Calidad Del Gas Natural

8/2/2019 Calidad Del Gas Natural

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Calidad del gas natural

Calidad: se habla de calidad cuando un producto, bien o servicio supera

sobradamente nuestras perspectiva trazadas en es producto, bien o servicio.Tambin puede definirse como el grado en el conjunto de caractersticas

inherente que cumplen con las necesidades o expectativas establecidas, que

suelen ser implcitas u obligatorias (ISO 9000:2000).

Con todo y a pesar de esta definicin el termino Calidad siempre ser

entendido de diferente manera por cada uno de nosotros, esto es debido a que

cada uno de nosotros poseemos expectativas diferentes acerca de ese bien,

producto o servicio que nos hace variar nuestros lmites de calidad.

De igual forma ocurre en la industria del gas natural, para poder lograrun gas comercializable este debe ser adecuado a las necesidades de cada

cliente a quien vaya a ser despachado, lo cual requiere de gran cantidad de

procesos para lograr estos objetivos.

El gas natural tal cual como se presenta despus de su extraccin no se

puede transportar, ni tiene una utilizacin comercial, pues necesita antes una

primera transformacin. El gas natural comercializable se compone casi

exclusivamente de metano y de etano, excluyendo las impurezas que como la

humedad deben ser removidas del gas natural bruto. El transporte por

gasoductos impone a su vez reglas sobre la calidad del gas natural. Encualquier caso, el gas natural debe ser tratado con el fin de eliminar el vapor de

agua, los slidos y los otros contaminantes y separarlo de ciertos hidrocarburos

cuyo valor es ms elevado como producto separado que como producto

mezclado.

La composicin del gas natural vara segn la zona geogrfica, la

formacin o la reserva de la que es extrado. Los diferentes hidrocarburos que

forman el gas natural pueden ser separados utilizando sus propiedades fsicas

respectivas (peso, temperatura de ebullicin, presin de vaporizacin).

Energa del gas natural

La cantidad de energa producida por la combustin de un volumen de

gas natural se mide en Unidades Trmicas Britnicas (Btu). El valor del gas

natural es determinado por su potencial energtico que es medido en Btu. Una

Btu representa la cantidad de energa que se requiere para elevar a un grado

Fahrenheit la temperatura de una libra de agua a condiciones atmosfricas

normales.

El potencial de energa del gas natural es variable y depende de sucomposicin: cuanto mayor sea la cantidad de gases no combustibles que


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contenga, menor ser el valor Btu. Adems, la masa volumtrica de los

diferentes gases combustibles influye sobre el valor Btu de la napa de gas

natural. Cuanto mayor sea la masa, mayor ser la cantidad de tomos de

carbono para el gas considerado y, por consiguiente, mayor ser su valor en

Btu.

Normas sobre la calidad del GN

La Norma Venezolana COVENIN 3568-2:2000; establece las

especificaciones de calidad principales que debe cumplir el gas natural

procedente de las instalaciones de produccin, procesamiento y

almacenamiento para que luego sea enviado a los centros de despacho.

Otras consideraciones:

Temperatura de Roco de Hidrocarburos.

Es la temperatura en la cual el estado del gas natural en el sistema es

completamente gaseoso y en equilibrio con una cantidad infinitesimal de

lquido.

La temperatura de roco mxima debe ser menor en 20C (36F) a la

temperatura ambiental mnima de todo el sistema de transmisin,

almacenamiento y distribucin.

Densidad Relativa.


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Definicin

La densidad relativa del gas no exceder de 0,75.

Presin Mxima.

La presin en el punto de entrada a los sistemas de transporte,

almacenamiento y distribucin del gas, tendr un mximo limitado de acuerdo a

las disposiciones acerca de la Presin Mxima de Operacin Admisible o

Permitida (MPOA).

Temperatura Mnima.

La temperatura mnima del gas en el punto de entrada a un sistema de

transporte, almacenamiento y distribucin de gas no ser menor al mayor de

los siguientes lmites:

2 C (35,6F)

Punto de roco de agua ms (+) 20C (36F).

