mod 001 introduccion gas natural

8/16/2019 Mod 001 Introduccion Gas Natural

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Procesos del Gas NaturalProcesos del Gas NaturalProcesos del Gas Natural

Ing. Nelson Cabrera Maráz, Msc

[email protected]

N@Plus 2016

Gas NaturalGas NaturalGas Natural


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2 N @ P l u s 2 0 1 6

Obj et i vos del Modulo Obj et i vos del Modulo

Exponer las técnicas para el tratamiento,

procesamiento y acondicionamiento del gasnatural, para el cumplimiento de lasespecificaciones y exigencias de los mercados y

de los clientes. Proporcionar los elementos tácticos para el

diseño de módulos de proceso y operación de

las plantas de gas.


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3 N @ P l u s 2 0 1 6

Pr ogr ama Anal Pr ogr ama Anal í í t i co t i co

MODULO PROCESO DEL GAS NATURAL

- Introducción al procesamiento

- Separación y Tratamiento- Endulzamiento-remoción de compuestos no deseados

- Deshidratación del gas natural

- Control del punto de rocío- Extracción y Fraccionamiento de los LGNs

- Compresión, Medición, Transporte y Distribución

- Poder Calorífico y Riqueza del gas natural- Operación y Practicas prudentes de la industria


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4 N @ P l u s 2 0 1 6

Cont eni do m Cont enido m í í nimo nimo

Que es gas natural, búsqueda, cuantificación yextracción

Procesamiento del gas natural, Separación y tratamiento del gas natural,

Endulzamiento y la Deshidratación del gas natural,

Procesos de Extracción y fraccionamiento de los líquidosdel gas natural

Operaciones de compresión, medición, transporte y

distribución del gas natural Practicas prudentes de la industria, Normas, Estándares

y reglamentos técnicos.


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5 N @ P l u s 2 0 1 6

Metodolog Metodolog í í a a

Utilización de métodos explicativo e ilustrativo,con trabajos de investigación y experiencias de lasbuenas practicas adoptada por la industria en todoslos procesos de extracción, separación,tratamiento, procesamiento, fraccionamiento y

distribución del gas natural Utilización de medios audiovisuales

Distribución del material didáctico en medio digital

Evaluación parcial (Control de lectura) y evaluaciónfinal del modulo con examen de contenidos.


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6 N @ P l u s 2 0 1 6

Bibl iograf Bibl iograf í í a a

NATURAL GAS PRODUCTION ENGINEERING

Chi U. Ikoku, Krieger Publishing Company

GAS CONDITIONING AND PROCESSING

John M. Campbell, Volumes 1,2,3 y 4, Campbell Petroleum Series

OILFIELD PROCESSING OF PETROLEUM VOLUME ONE: NATURAL GAS

Francis S. Manning Ph.D, Pennwell Books

ENGINEERING DATA BOOK

Gas Processors Suppliers Association (GPSA)

