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En las industrias del petróleo, el gas y la petroquímica, la quema del exceso de gas mediante antorcha (o quema en antorcha) es un método común para tratar los gases residuales. Si bien antes se consideraba una medida técnica y de seguridad inevitable, la quema indiscriminada de gas ya no es aceptable debido a la creciente preocupación ambiental y a las regulaciones internacionales más estrictas.
La quema de gas de antorcha no solo contamina el aire y libera gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono y el metano, sino que también desperdicia valiosos recursos energéticos. Por lo tanto, capturar el gas de antorcha y reutilizarlo como materia prima o combustible se ha convertido en una prioridad absoluta para la industria mundial del petróleo y el gas.
¿Qué es el gas de quema?
El gas de antorcha es una mezcla de hidrocarburos ligeros (como metano, etano y propano) con impurezas como H₂S, CO₂ y nitrógeno. Es un subproducto de diversos procesos de refinación y producción de petróleo y gas.
La principal razón para quemar en antorcha es controlar la sobrepresión dentro de la instalación y mejorar la seguridad. Sin embargo, se han desarrollado diversas tecnologías para capturar y utilizar los gases de la antorcha, de modo que esta energía pueda convertirse en valor económico en lugar de quemarse.
¿Por qué es importante la captura de gas de antorcha?
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Reducir la contaminación ambiental
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Reducir las emisiones de dióxido de carbono, metano y compuestos orgánicos volátiles (COV).
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Prevenir la lluvia ácida causada por compuestos de azufre.
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Reciclaje de energía y recursos
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Utilice gas de combustión como combustible para calderas, turbinas o unidades de proceso.
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Convertidos en materias primas petroquímicas para producir productos de alto valor añadido.
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Cumplir con las normas y leyes
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Organizaciones internacionales como el Banco Mundial han desarrollado planes para lograr la quema cero de forma rutinaria para el año 2030 .
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El incumplimiento podría resultar en multas significativas y restricciones a la exportación.
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Beneficios económicos
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Reducir los costes ocasionados por el desperdicio de energía .
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Crear nuevas oportunidades de inversión en industrias posteriores.
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Método de recolección de gas de antorcha
Existen diversas soluciones para la gestión y recolección de gas de antorcha, según las condiciones del emplazamiento, la composición del gas y las necesidades de la unidad industrial. Los métodos más importantes incluyen:
1. Utilice una unidad de recuperación de gas de antorcha (FGRU)
En este método, un compresor extrae gas de antorcha de una línea de recolección, lo comprime y lo inyecta en una unidad de proceso o una línea de transmisión.
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ventaja :
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Capacidad de recuperar directamente el gas y utilizarlo como combustible o alimento.
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Reduce por completo la necesidad de quemar en circunstancias normales.
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deficiencia :
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El costo de inversión inicial es alto.
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Dado que hay partes móviles, requiere un mantenimiento constante.
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2. Uso de eyectores de gas líquido
En este método, un fluido impulsor presurizado (como agua o fluido de proceso) pasa a través de una boquilla de inyección y, debido al efecto Venturi, aspira el gas de antorcha y lo transfiere al sistema.
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ventaja :
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Sin partes móviles, fácil mantenimiento y bajo costo.
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Mantiene un rendimiento estable incluso con caudales variables .
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Adecuado para instalaciones donde se puedan utilizar agua o líquidos auxiliares.
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deficiencia :
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Se requiere una fuente de fluido motriz con suficiente presión.
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Limitaciones de capacidad asociadas al compresor.
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3. Reinyectar el gas en el yacimiento o pozo.
Este método comprime el gas de antorcha y lo inyecta en pozos de petróleo y gas. Además de recolectar el gas de antorcha, también aumenta la presión del yacimiento y mejora la recuperación de petróleo (EOR).
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ventaja :
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Mejorar la eficiencia de la recuperación de petróleo.
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Reducir la contaminación ambiental.
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deficiencia :
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Las instalaciones de compresión e inyección son costosas.
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Se requieren condiciones geológicas adecuadas.
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4. Se utilizan como materia prima para plantas petroquímicas.
Gran parte del gas de combustión contiene compuestos valiosos como etano y propano , que pueden usarse como materia prima para plantas de craqueo o productos petroquímicos.
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ventaja :
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Alto valor añadido.
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Reducir la dependencia de fuentes alimentarias extranjeras.
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deficiencia :
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Requiere purificación y separación preliminar.
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El costo de construir equipos de proceso es alto.
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5. Generación de energía (generación de energía mediante gas de antorcha)
Una solución económica es utilizar el gas de combustión para generar electricidad. Esto puede lograrse mediante una turbina o un motor de gas.
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ventaja :
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Suministrar electricidad a unidades industriales o venderla a la red.
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Las emisiones de gases de efecto invernadero se reducen en comparación con la combustión directa.
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deficiencia :
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Las fluctuaciones en la composición del gas pueden afectar el rendimiento del dispositivo.
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Se requiere filtrado y separación de impurezas.
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Elementos mezcladores estáticos GXM de Stamixco para mezclar y dispersar fluidos viscosos
6. Gas a líquido (GTL)
La tecnología GTL permite convertir el gas de antorcha en productos líquidos como diésel o nafta. Este método se utiliza principalmente en grandes yacimientos de gas.
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ventaja :
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Produce combustible de alta calidad.
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Mejorar el valor económico del gas de quema .
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deficiencia :
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La tecnología es compleja y la inversión es muy alta.
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Adecuado para grandes proyectos.
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Comparación de métodos
| método | Costos de inversión | complejo | Beneficios económicos | Adecuado |
|---|---|---|---|---|
| compresor | arriba | mucho | arriba | Unidades grandes |
| eyector | abajo | Bajo | Medio | Unidades pequeñas y medianas |
| Inyectar en el tanque | arriba | Medio | arriba | yacimiento petrolífero |
| alimentación petroquímica | arriba | mucho | Muy alto | Complejo petroquímico |
| Generación de energía | Medio | Medio | arriba | Unidades industriales |
| Gas natural a líquidos | Muy alto | mucho | Muy alto | Grandes proyectos |
Desafío de recolección de gas de antorcha
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Fluctuaciones en la composición y el flujo del gas de antorcha
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Algunas tecnologías tienen altos costos de inversión inicial.
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Problemas técnicos y operativos, como la corrosión y la presencia de impurezas.
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Falta de infraestructura, especialmente en zonas remotas.
Soluciones futuras
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Desarrollar tecnologías flexibles y de bajo costo como eyectores avanzados .
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Uso de fuentes de energía combinadas (por ejemplo, utilizando gas de combustión para generar electricidad y calor).
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Esforzarse por lograr que la quema rutinaria sea cero en el marco de los compromisos internacionales .
en conclusión
La captura de gas de antorcha no solo es una iniciativa ambiental, sino también una importante oportunidad para la recuperación energética y la mejora de la eficiencia en la industria del petróleo y el gas. Según el proyecto, se pueden emplear diversos métodos, como la recuperación en compresores, eyectores, inyección en yacimientos, su uso como materia prima petroquímica, la generación de energía y la conversión a líquidos.
La selección del método adecuado depende de factores como la capacidad de quema, la composición del gas, el coste de la inversión y los objetivos económicos de la planta. En definitiva, reducir o eliminar la quema será un paso fundamental hacia el desarrollo sostenible y la protección del medio ambiente.