Evaluación de procesos para endulzamiento del gas de producción

Abstract

Los componentes de azufre son muy perjudiciales tanto para el ambiente como para los equipos de procesos industriales y están presentes en corrientes gaseosas de las plantas de gas natural, plantas de tratamiento petróleo, refinerías y otros, su cantidad depende de la composición en el petróleo asociado o gas natural. Los dos componentes de azufre que merecen especial atención son: el sulfuro de hidrogeno (H2S), el cual es un gas altamente corrosivo con un característico mal olor; y el dióxido de azufre (SO2), que es un gas tóxico responsable de la formación de lluvias acidas y corrosión en los equipos. Al sulfuro de hidrogeno (H2S) y al dióxido de carbono (CO2) se les denomina gases ácidos y constituyen uno de los principales problemas en la producción de petróleo y gas debido a que disueltos en medios acuosos producen daños de naturaleza corrosiva en sistemas metálicos, causando desgaste de equipos, merma de materias primas, pérdidas o contaminación de productos, disminución de la eficiencia del proceso, altos costos de mantenimiento, constituyendo un riesgo de seguridad en la planta, además, de estar regulado la emisión de tales gases al ambiente (Anexo3). Hasta 1970 la remoción de los contaminantes del gas no era atractivo, por lo que, usualmente los gases ácidos eran venteados a la atmósfera o incinerados en un flare, posteriormente se desarrolla la industria del gas convirtiéndose en la fuente de energía más ventajosa porque, además de ser un combustible limpio y de bajo costo, compite con todas las otras fuentes de energía. Esta tesis está dirigida al gas de producción separado del petróleo, en una planta de tratamiento o batería de producción, la cual usualmente se destina a la venta, se reinyecta a los reservorios para recuperación del petróleo o es empleado en servicios auxiliares de la planta, en cualquiera de los casos y dependiendo del requerimiento de uso, el contenido de los gases ácidos, y la presencia de vapor de agua deben ser removidos o llevar su contenido a niveles exigidos para su empleo. Ante la problemática que re presenta la presencia de gases ácidos en el gas de producción, esta tesis está enfocada específicamente a la remoción de H2S para una corriente de 3 MMSCFD de gas, proveniente de un caso de producción proyectada de un yacimiento de petróleo, con una concentración de 982 ppmv de H2S (composición de la batería referencial). La finalidad es la selección del proceso viable a este caso, que conlleve a mejoras en las características del gas, sea un proceso ambientalmente amigable y que el gas tratado tenga la opción de ser Empleado como alimentación de los generadores eléctricos de la planta, en miras de optimizar la batería de producción. El desarrollo de esta tesis está conformado por: El Capítulo 1, objetivo general y los objetivos específicos; formulación del problema identificado; justificación para el desarrollo del proyecto; Capitulo2, Marco Teórico, descripción de los procesos para el endulzamiento del gas, aplicables desde gran cantidad de gas ácido hasta la remoción selectiva de un constituyente del gas ácido en el rango de partes por millón, explicándose las principales características de cada uno, y las principales consideraciones para la selección del proceso; Capítulo 3 Metodología, descripción del escenario base motivo de la tesis, la selección del proceso considerándose los criterios técnicos, económicos, de riesgo y beneficios, la evaluación económica para la elección del proceso viable, también explica la descripción del proceso, disposición de los co-productos del proceso y las principales consideraciones de diseño de fabricante; y finalmente El Capítulo 4, Conclusiones de este trabajo de tesis. Con la instalación de un proceso de endulzamiento adecuado para la carga establecida, se pretende contribuir con la disminución del costo operativo de la batería, cumplir con las regulaciones ambientales vigentes, brindar opciones de empleo del gas en la planta, optimizar la batería de producción