Medición de la humedad en la deshidratación por glicol del gas natural

Punto de rocío y optimización de las unidades de deshidratación

Las unidades de deshidratación son esenciales para la producción de gas natural, ya que reducen las concentraciones de vapor de agua hasta el punto en que el gas natural cumple la calidad especificada por los compradores y es seguro bombearlo por las redes de distribución aguas abajo. 

Eliminar el vapor de agua arrastrado por el gas natural es crucial por varias razones: 

Si el vapor de agua se condensa, corroerá las superficies de acero y hierro; este proceso puede agravarse si el condensado también reacciona con el dióxido de carbono para formar ácido carbónico.

El vapor de agua puede condensarse en gotas líquidas.  Éstas se producen de forma aleatoria y se desplazan en la misma dirección que el flujo de gas, aunque a una velocidad ligeramente inferior, y pueden crear vibraciones y tensiones en las tuberías y los componentes mecánicos.

Los hidratos pueden formarse si las moléculas de agua condensada reaccionan con el vapor de agua.

Se pueden formar hidratos si las moléculas de gases, como el sulfuro de hidrógeno o el metano, quedan atrapadas en el vapor de agua; los hidratos pueden precipitarse del gas si éste se comprime o se enfría y pueden provocar el taponamiento de las tuberías y contribuir a la corrosión.

Los hidratos de hidrógeno pueden provocar la corrosión de las tuberías.

La eliminación del vapor de agua se consigue normalmente mediante la adsorción de desecantes, tamices moleculares o -más comúnmente debido a su relativa simplicidad y menor coste- unidades de deshidratación de glicol.  El glicol -o, más exactamente, un derivado del glicol, como el dietilenglicol (DEG) o el trietilenglicol (TEG)- es higroscópico, lo que lo convierte en un medio excelente para absorber el agua del gas natural. 

Deshidratación del gas natural mediante glicol

El proceso de deshidratación del glicol tiene lugar en una torre contactora.  El glicol seco, o pobre, entra en la parte superior de la torre, desde donde cae a través de una serie de bandejas con tapones de burbujas o vertederos.  Al mismo tiempo, el gas natural se bombea hacia arriba a presión desde la base de la torre a través de los tapones de burbujas, que sirven para maximizar el área de contacto entre el gas y el glicol. 

Por tanto, el gas natural se va secando a medida que asciende, mientras que el glicol se satura cada vez más a medida que desciende. El glicol saturado, o rico, se extrae de la base del contactor, desde donde se alimenta a un rehervidor para su purificación y regeneración, mientras que el gas seco se bombea a la siguiente fase del proceso de producción. 

Medición del punto de rocío

El funcionamiento y mantenimiento de un sistema de contactores eficiente depende de la medición precisa y coherente del punto de rocío de la humedad: es decir, el punto en el que el vapor de agua empezará a condensarse del gas a temperaturas y presiones específicas.  La medición precisa del punto de rocío es crucial para garantizar que el sistema de deshidratación no funcione ni por debajo ni por encima de su capacidad, con los riesgos asociados de parada del sistema o de niveles innecesariamente altos de secado y, por tanto, de consumo de energía. 

Normalmente, el punto de rocío se mide antes y después del contactor.  La diferencia entre estos dos puntos de medición suele denominarse "depresión del punto de rocío" y, si el sistema funciona correctamente, el punto de rocío en la fase de salida será considerablemente inferior al del punto de entrada.  Por lo tanto, la depresión del punto de rocío puede utilizarse para determinar el volumen de agua que debe eliminarse del gas natural para garantizar que cumple las especificaciones del proceso posterior. 

Los espectrómetros de absorción láser de diodo sintonizable (TDLAS) son los sistemas preferidos para medir el contenido de humedad en los sistemas de deshidratación de gas natural.  Utilizan una forma de medición sin contacto que, a diferencia de los sensores capacitivos de óxido metálico o de impedancia, no se ve afectada por la presencia de glicol. Sin embargo, estos analizadores pueden ser propensos a las interferencias cuando hay metano, etano, dióxido de carbono y sulfuro de hidrógeno presentes en la corriente de gas natural.  Aunque los efectos de las interferencias pueden mitigarse mediante una calibración cuidadosa, la composición del gas natural puede variar considerablemente, lo que puede dar lugar a errores de medición. 

Por ejemplo, un límite de rendimiento TDLAS especificado de ±4 ppm sugiere un margen de error realista de aproximadamente 2 °C en el punto de rocío.  En la práctica, las variaciones en la composición del gas natural podrían hacer que este límite de rendimiento fuera de hasta 20 ppmV, aumentando el margen de error a unos 14 °C en el punto de rocío.  

Para resolver este problema, nuestro OptiPEAK TDL600 ofrece una precisión líder en su clase de ±1 ppmV en rangos de composición de gas del mundo real. Esta mayor precisión puede reducir el sobreprocesamiento y ofrece la posibilidad de ahorrar eficiencia en comparación con los instrumentos de la competencia. 

El OptiPEAK TDL600 automatiza la medición en línea de la humedad en sistemas de deshidratación, especialmente con gas natural de composición variable. El analizador ofrece una precisión superior, con un tiempo de respuesta rápido, bajo mantenimiento, instalación y funcionamiento sencillos y autoverificación integrada para garantizar un bajo coste de propiedad. 

Para mediciones por debajo de 1ppm_V, el analizador de humedad QMA601-LR está diseñado para proporcionar mediciones fiables, rápidas y precisas del contenido ultrabajo de trazas de humedad del gas natural en aplicaciones de fraccionamiento de LGN y licuefacción de GNL. El QMA601-LR es el resultado de los continuos esfuerzos de Michell Instruments por mejorar la tecnología de microbalanza de cristal de cuarzo para mediciones de humedad de trazas ultrabajas de hasta 20ppb_V.

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