Punto de roco de hidrocarburo ms (+) 20C (36F).

Punto de formacin de hidratos ms (+) 20C (36F).

Temperatura de transicin de resistencia al impacto del acero de la tubera y

equipos de presin.

Temperatura mnima permisible para el revestimiento contra corrosin.

Temperatura que afecta la operacin de las vlvulas, actuadores,

instrumentos y otros equipos.

Temperatura Mxima.

La temperatura mxima del gas no ser mayor al menor de los

siguientes lmites:

50 C (122F).

La temperatura que haga reducir la MPOA del sistema.


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Temperatura mxima permisible para el revestimiento contra corrosin.

Temperatura que afecta la operacin de las vlvulas, actuadores,

instrumentos y otros equipos.

Metanol.

No debe agregarse metanol al gas.

Otros contaminantes en el agua.

El posible contenido en el gas de materiales, polvo y otras sustancias

solidas y liquidas, ceras, gomas, constituyentes que formen gomas, ycompuestos deben ser limitados hasta la medida en que no se excedan los

lmites establecidos por las regulaciones sanitarias y ambientales ni causen

dao o interferencia con la apropiada operacin de las instalaciones de

transmisin, almacenamiento y difusin del gas.

El gas debe estar libre de residuos slidos con tamao superiores a 5 m (1 m

= 0,001 mm= 1 10-3mm; 1 mm= 1000 m). Si se detectan debe ser filtrado.

Gases de Combustin.

Los gases de escape que emitan los equipos de utilizacin del gas,

correctamente instalados y operados, no deben contener sustancias toxicas o

dainas a la salud, por encima de los lmites establecidos por las regulaciones

sanitarias y ambientales vigentes. Esto se considera tanto para los gases de

combustin que se descarguen dentro de espacios cerrados pero ventilados,

como puede ocurrir, por ejemplo, en el caso de consumidores domsticos y

comerciales, como para los gases de combustin que se descarguen

directamente a la atmosfera.

Odorizacin.

Es el proceso mediante el cual se le aplica un odorizante a una

sustancia inodora. Las partes definirn contractualmente las responsabilidades

de cada una sobre el particular.

Odorizacin de Gas Natural y LPG.

El gas natural es un gas inoloro e incoloro, sin embargo a este se ledebe adicionar un odorante que le proporcione un olor distintivo con el fin de
http://es.wikipedia.org/wiki/Mil%C3%ADmetrohttp://es.wikipedia.org/wiki/Mil%C3%ADmetrohttp://es.wikipedia.org/wiki/Mil%C3%ADmetrohttp://es.wikipedia.org/wiki/Mil%C3%ADmetrohttp://es.wikipedia.org/wiki/Mmhttp://es.wikipedia.org/wiki/Mmhttp://es.wikipedia.org/wiki/Mil%C3%ADmetrohttp://es.wikipedia.org/wiki/Mmhttp://es.wikipedia.org/wiki/Mil%C3%ADmetro


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detectar una posible fuga. Las compaas suplidoras deben odorizar el gas

como un requerimiento legal, luego que en 1937, un colegio explot matando

ms de 200 personas, en su mayora nios, en New London Texas, Estados

Unidos. En esa oportunidad, ocurri una fuga de gas que se acumul en el

stano del colegio el cual explot al encender un interruptor de luz, y nadie not

la fuga ya que el gas natural no posee olor propio.

El gas odorizado debe contener odorantes naturales o ser odorizado

para tener un olor distintivo suficientemente fuerte, tal que su presencia sea

detectada en concentraciones del gas en el aire que no superen 1/5 del lmite,

bajo de inflamabilidad (esto es, aproximadamente, 1% en volumen de gas en el

aire). Las concentraciones de gas odorantes utilizadas en el gas no deben ser

dainas a las personas, materiales o equipos, y sus productos de combustin

no deben ser txicos al ser respirados ni deben ser corrosivos o dainos a

aquellos materiales expuestos a esos productos de combustin. De hecho,cualquier fuga debe ser detectable por cualquier persona con un sentido

normal del olfato, es decir, que no sufra de ningn trastorno en su salud que le

disminuya su sensibilidad olfativa.

