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INTRODUCCION AL TRATAMIENTO DE GAS
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CONTENIDO

• ASPECTOS GENERALES
• DESHIDRATACION DE GAS
• ENDULZAMIENTO DE GAS
• RECUPERACION DE AZUFRE
• OTROS CONTAMINANTES

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EL GAS NATURAL
FUENTE Morgan. Hydrocarbon Treating Course
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EL GAS NATURAL CONTAMINANTES

• SULFURO DE HIDROGENO H2S
• DIOXIDO DE CARBONO CO2
• SULFURO DE CARBONILO COS
• DISULFURO DE CARBONO CS2
• MERCAPTANOS RSH
• NITROGENO N2
• AGUA H2O
• DIOXIDO DE AZUFRE SO2
• MERCURIO

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ESQUEMAS DE PROCESO TIPICO
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EL GAS NATURAL ESPECIFICACIONES
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EL GAS NATURAL DENOMINACION
GAS ACIDO H2S, CO2, COS, RHS, SO2. FORMAN ACIDOS
EN PRESENCIA DE AGUA. GAS DE COLA GAS DULCE GAS
NATURAL SIN GASES ACIDOS GAS POBRE GAS NATURAL
CONSTITUIDO POR METANO SIN COMPONENTES LICUABLES
(GPM) GAS RICO GAS CON ALTO CONTENIDO DE
COMPONENTES LICUABLES (GPM) GAS SECO GAS SIN
AGUA GAS HUMEDO GAS CON AGUA
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TRATAMIENTO DE GAS OBJETIVOS

• CUMPLIR ESPECIFICACIONES DE TRANSPORTE Y VENTA

• ELIMINACION DE CO2 Y/O H2S, CONTAMINANTES
• CONTROL DE PUNTO DE ROCIO (DEW POINT) DE AGUA E
  HIDROCARBUROS.
• PRESION Y TEMPERATURA DE ENTREGA

• HASTA QUE NIVEL SE TRATA EL GAS?

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EL GAS NATURAL ESPECIFICACIONES
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USOS DEL GAS NATURAL
INYECCION PARA REC SECUNDARIA
PRODUCCION DE POZOS
PROCESAMIENTO / EXTRACCION
E P GAS
LGN
ALMACENAMIENTO
EXPORTACION
ADICION
GNL
RETIROS
IMPORTACION
RESTAURANT
RESIDENCIAL
INDUSTRIAL
VEHICULOS
COMERCIAL
ELECTRICIDAD
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DESHIDRATACION DE GAS
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EFECTOS DEL AGUA

• CORROSION .
• HIDRATOS
• CAPACIDAD DE GASODUCTOS
• CONGELAMIENTO

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EFECTOS DEL AGUA HIDRATOS

• SUSTANCIA CRISTALINA, PARECE HIELO, CONFORMADA
  POR MOLECULAS DE HC ATRAPADAS EN ESTRUCTURA DE
  MOLECULAS H2O.
• PARA SU EXISTENCIA, HACE FALTA HIDROCARBUROS
  LIVIANOS, AGUA, ALTA PRESION Y BAJA TEMPERATURA
• A ALTA PRESION, PUEDEN COEXISTIR EN EQUILIBRIO A
  TEMPERATURAS SUPERIORES AL HIELO (18-20 oC)

FUENTE IFP
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ELIMINACION / CONTROL DE AGUA

• CONTROL DE HIDRATOS
• INYECCION DE INHIBIDORES TERMODINAMICOS METANOL
  (T gt 10 oC), GLICOLES (T lt 10 oC)
• INYECCION DE INHIBIDORES CINETICOS
• ELIMINACION DE AGUA
• DESHIDRATACION CON GLICOL
• DESHIDRATACION CON TAMICES MOLECULARES

