DESHIDRATACION Y ENDULZAMIENTO DEL GAS NATURAL

DESHIDRATACION Y ENDULZAMIENTO DEL GAS NATURAL
¿QUÈ ES GAS NATURAL?
El gas natural es una fuente de energía no renovable formada por una mezcla de
gases ligeros que se encuentra frecuentemente en yacimientos de petróleo, disuelto o
asociado con el petróleo o en depósitos de carbón. Aunque su composición varía en
función del yacimiento del que se saca, está compuesto principalmente por metano en
cantidades que comúnmente pueden superar el 90 ó 95%, y suele contener otros
gases como nitrógeno, CO2, H2S, helio y mercaptanos. Como ejemplo de
contaminantes cabe mencionar el gas no-asociado de Kapuni (NZ) que contiene hasta
49% de CO2. Como fuentes adicionales de este recurso natural, se están investigando
los yacimientos de hidratos de metano que, según estimaciones, pueden suponer una
reserva energética muy superiores a las actuales de gas natural.
Puede obtenerse también con procesos de descomposición de restos orgánicos
(basuras, vegetales - gas de pantanos) en las plantas de tratamiento de estos restos
(depuradoras de aguas residuales urbanas, plantas de procesado de basuras, de
alpechines, etc.). El gas obtenido así se llama biogás.
Algunos de los gases que forman parte del gas natural extraído se separan de la
mezcla porque no tienen capacidad energética (nitrógeno o CO2) o porque pueden
depositarse en las tuberías usadas para su distribución debido a su alto punto de
ebullición. Si el gas fuese criogénicamente (proceso de congelación) licuado para su
almacenamiento, el dióxido de carbono (CO2) solidificaría interfiriendo con el proceso
criogénico. El CO2 puede ser determinado por los procedimientos ASTM D 1137 o
ASTM D 1945.
El propano, butano e hidrocarburos más pesados en comparación con el gas natural
son extraídos, puesto que su presencia puede causar accidentes durante la
combustión del gas natural. El vapor de agua también se elimina por estos motivos y
porque a temperaturas cercanas a la temperatura ambiente y presiones altas forma
hidratos de metano que pueden obstruir los gasoductos. Los compuestos de azufre
son eliminados hasta niveles muy bajos para evitar corrosión y olores perniciosos, así
como para reducir las emisiones de compuestos causantes de lluvia ácida. La
detección y la medición de H2S se puede realizar con los métodos ASTM D2385 o
ASTM D 2725.
Para uso doméstico, al igual que al butano, se le añaden trazas de compuestos de la
familia de los mercaptano entre ellos el metil-mercaptano, para que sea fácil detectar
una fuga de gas y evitar su ignición espontánea.
El gas natural produce mucho menos CO2 que otros combustibles como los derivados
del petróleo, y sobre todo el carbón. Además es un combustible que se quema más
limpia y eficazmente.
La razón por la cual produce poco CO2 es que el principal componente, metano,
contiene cuatro átomos de hidrógeno y uno de carbono, produciendo 2 moléculas de
agua por cada una de CO2, mientras que los hidrocarburos de cadena larga (líquidos)
producen sólo 1 molécula de agua por cada 1 de CO2 (recordemos que el calor de
formación del agua es muy alto).
GENERACION DE ENERGIA
El gas natural puede ser empleado para producir hidrógeno que se puede utilizar en
los vehículos de hidrógeno.
1 Nm3 (Normal metro cúbico, metro cúbico en condiciones normales, 20 °C de
temperatura y 1 atmósfera de presión) de gas natural produce aproximadamente 10,4
kWh.
IMPACTO AMBIENTAL
El CO2 y los otros hidrocarburos; etano, propano, butano, expulsado a la atmósfera por
el gas producen una reacción solar menos energética. Esto, pues produce que la tierra
se vea afectada por un incremento de 0,2-0,5 °C cada década ya que los rayos del sol
inciden en la atmósfera pero una parte de ellos no sale y se refleja a la tierra.
GAS NATURAL EN COLOMBIA
El gas natural se consume tal y como se encuentra en la naturaleza, de ahí su
nombre. Es un combustible de origen fósil que se encuentra en el subsuelo, y procede
de la descomposición de materia orgánica.
El gas natural es un combustible energético de origen natural que llega directamente a
los hogares, comercios e industrias por tuberías, de manera subterránea.
Es una mezcla combustible rica en gases de gran poder calorífico, formado en las
entrañas de la tierra en el curso de un proceso evolutivo de centenares de miles de
años. El principal componente de la mezcla que conforma el gas natural es un
hidrocarburo llamado metano. Los demás componentes, en pequeñas cantidades, son
otros gases como el etano, dióxido de carbono (CO2) y vapor de agua, principalmente.
La siguiente tabla muestra la composición media típica del gas natural colombiano.
Composición típica del gas natural colombiano.
