El gas natural es una fuente de energía no renovable formada por una mezcla de gases que se encuentra frecuentemente en yacimientos de petróleo, disuelto o asociado con el petróleo o en depósitos de carbón.

El endulzamiento o desacidificación del gas se hace con el fin de eliminar el H2S y el CO2 del gas natural. El H2S y el CO2 son gases que pueden estar presentes en el gas natural, son altamente corrosivos en presencia de agua, y especialmente el H2S  puede ocasionar problemas en el manejo y procesamiento del gas. El H2S y el CO2 se conocen como gases ácidos, porque en presencia de agua forman dichos ácidos.

Los procesos más usados para el endulzamiento de gas natural son aquellos donde se usan soluciones acuosas de alcanolaminas. Entre las más utilizadas se encuentra la dietanolamina (DEA). Aunque también con el objetivo de aumentar la absorción y reducir el gasto energético se han utilizado mezclas de alcanolaminas primarias (monoetanolamina, MEA) con alcanolaminas secundarias (DEA), o con alcanolaminas terciarias.

El diagrama de flujo de dicho es proceso es el siguiente:

 

Diagram_of_the_Gas_Sweetening_Process

Figura 1. Diagrama de flujo sobre la desacidificación de gas natural

 

El gas contaminado (corriente 1) entra por la parte inferior de la columna (absorber, “amine contactor”) y fluye hacia la parte superior de la torre donde sale como gas limpio o gas dulce, sin H2S ni CO2, (corriente 3). En la torre los gases ácidos se absorben con la solución líquida de alcanolaminas que entra en contracorriente. La solución líquida de alcanolaminas pasa hacia la parte superior de la torre como amina pobre y sale por la parte inferior como amina rica en gases ácidos (“Rich Amine”).

Posteriormente la corriente de disolvente rico en gases ácidos se manda a una torre regeneradora (stripper, “amine still”) que se encarga de separar la solución de alcanolaminas de los gases ácidos mediante una caída de presión.

Las alcanolaminas salen “limpias” (por fondo de la torre regeneradora) y se mandan a la torre de absorción, tras su paso por un enfriador para su preparación a la entrada de la torre absorbedora, para continuar su ciclo en el proceso de endulzamiento.

En la torre absorbedora el contacto líquido-gas se hace a través de columnas de platos o columnas empacadas que permiten el contacto de la solución de alcanolaminas y el gas natural, de manera que el H2S y CO2 se transfieren de la corriente gaseosa a la corriente líquida.

La corriente rica en gases ácidos se manda a un tanque Flash (“Flash Drum”) que se encarga de separar los hidrocarburos disueltos en esta corriente por medio de una caída de presión , de esta forma los hidrocarburos ligeros se separan de los hidrocarburos pesados, y posteriormente se separan de las alcanolaminas.

Tras el paso por el tanque Flash, esta corriente se calienta en un intercambiador de calor para preparar su entrada a la torre regeneradora.

La torre regeneradora es una torre igual que la torre absorbedora, en cuanto a sus características de diseño. La solución de alcanolaminas entra por la parte superior de la torre y en contracorriente al vapor de gases ácidos que se genera en el hervidor. El vapor fluye hacia arriba de la torre y pasa por un condensador que separa a la solución de alcanolaminas vaporizada de los gases ácidos.

Se recomienda que esta torre opere con una temperatura baja de calentamiento y con una baja presión de vapor.

Como comentario adicional, antes de que el gas natural sea introducido a la torre absorbedora se hace pasar por un pretratamiento en el cual se remueve el agua y los lodos líquidos contenidos en el gas mediante sistemas de impacto, como membranas que remueven una porción de líquidos y deshumidificadores que se encargan de remover el resto de agua. Algunos de los contaminantes contenidos en este proceso son: hidrocarburos líquidos, salmuera, aceites provenientes de los compresores, etc.  Si estos contaminantes entran a la torre absorbedora podrían causar problemas como espumas, contaminación y corrosión que dan lugar a pérdidas de disolvente y una baja calidad del gas natural.