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REMOCION / CONTROL DE AGUA
FUENTE GPSA Enginnering Data Book
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CONTROL DE HIDRATOS
INYECCION DE INHIBIDOR
THIDRATOS
T1
TMIN
QAGUA
XINHIBIDOR
Glicol rico
Emisiones de hidrocarburo
Glicol pobre
Almacenamient de glicol
Gas Export
Reboiler
Surge
Paquete de regeneración de glicol
Cortesia Twister
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DESHIDRATACION GENERAL
TAMICES MOLECULARES TEG CON REGENERACION
PROFUNDA TEG TAMIZ
T lt -40 oC
T gt -40 oC
INYECCION MEG/METANOL TEG CON REGENERACION
PROFUNDA
EXTRACCION LGN
ESPEC GASODUCTO
REFRIGERACION
T AMBIENTE
TEG CON REGENERACION CONVENCIONAL INYECCION
MEG/METANOL
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DESHIDRATACION CON GLICOL
PC
GAS SECO
GLICOL POBRE
VAPOR DE AGUA
REBOILER
GLICOL RICO
LC
LC
GAS HUMEDO
ACUMULADOR
TANQUE FLASH
LC
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CONDICIONES TIPICAS
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DESHIDRATACION CON GLICOL
VENTAJAS SIMPLE PROBADA BAJO
CAPEX BAJO OPEX CUMPLE ESPEC.
TRANSPORTE DESVENTAJAS LIMITADO A Dew Point gt
-40 oF (-40 oC) CONTAMINACION DE SOLVENTE /
PERDIDAS ABSORCION DE
AROMATICOS Y H2S VENTEO A INCINERACION
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LOS GLICOLES
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DESHIDRATACION CON TAMICES
GAS A DESHIDRATAR
GAS DE REGENERACION
GAS HUMEDO CALIENTE
ABIERTA
600 F
CERRADA
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LOS TAMICES MOLECULARES CONDICIONES TIPICAS
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DESHIDRATACION CON TAMICES
VENTAJAS DEW POINT lt -148 oF (-100 oC) NO
ABSORBEN AROMATICOS REMUEVE H2O / H2S NO
HAY PERDIDAS DE SOLVENTE CUMPLE ESPEC.
TRANSPORTE DESVENTAJAS ALTO CAPEX /
OPEX DESECANTE SENSITIVO A HC REMPLAZO
PERIODICO 5 AÑOS ALTA T regeneración ALTA
CARGA regeneración
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LOS TAMICES MOLECULARES
PROPIEDADES DE AGENTES DESECANTES
FUENTE M. Martinez. Tratamiento del gas natural
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ENDULZAMIENTO DE GAS
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EFECTO DE LOS GASES ACIDOS

• H2S
• TOXICIDAD
• CORROSION (CON O SIN AGUA)
• CO2
• CORROSION (CON AGUA)
• DISMINUCION DE PODER CALORIFICO
• CONGELAMIENTO

Perdida de Peso
SSCC
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TOXICIDAD DE H2S
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CORROSIVIDAD DE CO2 (CON AGUA)

• PP CO2 lt 7 PSI CORROSION BAJA
• 7 lt PP CO2 lt 30 PSI CORROSION MODERADA
• PP CO2 gt 30 PSI CORROSION SEVERA

CO2
H2O
H2CO3
Fe3CO22H2e-
Fe
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ELIMINACION DE H2S / CO2

• LA ELIMINACION DE GASES ACIDOS ES IMPERATIVA PARA
  GARANTIZAR LA INTEGRIDAD DE LOS GASODUCTOS
• VARIOS PROCESOS
• SOLVENTES QUIMICOS
• SOLVENTES FISICOS
• PROCESOS EN LECHO SOLIDO
• CONVERSION DIRECTA
• SECUESTRANTES
• MEMBRANAS

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ELIMINACION DE H2S / CO2

• CONVERSION DIRECTA
• LOCATTM
• SULFEROXTM
• SECUESTRANTES
• TRIAZINASTM
• SULFA CHECKTM
• SULFA SCRUBTM
• OTROS
• OTROS
• MEMBRANAS
• DESTILACION EXTRACTIVA