La industria del gas ha conducido a numerosos estudios a travs de los

aos para determinar cuales son los mejores compuestos a usar para la

odorizacin. Estos estudios han revelado que los mercaptanos, una clase de

compuestos rgano sulfurados, son los mejores qumicos a usar en la

odorizacin del gas natural. Los mercaptanos tienen un olor repulsivo que esprontamente detectable por cualquier ser humano a concentraciones

extremadamente pequeas en el rango de partes por billn, lo que hace los

hace verdaderamente efectivos para la odorizacin del gas natural.

Mercaptanos usados en la odorizacin.

No todos los miembros de la familia de los mercaptanos son apropiados

para ser usados en la odorizacin de gas natural. Los mercaptanos con bajo

peso molecular tales como metil mercaptano y etil mercaptano son muy

reactivos para ser usados en sistemas de gas; mientras que los de muy alto

peso molecular como nonil mercaptano y dodecil mercaptano no son lo

suficientemente voltiles para ser efectivos. De esta manera, los mercaptanos

tpicamente usados en la odorizacin de gas natural son ter-butil mercaptano,

n-propil mercaptano, isopropil mercaptano y sec-butil mercaptano.

En el caso de la odorizacin de LPG, el qumico ms adecuado es el etil

mercaptano. IPS, como representante oficial de Chevron Phillips Chemical

Company en Venezuela, ofrece el etil mercaptano bajo el nombre de

Scentinel A.


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Ley de Hidrocarburos

Las Normas Tcnicas Aplicables a la calidad del gas (NTA)

establecen las especificaciones de calidad que debe cumplir el gas

natural para uso pblico, industrial, comercial, residencial y automotriz. Esta

norma es aplicable al gas natural procedente de las instalaciones de

produccin, procesamiento y tratamiento que se incorpore a los sistemas de

transporte.

Reglamentar aspectos relacionados con actividades de aseguramiento

de la calidad del gas natural en los sistemas de transporte y distribucin:

Controlar y/o evitar emisiones de gases de efecto invernadero.

Evitar daos a la poblacin.

Garantizar una combustin limpia, eficiente y estable (Protocolo

Kyoto).

Regular la quema y venteo de gas.

Establecer marco normativo, con su respectiva legislacin, para la

interconexin de los sistemas de transporte.

Garantizar la seguridad pblica y la proteccin ambiental.

Garantizar estndares de operatividad y servicio a los transportistas

y distribuidores.

Ninguna corriente de gas natural fuera de especificaciones podr

circular por los sistemas troncales de transporte. Salvo excepcin que, por

alguna eventualidad a nivel de produccin, el MENPET autorice el desvo

de volmenes de gas fuera de especificaciones al sistema de transporte

por periodos superiores a veinticuatro (24) horas.

Para las petroqumicas que requieran 2% < CO2 < 6.5% la empresa

operadora con previa autorizacin de ENAGAS har esfuerzos para

segregar la corriente a fin de cumplir. Cuando requiera de gas rico de

igual forma se har los esfuerzos para segregar el volumen requerido. As

mismo, las empresas petroqumicas debern incorporar el gas residual al flujo

troncal bajo las condiciones de calidad establecidas en las presentes

normas.

El Gas Natural deber estar libre de sedimentos bsicos, sustancia

lquida o slida, ceras, gomas, constituyentes de goma, impurezas,lubricantes, grasas y fluidos provenientes de proceso.


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Cuando est fuera de especificacin el transportista es responsable de

desalojarlos antes de la entrega al distribuidor.

Impacto y significado de las diferentes calidades de gasesprovenientes de diferentes proveedores.

