Plantas Criogénicas (Licuefacción)

La licuefacción en las plantas criogénicas se lleva a cabo en diferentes pasos.

Después de haber separado al gas natural de todos los posibles líquidos que pudiera contener puede ser enviado a diferentes partes del mundo, la desventaja es que el gas natural es poco denso lo cual complica su transporte para ser exportado. Por esta razón  el gas debe de ser comprimido en estaciones de compresión, al comprimir un gas, por propiedades químicas este cambia de estado y se vuelve un líquido.

Los pasos para licuar un gas en una planta criogénica son:
1. Se envía el gas, ya purificado a una columna de aminas, esto con la finalidad de eliminar el dióxido de carbono, así como otros compuestos que pudieran estar concentrados en el gas.

2.  El gas natural es enviado a una unidad de deshidratación para secarlo  hasta que contenga menos de 1 parte por millón de agua en volumen, y con ello evitar su posible congelamiento a la hora de exponerlo a las bajas temperaturas de la criogénica.

3. Una vez que se deshidrato el gas se pasa a una unidad en la cual se inicia los procesos de pre-enfriamiento.

4. Después de haber sido pre-enfriado se pasa el gas a la unidad criogénica, allí se expone a los -163°C y  1,08 bar⁴ de presión para posteriormente ser embarcados en buques especiales o camiones cisterna.

Limpieza Criogénica

Este video me llamo mucho la atención debido a que muestra como la criogénica no solo es utilizada para la separación y purificación de gases, sino también es utilizada para limpiar, en este caso se limpia una bomba, y es muy lógico que se utilice esta técnica para limpiar ya que al exponer a los materiales a bajas temperaturas, estos quedan libres de cualquier sustancia o bacteria que pueda quedar en ellos.

Plantas Criogénicas

Una planta criogénica, como su nombre lo indica es aquella en la que se llevan a cabo procesos criogénicos, con la finalidad de obtener diferentes productos, con niveles de pureza elevados, es decir, con la menor contaminación posible, a su vez el proceso criogénico es utilizar temperaturas muy bajas para obtener los mejores resultados posibles.

Un uso muy común de las plantas criogénicas es para el tratamiento de hidrocarburos, para los cuales se pueden realizar dos cosas en este tipo de plantas. La primera es separar el gas natural de sus líquidos, estos se pueden obtener por procesos criogénicos gracias a la condensación de dichos líquidos y luego son extraídos por un proceso de extracción o un fraccionamiento de líquidos.

El segundo fin de la tecnología criogénica en los hidrocarburos es licuefactar el gas natural, ¿Cuál es la finalidad de esto? la licuefacción se realiza exclusivamente para hacer viable el transporte del gas natural, ya que al licuefactar el gas, lo que se está haciendo es pasarlo a su estado líquido, debido a que es mucho más fácil transportar en pipas un líquido a un gas.

Aquí explicare más a fondo el primer proceso mencionado, como su nombre lo indica, se realiza para separar al gas natural de los líquidos que se puedan encontrar en el, aunque suene un poco absurdo y raro el gas natural al ser una combinación de hidrocarburos lo podemos encontrar combinado con petróleo y en algunos casos con agua, estos vendrían siendo los contaminantes del gas natural o como los llamamos en un principio "sus líquidos". 

"Existen 3 tipos de procedimientos para realizar esta separación: el de absorción, el de 

Refrigeración y el de criogenización, siendo este último el más eficiente aunque es un poco más costoso que las opciones anteriores." (Sociedad Nacional de Minería, Petróleo y Energía). Los pasos para la extracción de líquidos del gas natural son:

1. Una vez que se extrae el gas natural, se transporta a la unidad de deshidratación, en la cual se le quita toda el agua que pueda existir en el gas.

2. Después de haber sido deshidratado se pasa el gas natural  un separador de baja temperatura, en el cual el gas natural húmedo se va por un lado y los líquidos pesados que son diferentes al agua por otro, habiendo así separado el agua y los líquidos pesados del gas 

3. Después de haber realizado los dos pasos anteriores, se le reduce la presión y la temperatura al gas para así secarlo y separar sus líquidos livianos.

4. Por último el gas es licuado para poder transpórtalo de manera más fácil a sus diferentes destinos.

Tecnología de Membranas

En este video podemos observar como funciona la tecnologia de las membranas para purificar sustancias, pero al mismo tiempo podemos darnos cuenta de la cantidad de capas que son necesarias para poder purificar la sustancia deseada

Planta Criogénica en Poza Rica Veracruz

La tecnología criogénica no ha tenido muchos cambios de sus inicios a la fecha sin embargo está siendo muy utilizada por grandes industrias y compañías de todo tipo, un claro ejemplo de esto es PEMEX quien el 18 de febrero del año en curso anunció un proyecto de instalación de una planta criogénica en Poza Rica, Veracruz, el proyecto tendrá una capacidad de doscientos millones de pies cúbicos al día, con sección de fraccionamiento para 12 mil barriles por día y dos esferas de almacenamiento de 20 mil barriles cada una, así como la infraestructura de integración necesaria.