• SOLVENTES QUIMICOS
• AMINAS
• BENFIELDTM Y CATACARBTM
• SOLVENTES FISICOS
• PROPILENO CARBONATO (FLUOR)
• SELEXOLTM (UNION CARBIDE)
• RECTISOLTM (LINDE AG)
• SULFINOLTM (SHELL)
• LECHOS SOLIDOS
• TAMICES MOLECULARES
• ESPONJA DE HIERRO
• SULFATREAT
• OXIDO DE ZINC

HIBRIDO
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ELIMINACION DE H2S / CO2
SELECCIÓN DE PROCESOS
COS Sulfuro de carbonilo () Denota
mercaptanos CS2 Disulfuro de carbono EMS Etil
metil sulfuro DMDS Dimetil disulfuro
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ELIMINACION DE H2S CRITERIOS

• gt 20 Ton/día
• TRATAMIENTO CON AMINAS RECOBRO DE AZUFRE
• Entre 150 kg/d - 20 Ton/día
• REDUCCIÓN DE AZUFRE EN LECHO FIJO
• lt 150 kg/día
• SECUESTRANTES NO REGENERABLES

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ESQUEMA DE PROCESO AMINAS (SOLVENTES QUIMICOS)
Gas ácido
Gas Dulce
Separador de salida
Condensador reflujo
Filtros
Tambor reflujo
Bomba reflujo
Enfriador de amina
Bomba amina
Contactor
Reclaimer (opcional)
Gas combustible
HX amina rica/pobre
Gas agrio
Tanque flash
Rehervidor
Amina Rica
Separador de entrada
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SOLVENTES QUIMICOS AMINAS

• LAS ALCANOLAMINAS SON, DESDE 1930, LOS SOLVENTES
  DE MAYOR ACEPTACION Y AMPLIA UTILIZACION PARA
  REMOCION DE H2S Y CO2 DEL GAS

CALOR
CALOR
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SOLVENTES QUIMICOS AMINAS
AMINAS PRIMARIAS MEA, DGA
SECUNDARIAS DEA, DIPA
TERCIARIAS MDEA
INCREMENTO REACTIVIDAD
INCREMENTO SELECTIVIDAD
MAYOR REACTIVIDAD MENOR SELECTIVIDAD REQUIERE
RECLAIMING MAYOR REQUERIMIENTO ENERGETICO CORROSIV
O ADECUADO PARA BAJA PRESION
DEA MUY UTILIZADA 20-50 SOLUCION MENOR
REQUERIMIENTO ENERGETICO QUE MEA NO REQUIERE
RECLAIMING
MENOR REACTIVIDAD MAYOR SELECTIVIDAD UTILIZADA
PARA CO2 BULK REMOVAL MENOR REQUERIMIENTO
ENERGETICO
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SOLVENTES QUIMICOS AMINAS

• MONOETANOLAMINA (MEA)
• DIETANOLAMINA (DEA)
• DIISOPROPANOL AMINA (DIPA)
• DIGLICOLAMINA (DGA)
• METILDIETANOLAMINA (MDEA)

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SOLVENTES QUIMICOS AMINAS
VENTAJAS PROCESO CONOCIDO Y ABIERTO AMPLIO
RANGO (P , T) EN GAS DE ENTRADA Y
SALIDA REMUEVE CO2 / H2S A ESPECIFICACION
A BAJA PRESION DE ENTRADA DESVENTAJAS
ALTO CAPEX / OPEX INTENSIVO EN
ENERGIA CORROSION GAS DE COLA (H2S) A
DISPOSICION ALTA CARGA regeneración
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SOLVENTES FISICOS
Gas Dulce
H2S
Separador de salida
Calentador
Enfriador
Solvente pobre
Solvente semi pobre
Contactor
Despojador H2S
Gas agrio
CO2
CO2
Tanque flash
Tanque flash
Gas Despojamiento
Separador de entrada
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SOLVENTES FISICOS
VENTAJAS MUY BAJO CONSUMO DE
ENERGIA REGENERACION A BAJA T ECONOMICO
PARA BULK REMOVAL SELECTIVO AL H2S REMUEVE
COS, CS2 DESVENTAJAS LIMITACION PARA BAJA PP GAS
ACIDO (PP gas acido gt 50
psi) LIMITADO A BAJO HC PESADOS GAS DE
COLA (H2S) A DISPOSICION NO SIEMPRE CUMPLE
ESPECIFICACION PROCESOS BAJO LICENCIAS
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LECHOS SOLIDOS TAMICES

