Fraccionamiento Del Gas Natural

DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO DEL GAS NATURAL

El gas natural proveniente de las zonas de producción es llevado a una etapa de separación luego pasa a una etapa de acondicionamiento, en donde se procede a la remoción de las impurezas y el agua. Luego es pasado a la fase de procesamiento, en donde es sometido a un proceso de extracción. En este proceso (turboexpansión) el gas se enfría y posteriormente se hace fluir a través de una tubería de expansión hasta alcanzar temperaturas muy bajas con el propósito de condensar una mayor cantidad de componentes pesados (C3+). En estas tuberías la presión cae bruscamente y el gas se enfría sensiblemente alcanzando bajas temperaturas de hasta – 126 ºC (Proceso Criogénico). Estos líquidos son separados del resto del gas no condensado o gas metano, el cual es comprimido y distribuido a través de la red nacional de gasoductos a diferentes destinos. El LGN es enviado a través de poliductos a la planta de fraccionamiento, en donde es separado o fraccionado en sus componentes puros a través de un proceso de destilación.

La etapa de fraccionamiento de LGN pasa por los procesos de almacenaje y precalentamiento de la alimentación, antes de pasar por el sistema despropanizador, desbutanizador, separador de butanos, fraccionador de gasolina, tratamiento del producto propano (tamices moleculares) y finalmente se le retira calor a los productos provenientes de los trenes de fraccionamiento para enviarlos al área de almacenamiento y distribuirlos.

FIGURA Nº 57. Proceso de fraccionamiento del gas natural.

PROCESO DE ALMACENAJE DE LA ALIMENTACIÓN

Normalmente se espera que el LGN que llega a la planta de fraccionamiento no contenga agua, pero de lo contrario los tanques de almacenamiento, también llamados balas, están provistos de botas para drenar toda el agua presente en forma libre. Estas botas están conectadas entre si por una línea de ecualización de nivel de agua para asegurar una distribución uniforme del agua en los tanques, también posee un controlador de nivel a efecto de mantener el nivel del agua en un valor mínimo, drenándola por presión diferencial hacia un canal de desagüe.

Las balas también poseen una línea de ecualización de vapor para asegurar una distribución uniforme de los vapores, además poseen un controlador de presión para ventear cualquier exceso de vapores. Los LGN almacenados son succionados por bombas, controladas a través de una válvula central para fijar el caudal de alimentación, y es enviado hacia los trenes de proceso.

PROCESO DE PRECALENTAMIENTO DE LA ALIMENTACIÓN

El sistema de precalentamiento esta compuesto de la siguiente manera:

o Intercambiadores de calor en paralelo.

o Fraccionador de tope de la fraccionadota de gasolina.

o Calentador complementario de la alimentación a la planta.

INTERCAMBIADORES DE CALOR EN PARALELO:

Están ubicados en la entrada del tren de proceso, aquí los productos propano, iso - butano, normal - butano y pentano se subenfrían intercambiando calor con la alimentación antes de ser enviados al área de almacenaje.

Estos intercambiadores son del tipo de carcasa y tubos, en donde el producto circula por la carcasa y el LGN por el haz tubular.

Este subsistema consta de cinco intercambiadores y están dispuestos de la siguiente manera:

a. Enfriador de producto pentano/alimentación de planta.

b. Intercambiador de iso-butano/alimentación de planta.

c. 2 intercambiadores de normal butano/alimentación de planta.

d. Subenfriador de propano.

El LGN se divide en cinco corrientes las cuales fluyen a través de los intercambiadores. El caudal de LGN que pasa por los intercambiadores de pentano, iso - butano y normal - butano es controlado con la temperatura de salida de los productos a través de una válvula de control de caudal. Un controlador de presión diferencial mantiene una diferencia de presiones de 20 PSI entre el LGN que entra a los intercambiadores y el LGN que sale de ellos.

CONDENSADOR DE TOPE DE LA FRACCIONADORA DE GASOLINA:

En este condensador, los vapores del tope de la fraccionadora de gasolina se condensan intercambiando calor con la alimentación, luego de que esta sale del primer grupo de intercambiadores. Como la capacidad del condensador de tope de la fraccionadora de gasolina puede ser mayor a los requerimientos de precalentamiento de la alimentación, se dispone de una válvula para desviar parte del caudal de alimentación que pasa por el condensador, este caudal desviado se une nuevamente a la corriente de la alimentación; después que sale de este condensador.

El condensador es un intercambiador de calor de tipo carcasa y tubos, en donde los vapores del tope de la fraccionadora de gasolina fluye por la carcasa y el LGN fluye por el haz tubular.

CALENTADOR COMPLEMENTARIO DE LA ALIMENTACIÓN:

El precalentamiento final de la alimentación de la planta se lleva a cabo en el calentador complementario de la alimentación a la planta, y el medio de calentamiento usado es aceite caliente. El caudal requerido de aceite es fijado por la temperatura de la alimentación que sale de este intercambiador a través de una válvula de control de caudal.

Este calentador es un intercambiador de calor del tipo carcasa y tubos, en donde el LGN fluye por la carcasa y el aceite por el haz tubular.

FIGURA Nº 58. Diagrama de flujo del sistema de precalentamiento.

SISTEMA DESPROPANIZADOR

La alimentación, después de precalentarse, entra a la torre despropanizadora a la altura de la bandeja 23, en donde el propano se separa como producto de tope, y el producto de fondo constituye la alimentación a la torre desbutanizadora.

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La despropanizadora opera a una presión de tope de 17 atm. El propano, en fase vapor, sale con una temperatura de 54 ºC, se dirige al condensador de reflujo y luego al acumulador de tope. Posteriormente por medio de bombas una parte es enviada como reflujo a la torre y el resto es llevado a los tratadores de tamices moleculares para remover el sulfuro de hidrógeno, el sulfuro de carbonilo, mercaptanos y el agua presente. Después del tratamiento el propano es enviado al área de refrigeración.

En el acumulador de reflujo hay una estación de control de presión para ventear el exceso de vapores no condensables y proteger al sistema de sobrepresiones; estos vapores son enviados al mechurrio de servicio.

El producto

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