser licuado para su uso:
Helio por su valor económico y por los problemas que podría producir durante el licuado; Azufre, corrosivo a equipos, dióxido de carbono que se solidifica en las condiciones de licuefacción, y mercurio que puede depositarse en instrumentos y falsificar las mediciones. Agua, que al enfriar el gas se congelaría formando hielo o bien hidratos que provocarían bloqueos en el equipo si no se eliminaran; hidrocarburos pesados, llamados condensado, que pueden congelarse al igual que el agua y producir bloqueos del equipo y problemas en la combustión del gas.

Impacto Ambiental

El GNL tiene el menor impacto ambiental de todos los combustibles por su alto contenido de hidrógeno. Los derrames de GNL se disipan en el aire y no contaminan el suelo ni el agua. Como combustible vehicular, reduce las emisiones de óxidos de nitrógeno (NOx ) en un 70%, y no produce compuestos de azufre ni partículas. Para la generación eléctrica las emisiones de dióxido de azufre, SO2 prácticamente quedan eliminadas, y las emisiones de CO2 se reducen en un 40%.
Gas envasado o Licuado
Se lo conoce también como súper - gas, denominación esta proviene de su alto poder calorífico, 22.400 calorías por m³, el conocido como grado 1 y 27.800 calorías por m³ el conocido como grado 3. Su densidad 1,6 respecto al aire = 1 hace que los envases que lo contienen deban ubicarse en algunos lugares muy ventilados y en condiciones determinadas explícitamente por las reglamentaciones correspondientes.
De sus componentes el propano (C3H8, hidrocarburo subproducto de la refinación del petróleo es el que requiere mayor presión para licuarse y mantenerse en ese estado, presión que oscila entre las 150 a 300 libras (68,1 kg a 136,2 kg ) por cm² y tiene la cualidad de vaporizarse rápidamente a una temperatura de 45° C bajo cero.