• TAMICES MOLECULARES
• SIMILAR A DESHIDRATACION. UN LECHO OPERANDO Y UNO
  EN REGENERACION. GAS DE REGENER. A INCINERADOR O
  PLANTA DE AZUFRE
• PUEDE DESHIDRATAR Y REMOVER CO2 SIMULTANEAMENTE

Gas agrio
Lecho 1
Gas de regeneración a antorcha
Lecho 2
Gas dulce
Calentador
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LECHOS SOLIDOS OXIDOS DE FE

• ESPONJA DE HIERRO SELECTIVO A H2S EN LECHO DE Fe
  O3. AL CONSUMIRSE, DEBE SER CAMBIADO O REGENERADO
  CON AIRE (LA VIDA SE ACORTA 60 EN REGENERACION).
  DESECHO CON PELIGRO DE AUTOCOMBUSTION
• SULFATREAT SOLIDO ARENOSO RECUBIERTO CON FeO3
  PATENTADO. SELECTIVO A H2S. NO AUTOCOMBUSTIONA.
  NO SE REGENERA.
• OXIDO DE ZINC LECHO SOLIDO DE OXIDO DE ZINC

Lecho Fe o Tamiz
Sulfuro de hierro
H2S
Gas agrio
Lecho base hierro
Gas dulce
Económico para menos de 500 Kg/d de remoción
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LECHOS SOLIDOS
VENTAJAS MUY BAJO CONSUMO DE ENERGIA ALTA
CAPACIDAD DE REMOCION SELECTIVO AL H2S BAJO
CAPEX SIN GAS DE COLA DESVENTAJAS VIDA UTIL
DE LECHOS DISPOSICION DE LECHOS POCO
FACTIBLE A ALTOS CAUDALES
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RECUPERACION DE AZUFRE
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RECUPERACION DE AZUFRE
Gas natural agrio
Endulzamiento de gas (H2S)
Gas de refinería agrio
Gas ácido a venteo o incineración
Regulaciones ambientales
LA MAYOR PARTE DE LA PRODUCCION DE AZUFRE ES
OBLIGADA Y NO POR NEGOCIO
Recuperación de Azufre SRU
De cola a venteo o incineración
Regulaciones ambientales
Tratamiento gas de cola
FUENTE JMC CAMPBELL VOL 4 Gas Treating and
Sulfur Recovery
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OTROS CONTAMINANTES
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REMOCION DE MERCURIO

• PEQUEÑAS CANTIDADES DE Hg SON MUY DAÑINAS EN LAS
  CAJAS FRIAS DE LOS PROCESOS CRIOGENICOS
• LA CONCENTRACION PERMISIBLE POR CORROSION ES 0,01
  µg/m3 PARA EVITAR CORROSION
• LA CONCENTRACION PERMISIBLE AMBIENTAL ES 50 µg/m3
  (5000 VECES MAYOR)

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REMOCION DE MERCURIO
Gas con Hg

• PROCESO BASADO EN ALTA REACTIVIDAD ENTRE Hg y
  COMPUESTOS AZUFRADOS (S)
• ALTA EFICIENCIA DE REMOCION CARBON ACTIVADO O
  ALUMINA IMPREGNADA
• ALTA CAPACIDAD DE RETENCION GARANTIZA LARGA VIDA
  DEL CATALIZADOR (10000-15000 horas)
• CAPACIDAD INALTERADA POR CONDENSADOS Y AGUA
• 345 MM scfd ? 0,6 MMUS CAPEX INCLUYENDO CARGA
• PATENTES (IFP)
• DISPOSICION DE CATALIZADOR PROBLEMA

Gas sin Hg