SIMULACION MATEMATICA DE RESERVORIOS

UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA

CARRERA: ING. PETROLERA

GRUPO N2GTL vs GNL

DOCENTE: ING. CELESTINO ARENAS MARTINEZINTEGRANTES: MENACHO GUTIERREZ ALFREDO DORADO MARTINEZ LUIS ALBERTO ROCHA ORELLANA JAIRO VERA POZO MOJAMEL TERAN EYZAGUIRRE JAVIER

Santa Cruz Bolivia2013

INDICECAPITULO IANTECEDENTES1.ANTECEDENTES DEL GAS NATURAL LICUADO (GNL)2.ANTECEDENTES DEL GAS TO LIQUID (GTL)3.INTRODUCCIONCAPITULO IIDESARROLLO DEL TEMA1.DESCRIPCIN GENERAL: QUE ES GNL?2.PROCESOSEXPLOTACION Y PRODUCCION.LICUEFACCIONTRANSPORTEREGASIFICACION3.VENTAJAS DEL GNL4.DESVENTAJAS DE GNL5.DESCRIPCIN GENERAL: QUE ES GTL?6.PROCESOS DE TRANSFORMACION DE GAS A LIQUIDO7.PASOS DEL PROCESO8.VENTAJAS DEL GTL9.DESVENTAJAS DE GTL10.COMPARACIN GTL VS GNL11.PERSPECTIVAS DE FUTURO GNL 12.PERSPECTIVAS DE FUTURO GTL

CAPITULO IIICONCLUSIONES GENERALESRECOMENDACIONESBIBLIOGRAFIA

CAPITULO IANTECEDENTESANTECEDENTES DEL GAS NATURAL LICUADO (GNL)Debido a que el gas natural presurizado era demasiado peligroso de transportar por el alto riesgo de explosin, as como el costo de los tanques contenedores los cientficos descubrieron que si se enfriaba el metano a una temperatura aproximada de -161 C, se transforma en un lquido cuyo volumen es 600 veces menor que en su fase gaseosa. Se podra almacenar y transportar este lquido a presin atmosfrica. El GNL se utiliz comercialmente por primera vez a principios de la dcada de los 40 en Cleveland, Ohio - EEUU. El crecimiento de la poblacin mundial demand mayor energa, aumentando consecuentemente la demanda de GNL.ANTECEDENTES DEL GAS TO LIQUID (GTL)Alemania fue la primera en aplicar la conversin de los productos GTL durante la dcada del siglo 20, cuando se encontr con escasez de petrleo pero con amplias reservas de carbn, utilizando un proceso que se conoci como la sntesis de Fischer-Tropsch (FT).Un esfuerzo coordinado para garantizar el suministro de combustibles lquidos dio como resultado el desarrollo de plantas de F-T a alta temperatura, que convertan el carbn en gas y luego en lquidos.Una creciente demanda de combustibles limpios favorecer en la comercializacin del GTL.

INTRODUCCION

En este informe el objeto principal ser ver una comparacin de los procesos de Gas a Lquido: GTL vs GNL Mayores riesgos tecnolgicos de ambos Niveles de inversiones Eficiencia de los procesosSe realizara una descripcin breve de conceptos de lo que es GTL y GNL.En base a este estudio que realizaremos verificaremos cul de estas dos alternativas GTL o GNL sera ms conveniente utilizar en nuestro pas.

CAPITULO IIDESARROLLO DEL TEMA

DESCRIPCIN GENERAL: QUE ES GNL?