Los proveedores y empresas colaboradoras son claves para la

consecucin de los objetivos de crecimiento y de mejora de la calidad del

servicio del Gas Natural. Al igual que con el resto de grupos de inters, la

compaa aspira a establecer con ellos relaciones basadas en la confianza y el

mutuo beneficio, presididas por criterios de objetividad, transparencia,

profesionalidad e igualdad de oportunidades.

Los proveedores son cruciales, dado que facilitan productos y servicios

fundamentales para la actividad ordinaria y, por tanto, para la prestacin de los

servicios a sus clientes. Las caractersticas de los servicios que proporcionan,

el Grupo Gas Natural divide a sus proveedores en las siguientes categoras:

Contratistas de obra, encargados de construir las infraestructuras

necesarias para el desarrollo de su actividad.

Instaladores, que se ocupan de los servicios de mantenimiento y

atencin a clientes, as como de las instalaciones necesarias para los

diferentes productos comercializados.

Proveedores de materiales, que abastecen de los elementos necesarios

para construir las infraestructuras de la compaa.

Proveedores de servicios, que incluye tanto a aquellos que prestan

servicios para la mejora interna de los sistemas de gestin de la

compaa, como a los que se ocupan de la realizacin de actividades

propias del negocio o de la inspeccin de instalaciones y controles de

calidad.

Efectos de la calidad del gas en la industria y sobre la salud.


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Efectos de la calidad del gas en la industria

Los efectos de la corrosin sobre instalaciones y equipos industrialesproduce anualmente prdidas que llegan a cifras muy importantes: en lospases industrializados se ha valorado en el 3% del PBI.

Este porcentaje puede tomarse sobre la valoracin equivalente de laindustria petrolera y del gas para llegar a una cuantificacin aproximada de susefectos econmicos.

De todas las fallas que ocurren en las operaciones de la industria del gasy del petrleo la ms importante es la corrosin con el 33% de los casos comopuede verse en las tablas siguientes de un trabajo de Kermany y Harrop de BP.

FALLAS EN LA INDUSTRIA PETROLERA Y GASIFERA

CORROSIN EN LA INDUSTRIA PETROLERA

La corrosin se presenta en muchos campos de produccin de gas y

crudo, como ya todos sabemos dentro de la composicin tpica del gas natural

existen dos elementos que son capaces de reaccionar electroqumica con el

medio que los rodea, como es el caso con el CO2 y H2S. Estos son dos de las

especies corrosivas ms importantes y contra las cuales es necesario actuar

utilizando revestimientos que deben entonces resistir a esas especies, a latemperatura, presin y tambin guardar resistencia a la abrasin y al impacto


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que en una medida u otra estn involucrados en la utilizacin de tuberas y

equipos. El CO2 y el H2S son especies qumicas que estn en equilibrio con

las tres fases petrleo, agua y gas por lo que las cantidades de CO2 y H2S en

cada fase estn relacionadas pero con concentraciones diferentes dadas por

las solubilidades correspondientes a cada fase.

Entre los problemas que se pueden tener por la presencia de H2S y CO2

en un gas se pueden mencionar:

Toxicidad del H2S.

Corrosin por presencia de H2S y CO2.

En la combustin se puede formar SO2 que es tambin altamente txico

y corrosivo.

Disminucin del poder calorfico del gas.

Promocin de la formacin de hidratos.

Cuando el gas se va a someter a procesos criognicos es necesario

eliminar el CO2 porque de lo contrario se solidifica.

Los compuestos sulfurados (mercaptanos (RSR), sulfuros de carbonilo

(SCO) y disulfuro de carbono (CS2)) tienen olores bastante

desagradables y tienden a concentrarse en los lquidos que se obtienen

en las plantas de gas; estos compuestos se deben eliminar antes de que

los compuestos se puedan usar.

La corrosin se presenta en muchos campos de produccin de gas y

crudo, dentro de la composicin tpica del gas natural existen dos elementos

que son capaces de reaccionar electroqumica con el medio que los rodea,

como es el caso con el CO2 y H2S. La cantidad de dixido de carbn y sulfuro

de hidrogeno que se disuelven es proporcional a la fugacidad de los

componentes, de la presin parcial de los mismo y de la temperatura.