INGENIERIA DE GAS NATURAL

Ramiro Perez Palacio – Marcias J. Martinez, Ingenieros Consultores, SRL

STANDARD HANDBOOK FOR MECHANICAL ENGINEERS

McGrawHill

NATURAL GAS MEASURMENT HANDBOOK

James E. Gallagher, Gulf Publishing Company

NATURAL GAS ENGINEERING HANDBOOK

Boyun Guo and Ali Ghalambor, Gulf Publishing Company


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7 N @ P l u s 2 0 1 6

Cr onogr ama de Act i vi dades Cr onogr ama de Act i vi dades

Mes Clase Descripción

del

Tema Modalidad

1 Introducción al Gas Natural

2 Procesamiento del Gas Natural

Separación y Tratamiento del Gas Natural

3 Endulzalmiento Remoción de los compuestos no deseados

4 Evaluación Parcial (Control de Lectura Clase 1,2,3)

Deshidratación

del

gas

natural

5 Control de Punto de Rocio

6 Extraccion y Fraccionamiento de liquidos del gas natural

7 Compresión,

Medición,

Transporte

y

Distribución

8 Poder Calorifico y Riqueza del gas natural

9 Examen final de contenidos y presentación de trabajo Evaluacion

JUN

Vie‐13

Mar‐17

Jue‐19

Mar‐24

Vie‐27

Lun‐05

Mie‐

01

Jue‐02

Mes: Mayo‐Junio 2016Horario: 19:00 a 22:00

MAY

Primera Parte

Segunda

Parte

Dia

Vie‐20


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8 N @ P l u s 2 0 1 6

Cr i t er i os y t i po de Eval uaci Cr i t er i os y t i po de Eval uaci ó ón n

Trabajo de Modulo %

Asistencia y participación 10

Prueba

Parcial

–

Control

de

lectura 20

Trabajos

prácticos

de

investigación 30

Evaluación

final

de

las

unidades

programáticas 40

Total 100

Sobresaliente90 a 100

Distinguido89 a 77

Suficiente76 a 64

ReprobadoMenos de 63


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9 N @ P l u s 2 0 1 6

Reglas B Reglas B á á si cas de la Nueva Veci ndad si cas de l a Nueva Vecindad

Puntualidad

Cumplir con el horario establecido

Evitar el uso de dispositivos electrónicos

Tomar apuntes y anotar las acotaciones

Evitar las conversaciones en clase Preguntar o interrogar sobre los temas expuestos

Presentar los trabajos exigidos

Asistir a las evaluaciones programadas


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SSíímbolos y Nomenclaturambolos y Nomenclatura

en Ingles/Espaen Ingles/Espa

ññ

olol


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11 N @ P

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Flow Sheet Symbols


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Flow Sheet Symbols


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Sistemas de Medida y factores deSistemas de Medida y factores deconversiconversióónn


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Unidades derivadas delUnidades derivadas del S.IS.I..


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Sistemas mas util izadosSistemas mas uti lizados

Unidades bUnidades báásicas en diferentes sistemas de medidassicas en diferentes sistemas de medidas

Sistemas de unidadesSistemas de unidades


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Glosario de términos

ADR American Depositary Receiptbbl Barrilbbld Barril de petróleo por díabcf Mil millones de pies cúbicosbcm Mil millones de metros cúbicosbcma Mil millones de metros cúbicos por añobep Barril equivalente de petróleobepd Barril equivalente de petróleo por díabscf Mil millones de pies cúbicos estándar FCC Fluid Catalytic Cracker

GLP Gas Licuado de PetróleoGNL Gas Natural LicuadoGwh Gigawatios por horakbbl Mil barriles de petróleokbbld Mil barriles de petróleo por díakbep Mil barriles de petróleo equivalenteskbepd Mil barriles de petróleo equivalentes por díakg Kilogramokm Kilómetrokm2 Kilómetro cuadrado

kscf Mil pies cúbicos estándar kt Mil toneladaskta Mil toneladas por añom3 Metro cúbicoMbbl Millón de barrilesMbep Millón de barriles equivalentes de petróleoMm3 Millón de metros cúbicosMm3d Millón de metros cúbicos por díaMscf Millón de pies cúbicos estándar Mscfd Millón de pies cúbicos estándar por día

MTBE Metil terbutil éter Mtep Millón de toneladas equivalentes de petróleoMw Millón de watiosOP/SM Óxido de propileno/Estireno monómeroPEAD Polietileno de alta densidadPEBD Polietileno de baja densidadscf Pie cúbico estándar t Tonelada métricatep Tonelada equivalente de petróleoUSD Dólar americano


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AbreviaturasAbreviaturas

BBLBBL Barril (Barril (BarrelBarrel))

BOEBOE Barril de aceite equivalente (Barril de aceite equivalente (BarrelBarrel oiloil equivalentequivalent – – boe,bpeboe,bpe))

BPDBPD Barriles Por DBarriles Por Dííaa

BMCBMC BillBillóón de Metros Cn de Metros Cúúbicos (10 a la 9)bicos (10 a la 9) – – BN MCBN MCBPCBPC BillBillóón de Pies Cn de Pies Cúúbicos (10 a la 9)bicos (10 a la 9) – – BN PCBN PC

BTUBTU Unidad TUnidad Téérmica Britrmica Britáánica (nica (British thermal unit)British thermal unit)

MCMC Metro CMetro Cúúbicobico – – M3M3

PCPC Pie CPie Cúúbicobico – – P3P3

MMBBLMMBBL Millones de barrilesMillones de barriles

MMBTUMMBTU Millones de unidades tMillones de unidades téérmicas Britrmicas Britáánicasnicas

MMPCSDMMPCSD Millones de pies cMillones de pies cúúbicos estbicos estáándar porndar por diadia

MMPCSMMPCS Millones de pies cMillones de pies cúúbicos estbicos estáándar ndar

MPCSMPCS Miles de pies cMiles de pies cúúbicos estbicos estáándar ndar PCDPCD Pies cPies cúúbicos por dbicos por dííaa

TPCTPC TrillTrillóón de pies cn de pies cúúbicosbicos

TrillionTrillion of of cubiccubic feetfeet (TCF)(TCF) – – 10 a la 1210 a la 12


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MedidasMedidas

¿¿CuCuáál es la unidad de medida para el petr l es la unidad de medida para el petr óóleo?leo?