El GNL es el mismo gas natural limpio y seguro que se utiliza en los hogares para cocinar, la calefaccin y como combustible en la industria, y para generar electricidad.La diferencia fundamental es que el GNL es gas natural que ha sido enfriado hasta convertirlo en liquido, este proceso se hace en instalaciones llamadas plantas de licuefaccin, el gas natural es enfriado hasta alcanzar los 161C bajo cero al reducir tanto la temperatura el gas se condensa en un liquido, este proceso permite reducir su volumen en aproximadamente 600 veces, de esta forma 600 metros cbicos de gas quedan reducidos a tan solo 1metro cubico, lo que facilita su transporte a larga distancia

PROCESO LA CADENA DE VALOR DEL GNL

EXPLORACIN Y PRODUCCIN

Los pases lderes productores de gas natural que lo comercializan en GNL a los mercados mundiales son Argelia, Indonesia, y Qatar. Muchos otros pases juegan un papel pequeo pero importante y roles secundario como productores de gas natural como nuestro pas Bolivia que cuenta con 11,2 TCF de reservas de gas esto favorecera en la implementacin de la tecnologa GNL.

LICUEFACCION

El gas alimentado a la planta de licuefaccin viene de los campos de produccin. Los contaminantes que se encuentran en el gas natural producido son extrados para evitar que se congelen y daen el equipo cuando el gas es enfriado a la temperatura del GNL y para cubrir las especificaciones del gaseoducto en el punto de entrega. El proceso de licuefaccin puede ser diseado para purificar el GNL a casi 100 por ciento metano.El proceso de licuefaccin consiste en el enfriamiento del gas purificado a travs del uso de refrigerantes. La planta de licuefaccin puede consistir en varias unidades paralelas (trenes). El gas natural es licuado para ser transportado a una temperatura aproximada de -256F. Al licuar el gas, su volumen es reducido por un factor de 600, lo que quiere decir que el GNL a la temperatura de -256F, utiliza 1/600 del espacio requerido por una cantidad comparable de gas a temperatura ambiente y presin atmosfrica.El GNL es un lquido criognico. El trmino criognico significa baja temperatura, generalmente por debajo de 100F. El GNL es un liquido puro, con una densidad de alrededor de 45 por ciento la densidad del agua.El GNL es almacenado en tanques de paredes dobles a presin atmosfrica. El Tanque de almacenaje es en realidad un tanque dentro de otro tanque. El espacio anular entre las dos paredes del tanque est lleno de aislamiento. El tanque interno, en contacto con el GNL, est hecho de materiales recomendados para el servicio criognico y la carga estructural proporcionada por el GNL. Estos materiales incluyen un 9% de acero al nquel, aluminio y concreto pre-tensado. El tanque exterior est hecho generalmente de acero al carbono y concreto pre-tensado.

COMO SE TRANSPORTA EL GNL

El GNL es transportado en barcos especiales, tambin denominados Metaneros todos cuentan con doble casco y en el lugar de las bodegas tienen habilitados uno o varios depsitos criognicos que permiten mantener la carga a -161C.Tipos de sistemas de almacenamiento han evolucionado como los estndar. Estos son: El diseo esfrico (Moss)Diseo esfrico (Moss) que representa el52 por ciento de los buques existentes,Los buques de tanque esfrico son los ms Comnmente identificados como buquesde GNL debido a que las cubiertas de dichos Tanques son visibles.Sin embargo, muchos de los buques bajo construccin actualmente son los de tipo membrana. Los buques de membrana y los de prisma se parecen ms a los buques de petrleo en los cuales la estructura de los tanques son menos visibles. El diseo de membrana

El diseo estructural prismtico

El GNL se carga en las plantas de licuefaccin de all es transportado hasta los terminales de reseccin donde es descargado y almacenado en tanques especialmente diseados.

El grafico de arriba demuestra que actualmente la mayora de los barcos de GNL usan los tanques esfricos (Moss) y ellos son reconocidos fcilmente porque la parte alta de los tanques son visibles encima de la cubierta. El tanquero tpico de GNL puede transportar alrededor de 125,000 138,000 metros cbicos de GNL, lo que provee entre 2.6 2.8 millardos de pies cbicos de gas natural. El tanquero tpico mide 900 pies en longitud, alrededor de 140 pies de ancho y 36 pies de corriente de agua, y cuesta alrededor de $160 millones de dlares.