Fórmula
Constituyente
química
Metano
CH4
Etano
C2H6
Propano
I-Butano
N-Butano
Nitrógeno
Dióxido
carbono
de
Composición por volúmen
(%)
81.86
11.61
C3H8
C4H10
C4H10
N2
1.92
0.23
0.22
0.90
CO2
3.18
¿DONDE
El
gas
SE
natural
ENCUENTRA
se
encuentra
en
EL
depósitos
GAS
subterráneos
NATURAL?
profundos.
En algunas zonas de Colombia, los depósitos de gas natural están bajo la superficie
del suelo como en el Huila, el Casanare o el Magdalena Medio. En otros sitios, como
La
Guajira,
se
hallan
en
el
fondo
del
mar.
El gas natural se extrae perforando la tierra hasta llegar a los yacimientos; el hallazgo
de los yacimientos de gas natural se realiza mediante exploraciones geológicas muy
complejas,
que
pueden
tomar
varios
años.
El gas natural se encuentra en yacimientos en el subsuelo al igual que el petróleo, en
uno
de
los
siguientes
estados:
• ASOCIADO, cuando al ser extraído del yacimiento está mezclado con el crudo.
• LIBRE o NO ASOCIADO, cuando se encuentra en un yacimiento que sólo contiene
gas
natural
Su composición, su gravedad específica, su peso molecular y su poder calorífico son
diferentes en cada yacimiento. El rango de variación del poder calorífico oscila entre
900 y 1.400 BTU/PC (BTU por pie cúbico).
El país cuenta actualmente con catorce campos principales de producción de gas
natural, los cuales se encuentran localizados en cuatro regiones: Costa Atlántica,
Santander, Llanos Orientales y en el Huila-Tolima.
Al finalizar 1998 ( Este dato hay que actualizarlo) las reservas remanentes de gas en
el país eran de 6.928 GPC, de las cuales 192 GPC corresponden a la operación
directa de Ecopetrol y las restantes 6.734,9 GPC a la operación asociada
(básicamente con Texas, BP, Total, Triton, Amoco, Lasmo y Hondo).
La presencia de sustancias inconvenientes o nocivas, hace necesario tratar el gas
natural, o sea, deshidratarlo, purificarlo y separar los compuestos de azufre. Además,
antes de distribuirlo, se odoriza adicionándole sustancias de un aroma fuerte y típico,
ya que en su estado natural no posee un olor característico, ni distintivo. Esta es una
medida de seguridad para alertar sobre eventuales fugas.
Puntos importantes del gas natural.
• Es un combustible que se distribuye por medio de tuberías localizadas bajo tierra,
que
llegan
hasta
el
hogar
o
industria.
• El gas natural se utiliza para el consumo doméstico, como combustible industrial y de
automotores.
• Su llama es azul nítida, porque tiene poco contenido de CO2 (bióxido de carbono).
• El gas natural no tiene olor, sin embargo, se le adiciona una sustancia característica,
que resulta de la combinación (50% y 50%) de THT y TBM, con el fin de que se pueda
reconocer y tomar las medidas preventivas en caso de sentir olor a gas.
• Al ser su peso menor que el del aire, el gas natural tiende a localizarse en las partes
altas, facilitando su salida hacia la atmósfera por las rejillas y ventanas.
• La utilización de este gas en los hogares, no representa riesgos ni requiere de
destrezas especiales para su manipulación, siempre y cuando se tengan en cuenta los
cuidados básicos.
PROCESO DE ENDULZAMIENTO Y DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL
El tratamiento de gas con aminas se refiere a un grupo de procesos que utilizan
soluciones acuosas de varias aminas para eliminar el sulfuro de hidrógeno (H2S) y
dióxido de carbono (CO2) de gases. Es un proceso usado en refinerías de petróleo,
plantas petroquímicas, plantas de procesamiento de gas natural y otras industrias. El
proceso también se conoce como eliminación del gas ácido y endulzamiento. Los
procesos dentro de las refinerías de petróleo o de las plantas de gas natural que
eliminan el sulfuro del hidrógeno y/o los mercaptanos se refieren comúnmente como
procesos de endulzamiento porque los productos que se obtienen no tienen dióxido
de carbono y sulfuro de hidrógeno. Los procesos consisten en la absorción del gas por
soluciones químicas acuosas de amina a presión y a temperatura ambiente.
Existen muchas aminas para tratar el gas, pero la utilizada en el proceso mencionado
en este trabajo es la Metildietanolamina (MDEA)
Se hallan también combinaciones de aminas que se usan para mejorar la extracción
de los gases ácidos y minimizar la corrosión en los equipos usados. Las aminas se
emplean en soluciones acuosas que van del 20% al 70% en peso de amina en agua.
Las aminas también se utilizan para eliminar gases ácidos de los hidrocarburos
líquidos por ejemplo el gas licuado del petróleo (GLP).