El petr El petr óóleo se mide en "Barrilesleo se mide en "Barriles““ , Un barril de petr , Un barri l de petr óóleo equivale a:leo equivale a:

42 galones estadounidenses42 galones estadounidenses

34,97 galones imperiales34,97 galones imperiales

159 litros159 litros

0,159 metros c0,159 metros cúúbicosbicos

0,136 toneladas m0,136 toneladas méétricas en peso (aproximadamente: depende de latricas en peso (aproximadamente: depende de ladensidad del petr densidad del petr óóleo)leo)

La energLa energíía de un barril de petr a de un barril de petr óóleo depende del tipo de petr leo depende del tipo de petr óóleo. Equivaleleo. Equivale

aproximadamente a:aproximadamente a:

5.659 pies c5.659 pies cúúbicos de gas natural secobicos de gas natural seco

0,26 toneladas de carb0,26 toneladas de carbóónn

1.7001.700 KwhKwh de electric idad: suficiente para iluminar una bombilla de 100de electric idad: suficiente para iluminar una bombil la de 100

vatios durante 17.000 horas.vatios durante 17.000 horas.


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MedidasMedidas

¿¿CuCuáál es la unidad de medida para el gas?l es la unidad de medida para el gas?

El gas se mide enEl gas se mide en ““ Pie CPie Cúúbicobico -- PCPC““ o eno en ““ Metro CMetro Cúúbicobico -- MCMC”” ::

1 MC = 35.33 PC; 35314BTU; 6.29 BBL; 264 Galones1 MC = 35.33 PC; 35314BTU; 6.29 BBL; 264 Galones

1 PC = 0.0283 MC; 0.178 Barriles; 1000BTU1 PC = 0.0283 MC; 0.178 Barri les; 1000BTU

Un mil lUn mil lóón de MC de gas por dn de MC de gas por d íía equivale a:a equivale a:

37 MMPCD37 MMPCD

6500 BPD6500 BPD

8500 Barriles de GLP por D8500 Barri les de GLP por Dííaa

Un MMBTU equivale a:Un MMBTU equivale a:

1000 PC de gas1000 PC de gas

28.5 MC de gas28.5 MC de gas


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Medidas y equivalenciasMedidas y equivalencias

El gas se suele medir en "barriles de petróleo equivalente", abreviado, "bpe oboe“.

A menudo se emplea bpe para medir reservas de gas. El factor de conversiónentre volúmenes de petróleo y volúmenes de gas varía.

Un barril de equivalente de petróleo (bpe) es aproximadamente igual a:

160 metros cúbicos de gas5659 pies cúbicos de gas1000 metros cúbicos de gas es aproximadamente igual a 1 metro cúbicode equivalente de petróleo.

El factor de conversión de volúmenes de gas a bpe depende del tipo de gas.Numerosos países y compañías petrolíferas generan sus informes de reservasde gas subterráneo en bpe basándose en un factor de conversión de 6000 PC(seis mil pies cúbicos) de gas por barril de petróleo equivalente.


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¿ ¿Qu Qu é é es el gas nat ural ? es el gas nat ural ?

El gas natural es una mezcla de hidrocarburos

gaseosos que se encuentra frecuentemente en

yacimientos fósiles, no asociado (solo), disuelto o

asociado (acompañando al petróleo) o en depósitos decarbón.

Seg Seg ú ú n la SPE n la SPE , el Gas natural es la porci Gas natural es la porci ó ó n de petr n de petr ó ó leoleoque existe ya sea en fase gaseosa que existe ya sea en fase gaseosa o está en solución en

el petróleo crudo en yacimientos subterráneos

naturales y que a condiciones atmosféricas de presión

y temperatura se mantiene en fase gaseosa. El gasnatural puede incluir algunas impurezas o sustancias

que no son hidrocarburos.


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Metano CH4

COMPOSICION QUIMICACOMPOSICION QUIMICACOMPOSICION QUIMICA

GAS NATURALGas que se presenta natural

en el subsuelo y está

constituido principalmentepor metano.

