Processament del gas natural
El processament del gas natural és una série de processos industrials dissenyats per a purificar el gas natural brut per mig de l'eliminació d'impurees, contaminants i hidrocarburs de major massa molecular per a produir lo que es coneix com a gas natural sec de calitat per a gasoductes.[1] El gas natural deu processar-se per a preparar-ho per al seu us final i garantisar l'eliminació de contaminants.[2]
El processament del gas natural comença en el subsol o en la boca del pou. Si el gas es produïx, per eixemple, junt en petròleu cru, el procés de separació ya té lloc quan el decorregut fluïx per les roques del jaciment fins a aplegar a la canonada del pou.[3] El procés que comença en la boca del pou extrau la composició del gas natural segons el tipo, la profunditat i l'ubicació del jaciment subterràneu i la geologia de la zona.[2] El petròleu i el gas natural solen trobar-se junts en el mateix jaciment. El gas natural produït en pous petrolífers sol classificar-se com a gas associat-dissolt, lo que significa que el gas ha estat associat o dissolt en petròleu cru.[4] La producció de gas natural no associada al cru es classifica com "no associada". El gas no associat que produïx un gas sec en térmens de condensado i aigua s'envia directament a un gasoducte o a una planta de gas sense sometre's a cap procés de separació.[5]
Les plantes de processament de gas natural purifiquen el gas natural cru eliminant contaminants com a sòlits, aigua, diòxit de carbono (CO2), sulfur d'hidrogen (H2S), mercuri i hidrocarburs de major massa molecular. Algunes de les substàncies que contaminen el gas natural tenen valor econòmic i es processen o venen posteriorment. Una planta de gas natural operativa suministra gas natural sec en calitat de gasoducte que pot ser utilisat com a combustible per consumidors residencials, comercials i industrials, o com a matèria primera per a síntesis químiques.
Tipos de pous de gas natural brut
[editar | editar còdic]
El gas natural brut procedix principalment de tres tipos de pous: pous de petròleu cru, pous de gas i pous de condensado.
El gas natural procedent dels pous de petròleu cru sol denominar-se gas associat. Este gas pot haver existit com una conya de gas per damunt del cru en el jaciment subterràneu o pot haver estat dissolt en el cru, eixint de la solució en reduir-se la pressió durant la producció.
El gas natural procedent de pous de gas i pous de condensado, en els que hi ha poc o cap petròleu cru, es denomina gas no associat. Els pous de gas solen produir només gas natural brut, mentres que els pous de condensado produïxen gas natural brut junt en atres hidrocarburs de baix pes molecular. Els que són líquits en condicions ambientals (és dir, pentano i més pesats) es denominen condensados de gas natural (a voltes també cridats gasolina natural o simplement condensados ).
El gas natural es denomina gas dolç quan està relativament lliure de sulfur d'hidrogen; el gas que conté sulfur d'hidrogen es denomina gas amarc. El gas natural, o qualsevol atra mescla de gasos, que continga cantitats significatives de sulfur d'hidrogen, diòxit de carbono o gasos àcits similars, es denomina gas àcit.
El gas natural brut també pot procedir de depòsits de metà en els poros de les vetes de carbó, que a sovint existixen baix terra en un estat més concentrat d'adsorció en la superfície del propi carbó. Este gas es denomina gas en capes de carbó o metà en capes de carbó (gas de veta de carbó en Austràlia). El gas en capes de carbó s'ha convertit en una important font d'energia en les últimes décades.
Contaminants en el gas natural brut
[editar | editar còdic]El gas natural sense tractar sol estar format principalment per metà (CH4) i etano (C2H6), les molècules d'hidrocarburs més curtes i llaugeres. També sol contindre cantitats variables de:
- Hidrocarburs gaseosos més pesats: propà (C3H8), butà normal (nC4H10), isobutano (iC4H10) i pentanos. Tots estos es denominen colectivament líquits de gas natural o LGN i es poden processar en subproductes terminats.
- Hidrocarburs líquits (també denominats gasolina en boca de pou o gasolina natural) i/o petròleu cru.
- Gasos àcits: diòxit de carbono (CO2), sulfur d'hidrogen (H2S) i mercaptanos com metanotiol (CH3SH) i etanotiol (C2H5SH).
- Atres gasos: nitrogen (N2) i heli (He).
- Aigua: vapor d'aigua i aigua líquida. També sales dissoltes i gasos dissolts (àcit).
- Mercurio: cantitats molt chicotetes de mercuri, principalment en forma elemental, pero és possible la presència de clorur i atres espècies.[6]
- Material radiactiu natural (NORM): el gas natural pot contindre radón, i l'aigua produïda pot contindre traces dissoltes de ràdio, que poden acumular-se en les canonades i l'equip de processament. Açò pot fer que les canonades i els equips es tornen radiactius en el temps.
