Procesamiento del gas natural

Una comparación de las imágenes 12.2 y 12.3 ilustra la importancia del procesamiento del gas natural para la purificación del gas natural crudo con el fin de obtener un gas de calidad de gasoducto. En general, el procesamiento del gas natural incluye los siguientes pasos:

• Eliminación de condensado y agua
• Eliminación de gas ácido
• Deshidratación – eliminación de humedad
• Eliminación de mercurio
• Rechazo de nitrógeno
• Recuperación de GNL, Separación, fraccionamiento y tratamiento de líquidos de gas natural

Además de estos procesos, a menudo es necesario instalar depuradores y calentadores en la boca del pozo o cerca de ella. Los depuradores eliminan la arena y otras impurezas de gran tamaño. Los calentadores garantizan que la temperatura del gas natural no descienda demasiado y forme un hidrato con el agua de la corriente de gas. Los hidratos de gas natural son sólidos o semisólidos cristalinos parecidos al hielo que pueden impedir el paso del gas natural a través de válvulas y tuberías.

En la Figura 12.2 se muestra un diagrama de flujo de gas natural generalizado. Tras el lavado inicial para eliminar las partículas, el primer paso en el procesamiento del gas natural es la eliminación del condensado (aceite) y el agua que se consigue controlando la temperatura y la presión de la corriente de entrada del pozo, como se muestra en la Figura 12.4. El gas separado en esta unidad se envía a la recuperación de gas ácido; el condensado o el petróleo recuperado suele enviarse a una refinería para su procesamiento, mientras que el agua se elimina o se trata como agua residual.

Figura 12.2. Un diagrama de flujo de procesamiento de gas natural generalizado.

Figura 12.3. Eliminación de condensados y agua.

Los gases ácidos (H2S y CO2) se separan generalmente por absorción en una solución de amina, como se discute para la recuperación de H2S en una refinería de petróleo en la lección 10. El H2S recuperado se envía a una unidad combinada Claus-SCOT (Tail Gas Treating) para convertirlo en azufre elemental, como también se discutió en la Lección 10. Después de eliminar los gases ácidos, la corriente de gas natural se envía a una unidad de deshidratación para eliminar el agua, normalmente por absorción en una unidad de glicol, seguida de la eliminación del mercurio (por adsorción en carbones activados u otros sorbentes), y el rechazo del nitrógeno, ya sea criogénicamente, o por adsorción, o absorción, dependiendo de la concentración de nitrógeno. El último paso en la secuencia de procesamiento es la extracción, el fraccionamiento y el tratamiento de los Líquidos de Gas Natural (LGN), como se describe en la Figura 12.4.

Figura 12.4: Separación y fraccionamiento de los Líquidos de Gas Natural

Los Líquidos de Gas Natural (LGN) tienen un mayor valor como productos separados.

Dos pasos básicos: 1) Extracción, 2) Fraccionamiento

1. Extracción de LGN
   Método de absorción
   • Similar al uso de la absorción para la deshidratación, utilizando un aceite absorbente diferente para los hidrocarburos.

   Proceso de expansión criogénica

   • Baja la temperatura de la corriente de gas a unos -120°F mediante expansión y refrigeración externa
2. Fraccionamiento de líquidos de gas natural – funciona como la unidad de extremos ligeros
   • Desetanizador – separa el etano de la corriente de LGN
   • Depropanizador – separa el propano.
   • Debutanizador – hierve los butanos
   • Divisor de Butano o Deisobutanizador – separa los iso y n-butanos.

La extracción de LGN puede llevarse a cabo mediante la absorción en aceite que absorbe selectivamente los hidrocarburos más pesados que el metano, o mediante una expansión criogénica y refrigeración externa para condensar los LGN.

Después de la extracción de LGN, la corriente de gas natural tratada que es, ahora, mayoritariamente metano, o un gas que cumple con las especificaciones del gas natural se envía al gasoducto para su transmisión al punto de uso. El LGN extraído, por otro lado, se envía a una unidad de fraccionamiento que opera como la Unidad de Extremos Ligeros en una refinería, como se discute en la Lección 5, separando etano, propano, butano y nafta (>C5, gasolina natural). Tenga en cuenta que la unidad de fraccionamiento también puede incluir un divisor de butano o deisobutanizador para separar el n-butano y el iso-butano. Puede recordar de la Lección 8 que el iso-butano es una materia prima para la alquilación para producir gasolina de alto octanaje cuando reacciona con olefinas C3 y C4. Los LGN de gases muy ácidos pueden necesitar un tratamiento adicional para eliminar los mercaptanos y otras especies de azufre antes de que los LGN salgan de la planta de procesamiento.