El gas natural tiene varios

componentes:

- metano (80%),- butano (2,5%),

- propano (6%),

- etano (7%)

- C5+

- Impurezas


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29 N @ P l u s 2 0 1 6

Component es de gas nat ural ant es de ser pr ocesado Component es de gas nat ural ant es de ser pr ocesado


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30 N @ P l u s 2 0 1 6

Clasif icaci Clasif icaci ó ón del gas nat ur al n del gas nat ur al

Gas Dulce

Es aquel que no contiene sulfuro de hidrogeno.

Gas grio

Contiene cantidades apreciables de sulfuro de

hidrogeno y por lo tanto es muy corrosivo.

Gas Rico (Húmedo)Es aquel del que puede obtenerse cantidades

apreciables de hidrocarburos líquidos. No tiene nada

que ver con el contenido de vapor de agua.

Gas Pobre (Seco)

Esta formado prácticamente por metano.


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31 N @ P l u s 2 0 1 6

Component es t Component es t í í pi cos del gas en la i ndust r i a pi cos del gas en la i ndust r i a

CO2 H2S N2 C1 C2 C3 iC4 nC4 iC5 nC5 C6 C7+

Gas Inerte . .Gas

Acido . .LNG . . . . . .Gas Natural . . . . . . . . . . . .LPG o GLP . . . .Gasolina Natural . . . . . . .NGL

o

GNL . . . . . . . .Condensado Estabilizado . . . . . .

Componentes


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32 N @ P l u s 2 0 1 6

Composici Composici ó ón gas nat ur al n gas nat ural


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Pr opi edades del gas nat ural Pr opi edades del gas nat ural


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Compos i c i Compos i c i ó ón d e l Ga s na tura l n d e l Ga s na tura l


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36 N @ P l u s 2 0 1 6

también llamado gas metano es una mezcla de gases donde el metanorepresenta en porcentaje alto entre 70 – 99 % del total de hidrocarburos

en los gases asociados: gases mas son el etano, propano y butano,sobrepasan el 15% del total de la mezcla que forma el gas natural

su composición del gas es diferente entre pozos y reservorios el gas natural se encuentra en yacimientos parecidos o similares a la del

petróleo y en pequeñas cantidades se encuentra asociada con el petróleo ocarbón

los yacimientos de gas generalmente son independientes y se formaron enetapas geológicas mas recientes por degradación bioquímica de la materiaorgánica de las rocas sedimentarias de poca profundidad o la degradaciónquímica de los residuos orgánicos de la rocas antiguas y profundas.

esto constituye el origen genético de la mayoría de los yacimientos

mundiales de gas natural la composición del gas natural esta determinada por la influencia de los

siguientes factores: condiciones de temperatura y presión del yacimiento,estructura geológica de la zona de extracción, el grado de saturación del gasa la temperatura de salida del gas del pozo, etc.

General i dades del GAS General i dades del GAS


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37 N @ P l u s 2 0 1 6

En función de la composición del GN: Yacimientos formados de gas no asociados, que contienen

especialmente gas metano hasta un 99%, Yacimientos formados de gas asociados, los cuales a lado del

metano contienen porcentajes variables de hidrocarburos y otrosgases

Esta compuesto por C, H, S, N, O, He, Ar, Hg… Los hidrocarburos asociados se separan a la salida de la boca de

pozo, porque a la presión de transporte de gas por ductos selicuan y producen perturbaciones en el transporte. Los otros gases que se encuentran en la mezcla del GN,

compuestos con azufre, son los mas perjudiciales, porque en losprocesos tecnológicos oxidantes producen substancias toxicas y

corrosivas, lo que impone una separación antes de la utilizacióndel GN en los procesos tecnológicos de la industria química.

Los compuestos de gas inerte son no contaminantes, peroconducen a la disminución del poder calorífico del gas.

Composici Composici ó ón del GAS n del GAS

S d d l GASS d d l GAS


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38 N @ P l u s 2 0 1 6

los gases de los yacimientos contienen cierta cantidadde humedad, los gases se encuentran saturados conlos vapores de agua, en las condiciones de presión ytemperatura respectiva.

cuando los gases llegan a la superficie, donde latemperatura es menor, parte del agua se separa y losgases aun estarán con un contenido menor de humedad, estando saturados con vapores de agua en las nuevas

condiciones de temperatura y presión. el contenido de agua trae problemas en el transporte

de gas, especialmente por la formación de hidratos dehidrocarburos, que son combinaciones sólidas

resultando de una molécula de HC con varias moléculasde agua. el agua acelera la corrosión interna de los ductos, el

hielo o los hidratos sólidos taponan los instrumentos

Secado del GAS Secado del GAS

G Li d d P tG Li d d P t óól (GLP)l (GLP)


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39 N @ P l u s 2 0 1 6

El Propano y el Butano son los dos gases más empleados enla industria bajo la denominación de GLP (gas licuado delpetróleo), ambos gases se encuentran en forma naturaldentro de los depósitos de petróleo crudo o de gas natural.