A continuacin estudiaremos como afectan estos contaminantes a los

equipos industriales hechos especialmente de hierro y acero.

Para el caso del dixido de carbono disuelto reacciona con agua para

formar cido carbnico de acuerdo a la siguiente reaccin.

CO2 + H2O H2CO3

El cido carbnico se disocia para formar iones de hidrgeno y

bicarbonato por la reaccin de equilibrio.

H2CO3 HCO3 + H+


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Los iones bicarbonato tambin se disocian para formar iones carbonato e

iones hidrgeno.

HCO3- CO3

= + H+

Las especies disueltas se combinan formando una sal, carbonato de

hierro (FeCO3).

Fe+2 + CO3= FeCO3

El carbonato de hierro obtenido como producto de corrosin se precipita,

depositndose sobre la superficie del metal, donde forma una capa de FeCO3,

capa que puede o no proporcionando cierto grado de proteccin al hierro contra

la mayor corrosin.

FiguraCamisa de cilindro de compresin Dresser.Fuente: PDVSA Petroquiriquir.

Por otra parte el cido sulfhdrico se disocia para formar iones de

hidrgeno e hidrosulfuro de acuerdo a la reaccin de equilibrio.

H2S HS + H+

Estos iones de hidrosulfuro a su vez se disocian para dar origen a

hidrogeno atmico y azufre elemental.

HS S = + H+

Cuya especies disueltas al reaccionar con el hierro forman sulfuro de

hierro (FexSy) la cual se deposita sobre la superficie del metal formando una

capa negra de sulfuro que identifica el ataque

2e- + 2H+ + Fe++ + S= 2H + FeS


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Segn lo estudiado anteriormente se puede observar que las reacciones

electroqumicas catdicas que dan origen a los productos de corrosin en la

superficie metlica, se presentan a continuacin.

Reacciones Catdicas:

2H2CO3 + 2e- H2 + 2HCO3

-

2HCO3- + 2e- H2 + 2CO3

=

2H2S + 2e- H2 + 2HS

-

2HS- + 2e- H2 + 2HS=

2H+ + 2e- H2

Reaccin Andica:

Fe Fe++ + 2e-

El hierro de la superficie del metal se oxida produciendo iones de hierro

en forma ferroso (Fe++).

Los metales reaccionan qumicamente al exponerse a gases agresivos

como lo es este caso. La velocidad de reaccin de algunos metales es ms

lenta que en otros, pero existen casos donde la reaccin puede ser violenta. La

presencia del H2S solo, o en conjunto con el CO2, hace al sistema

potencialmente corrosivo principalmente para los metales y especialmente al

hierro.Sin embargo como ya lo hemos visto es indispensable la presencia del

agua para que ocurra la disociacin de los componentes y se origine el ataque

a la superficie del metal. El gas es disuelto en agua, en pequeas cantidades,

crea un ambiente corrosivo, lo que propicia y se ve identificado con la aparicin

de una capa negra sobre la superficie del metal de FeS (sulfuro de hierro) o la

presencia de una sal como lo es FeCO3 (carbonato de hierro).

El efecto/comportamiento del CO2 y H2S se encuentra regulado por las

condiciones del flujo, condiciones operacionales y caractersticas del material,

sin embargo la morfologa del ataque corrosivo depende de las caractersticas

de los productos de corrosin, de la presencia de elementos oxidados y de las

sales disueltas que la afecten directamente.

A continuacin mostraremos a ambos ataque, los elementos resultantes y

sus consecuencias:

Efectos de la calidad del gas sobre la salud

El H2S se puede detector su olor a niveles bajos, pero con exposicincontinua a bajos niveles o a concentraciones ms altas, usted pierde suhabilidad para oler el gas an cuando todava est presente.


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Los efectos sobre la salud varan dependiendo de cunto tiempo y a qunivel usted est expuesto. Las personas asmticas pueden estar en mayorriesgo.

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