"La Planta Criogénica tiene la finalidad de procesar al menos 200 MMpcd de gas húmedo dulce, utilizando un proceso criogénico con una recuperación de 98 por ciento de propano en base molar y 99 por ciento de butanos más pesados en base molar y alta eficiencia energética." (PEMEX)

De acuerdo con José Antonio Rebollo "la planta tendrá como objetivo la recuperación de propano, butano y gasolina natural" los cuales se encuentran en grandes cantidades en el gas natural, gas que se planea separar mediante la tecnología criogénica utilizada en dicha planta.

El desarrollo del proyecto traerá consigo considerables beneficios, tanto económicos, como sociales y ambientales. ¿Por qué beneficios económicos? como ya mencionamos anteriormente, la nueva adquisición de PEMEX busca la obtención de diferentes productos a partir de una sola materia prima "el gas natural", debido a que dichos productos se encuentran en grandes cantidades en este gas, el capital invertido en dicho proyecto podría recuperarse rápidamente y después, todo sería ganancia, en cuanto al aspecto social, hay que mencionar que gracias a la planta criogénica, el desarrollo industrial de esa región de Veracruz incrementará de manera considerable. No hay que dejar de lado el aspecto ambiental ya que juega un papel muy importante en la industria petrolera, el beneficio ambiental que la planta en cuestión trae consigo es que "este proyecto representa considerables ahorros de energía al aprovechar el calor de los gases de combustión de los turbocompresores" (PEMEX)

Equipo RO y Desventajas

Así como existe la tecnología criogénica para la separación de gases, existen otros métodos que tienen la misma finalidad. Hay quienes afirman que métodos como el equipo RO que utilizan membranas para separar gases y purificarlos es muy bueno, es barato, si, pero ¿Qué tan bajo puede ser su costo?

Si las membranas utilizadas en el equipo RO son sintéticas, el precio del mismo se dispara al cielo, eso sin mencionar que aunque no sean sintéticas, las membranas son muy frágiles, después de determinado tiempo hay que cambiarlas constantemente, lógicamente el cambio continuo de las piezas primordiales del equipo RO genera grandes gastos y sobre todo una perdida impresiónate en la calidad de los productos ya que estos en lugar de salir más puros muchas veces suelen contaminarse más por la membrana.

El equipo de RO solo se puede utilizar para separar de los gases partículas de contaminación muy pequeñas, ya que “Cuando se filtran partículas que van de 0.01 a 0.1 micras de diámetro, éstas tienden a bloquear la superficie de la membrana, causando contaminación de los materiales de soporte y disminuyendo la eficiencia del proceso” (Brett Elias and Jabez Van Cleef, 1998), creando una especie de tapón en los poros de la membrana. En estas circunstancias será necesario realizar un pre-filtro, causando una pérdida de tiempo, lo cual no es bueno para una compañía. 

 Como se puede observar en el video, lo que se está haciendo es filtrar el agua por membranas, para los gases ocurre algo similar, sin embargo se puede apreciar que las partículas que se muestran son muy pequeñas, el problema viene cuando las partículas que contaminan el aire o agua son más grandes, ya que se quedan atrapadas en la membrana contaminándola y haciendo que esta contamine a la siguiente sustancia a purificar.

Un proceso particular

Desde principios del siglo XX las industrias dedicaron gran parte de su trabajo al desarrollo de nuevas tecnologias, facilitando asi la generación de nuevos productos, y mejorando la calidad de vida de las personas, es así como nace la tecnología criogénica.
 A pesar del creciente costo de la energía, la fuerte competencia y la rentabilidad cada vez más difícil de sostener, el desarrollo gradual de los procesos criogénicos ha incrementado  en los últimos años. Este desarrollo ha sido en gran parte dirigido a mejorar la eficiencia de los procesos y esto ha llevado a un hardware más sofisticado que a menudo suele ser  más caro inicialmente, sin embargo, puede resultar mucho más costoso intentar otro tipo de proceso para separación de gases ya que otras tecnologías no aseguran la calidad en el producto que la tecnología criogénica sí.

Esta imagen explica claramente el proceso criogénico paso a paso. Como podemos observar el gas húmedo dulce, en este caso podría ser el gas natural entra a la "sección" de deshidratación, ahí se remueve oda el agua que pudiera existir en el, esto se hace con la finalidad de que a la hora de exponer el gas a las bajas temperaturas, no se congele por la presencia de agua en él. Posteriormente el gas es enfriado y se separan los líquidos diferentes al agua que queden en el, una vez que se separaron los líquidos del gas, este se hace pasar por un expansor para después pasar a la torre desmetanizadora, la cual se va a encarga de obtener el metano del gas natural, el metano se irá a la parte superior de la torre para después pasar de nuevo al refrigerante y posteriormente ser comprimido para su exportación. Mientas que los líquidos del gas natural se irán a la parte posterior de la torre desmetanizadora para ser expulsados por una bomba, ya que esos líquidos no los queremos en nuestro proceso.