Alrededor del 30 por ciento del propano y butanoproducidos hoy en día se extraen del petróleo y el restante70 por ciento de los yacimientos de gas natural.

El GLP que se extrae del petróleo se obtiene mediante el

calentamiento del mismo hasta que este entra en ebullición.

En ese momento, se produce una gran variedad dehidrocarburos gaseosos, incluidos el propano y el butano,

que una vez recuperados y enfriados son almacenados bajopresión en forma líquida, conforme la temperatura en elproceso desciende por debajo del punto deebullición. También se encuentra en pequeñas cantidadesen el gas natural.

Gas Li cuado de Pet r Gas Li cuado de Pet r ó óleo (GLP) leo (GLP)

LLíí id d l G N t lqui dos del Gas Nat ur al


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40 N @

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Están compuestos por moléculas que son más

pesadas que el metano. Estas moléculas se

licuan mas rápido que el metano. LGN son

moléculas de hidrocarburo que comienzan conetano y aumentan en tamaño a medida que se

agregan átomos de carbono.

Entre los líquidos de gas natural se incluyen eletano, el propano, los butanos, los pentanos, la

gasolina natural y los condensados.

Además pueden contener, en pequeñas

cantidades, productos distintos a los

hidrocarburos.

LLí í quidos del Gas Nat ur al qui dos del Gas Nat ur al

Usos del Gas Nat ur alUsos del Gas Nat ur a l


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En el sector petrolero y petroquímico

Para inyección, como combustible, en los procesos de refinacion, en la

producción de líquidos a partir del gas natural y como materia prima para la

petroquímica.

En procesos de desulfuración

El gas natural se utiliza para la generación de hidrogeno, elemento principal parala desulfuración del petróleo.

omo combustible

El gas es utilizado como combustible para la generación de vapor, en plantas de

compresión, generación de electricidad y en otras operaciones de producción y

refinacion.

En procesos petroquímicos

Los derivados del gas natural (etano y GLP), se utilizan como materia prima para

la obtención de olefinas, amoniaco, metanol, y productos terminados, como

fertilizantes, plásticos, alcoholes, fibras, etc.

En el sector no petrolero

El gas es utilizado como combustible para la generación de electricidad, la

reducción del mineral de hierro, la fabricación de cementos y materiales de

construcción, en las fabricas d celulosas, papel, cartón, textiles, vidrio, etc., así

como para el uso domestico y comercial.

Usos del Gas Nat ur al Usos del Gas Nat ur a l

Usos especUsos especííf i cos del Gas Nat uralf i cos del Gas Nat ural


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El etano es utilizado para la industria petroquímica comomateria prima para la fabricación de etileno y sus

derivados.

El propano y butano puros o mezclados, comocombustible domestico, comercial e industrial. El

propano y butano también se utilizan como materia

prima en la industria petroquímica.

El isobutano es utilizado como insumo en los procesosde alquilación en las refinerías para la obtención de

gasolina de motor.

Los pentanos y productos mas pesados, tambiénconocidos como gasolina natural, se usan en la

elaboración de la gasolina para automotores, solventes

para pinturas, etc.

Usos espec Usos espec í í f i cos del Gas Nat ural f i cos del Gas Nat ural

Pr i nci pal es Pr oduct osPr i nci pal es Pr oduct os


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Pr i nci pal es Pr oduct os Pr i nci pal es Pr oduct os

Pr i nci pal es Pr oduct osPr i nci pal es Pr oduct os


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Pr i nci pal es Pr oduct os Pr i nci pal es Pr oduct os

Uso del gasUso del gas


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Uso del gas Uso del gas

Pro c e sam iento d e l GASPro c e sam iento d e l GAS


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Pro c e sam iento d e l GAS Pro c e sam iento d e l GAS

El procesamiento del gastransforma el gas natural en:

- Gas Seco o Gas Natural Comercial (GN)- Gas Licuado de Petróleo (GLP)


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47 N @

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