El gas natural brut deu purificar-se per a complir les normes de calitat especificades per les principals empreses de transport i distribució per gasoducte. Estes normes varien d'un gasoducte a un atre i solen dependre del disseny del sistema i dels mercats als que abastix. En general, les normes especifiquen que el gas natural deu:
- Estar dins d'un ranc específic de valor calorífic (poder calorífic). Per eixemple, en Estats Units, deu estar entorn a 1035 ± 5 % BTU per peu cúbic de gas a 1 atmòsfera i 60 °F (41 MJ ± 5 % per metro cúbic de gas a 1 atmòsfera i 15,6 °C). En el Regne Unit, el valor calorífic brut deu situar-se entre 37,0 i 44,5 MJ/m3 per a poder entrar en la ret nacional de transport (NTS).[7]
- Suministrar-se a una temperatura de punt de rocío d'hidrocarburs especificada o per damunt d'ella (per baix de la qual alguns dels hidrocarburs del gas podrien condensarse a la pressió del gasoducte formant gotes líquides que podrien danyar el gasoducte). L'ajust del punt de rocío dels hidrocarburs reduïx la concentració d'hidrocarburs pesats per a que no es produïxca condensació durant el consegüent transport pels gasoductes. En el Regne Unit, el punt de rocío dels hidrocarburs es definix com <-2 °C per a l'entrada en la NTS.[7] El punt de rocío dels hidrocarburs canvia en la temperatura ambiente predominant, la variació estacional és:[8]
| Punt de rocío d'hidrocarburs | 30 °F (–1,1 °C) | 35 °F (1,7 °C) | 40 °F (4,4 °C) | 45 °F (7,2 °C) | 50 °F (10 °C) |
|---|---|---|---|---|---|
| Mesos | Decembre
Giner Febrer Març |
Abril
Novembre |
Maig
Octubre |
Juny
Setembre |
Juliol
Agost |
El gas natural deu:
- Estar lliure de partícules sòlides i aigua líquida per a evitar l'erosió, la corrosió o atres danys a la canonada.
- Estar suficientment deshidratado de vapor d'aigua per a evitar la formació d'hidrats de metà en la planta de processament de gas o, posteriorment, en el gasoducte de transmissió de vendes. Una especificació típica del contingut d'aigua en EE. UU. és que el gas no deu contindre més de sèt lliures d'aigua per milló de peus cúbics estàndart de gas.[9][10] En el Regne Unit, açò es definix com <-10 °C 85 barg per a l'entrada en el NTS.[7]
- No contindre més que traces de components com a sulfur d'hidrogen, diòxit de carbono, mercaptanos i nitrogen. L'especificació més comuna per al contingut de sulfur d'hidrogen és de 0,25 grans d'H2S per 100 peus cúbics de gas, o aproximadament 4 ppm. Les especificacions per a el CO2 solen llimitar el contingut a no més del dos o tres per cent. En el Regne Unit el sulfur d'hidrogen s'especifica ≤5 mg/m3 i el sofre total com ≤50 mg/m3, el diòxit de carbono com ≤2,0 % (molar), i el nitrogen com ≤5,0 % (molar) per a l'entrada en la NTS.[7]
- Mantindre el mercuri per baix dels llímits detectables (aproximadament 0,001 ppb per volum) principalment per a evitar danys en els equips de la planta de processament de gas o en el sistema de transmissió per gasoducte per amalgama de mercuri i fragilización de l'alumini i atres metals.[6][11][12]
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ «PHMSA: Stakeholder Communications - NG Processing Plants».
- ↑ 2,0 2,1 Speight, James G. (2015). Handbook of Petroleum Product Analysis, Second Edition (en en), Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, pp. 71. ISBN 978-1-118-36926-5.
- ↑ Agency, United States Central Intelligence (1977). Natural Gas (en en), Washington, D.C.: U.S. Central Intelligence Agency, pp. 25.
- ↑ «Archived copy».
- ↑ Kidnay, Arthur J. (2019). Fundamentals of Natural Gas Processing, Third Edition (en en), Boca Raton, FL: CRC Press, pp. 165. ISBN 978-0-429-87715-5.
- ↑ 6,0 6,1 «Mercury Removal from Natural Gas and Liquids». UOP LLC. Archivat des d'el original, el 2011-01-01.
- ↑ 7,0 7,1 7,2 7,3 «Gas Safety (Management) Regulations 1996». legislation.co.uk. Consultat el 2020-06-13.
- ↑ Institute of Petroleum (1978). A guide to North Siga oil and gas technology, London: Heyden & Són, pp. 133. ISBN 0855013168.
- ↑ Dehydration of Natural Gas
- Archivat el 24 de febrer de 2007 archivat en Wayback Machine. by Prof. Jon Steiner Gudmundsson, Norwegian University of Science and Technology
- ↑ Glycol Dehydration [1] archivat en Wayback Machine. (includes a flow diagram)
- ↑ Desulfurization of and Mercury Removal From Natural Gas [2] archivat en Wayback Machine. by Bourke, M.J. and Mazzoni, A.F., Laurance Reid Gas Conditioning Conference, Norman, Oklahoma, March 1989.
- ↑ Using Gas Geochemistry to Assess Mercury Risk [3] archivat en Wayback Machine., OilTracers, 2006
- Este artícul conté una traducció derivada de «Procesamiento del gas natural» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.