ALMACENAMIENTO Y REGASIFICACIN

Para regresar el GNL a su estado gaseoso, es pasado a la planta de regasificacin. A la llegada al terminal de recepcin en su estado liquido, el GNL es bombeado primero a un tanque de almacn de doble-pared (a presinAtmosfrica) similar a aquel usado en la planta de licuacin, despus es bombeado a alta presin a travs de diferentes componentesdonde es calentado en un ambiente controlado.El GNL es calentado pasndolo por tuberas calentadas directamente por calderas, agua de mar o a travs de tuberas calentadas por agua. El gas vaporizado es despus regulado a presin y entra al sistema de gaseoductos como gas natural. Finalmente, consumidores residenciales y comerciales reciben gas natural para su uso diario desde utilidades de gas locales o en forma de electricidad.

VENTAJAS DEL GNL

Medio Ambiente: - Las emisiones de gases de efecto invernadero son menos.- El uso de GNL como combustible para los camiones tiene importantes ventajas sobre diesel estndar: ofrece 15 por ciento menos de emisiones de dixido de carbono y casi 90 por ciento menos xidos de nitrgeno y partculas de polvo - Menos contaminacin acstica. Un motor de gas natural produce 3 a 5 decibelios menos sonido o alrededor de 70 por ciento en comparacin con los motores a diesel. Economa: - Competitividad con fluidos de petrleo. Los EE.UU. han realizado una amplia investigacin sobre la produccin de gas natural licuado el precio de venta de GNL sera de alrededor de 4,64 $ / GJ por lo que es mucho ms barato que el diesel: 15,69 $ / GJ. - Independencia. El uso de gas natural en lugar de petrleo podra eliminar nuestra dependencia hacia los pases productores de petrleo. Los Pases Bajos tienen sus propias reservas de gas. Escalabilidad: - Probado en gran escala. Plantas de licuefaccin estn operando en todo el mundo, entre ellos Argelia, Australia, Libia, Trinidad y Tobago, los EE.UU. y algunos pases de Oriente Medio. Terminales de GNL se encuentran en China, la Repblica Dominicana, India, Puerto Rico y casi todo el mundo industrializado. En Europa slo 16 terminales de regasificacin son de operacin y cuarenta y siete se encuentran en construccin o previstas principalmente para ser independiente de la rusa Gazprom.

Planta de GNL en Qatar por la noche DESVENTAJAS DE GNL Economa: - Los costos de transporte. Debido a la condicin extrema en la que GNL tiene que ser almacenado los costos de transporte son muy altos. La inversin de un buque de 138000 m3 de capacidad, ronda entre los 150 y 160 MM$ Escalabilidad: - La infraestructura no existente. Debido a que casi todo el transporte convencional funciona con gasolina o diesel se tienen que construir nuevas infraestructuras para la distribucin del gas natural, lo que requiere grandes inversiones. Eficiencia: - Contenido de energa. Cuando se compara con GTL y diesel, se puede observar que el GNL tiene un contenido energtico mucho ms bajo (GTL 34,3 MJ / L; Diesel 35,7 MJ / L; GNL 23,5 KJ / L). Esto significa que relativamente una gran cantidad de GNL tiene que ser quemado para producir la misma potencia que GTL y diesel. - Eficiencia de licuefaccin. Para la eficiencia del proceso slo se han realizado estudios sobre la licuefaccin, no en el transporte o la gasificacin. El proceso de licuefaccin ideal es un proceso terico utilizando un medio del ciclo de Carnot.

DESCRIPCIN GENERAL: QUE ES GTL?Hasta hace poco, haba slo dos formas prcticas de transportar gas natural: hacerlo circular a travs de un gasoducto en estado gaseoso o enfriarlo y transportarlo como gas natural licuado (GNL). Una tercera alternativa, la tecnologa de conversin de gas a lquidos (GTL), transforma qumicamente el gas natural en productos lquidos, de combustin limpia, que pueden ser fcilmente despachados al mercado.La tecnologa de gas a lquidos (GTL) se utiliza para convertir un material de alimentacin que contiene carbono, tal como gas natural, a los combustibles diesel sintticos en un proceso desarrollado por Fischer y Tropsch y desarrollado por las compaas petroleras. El producto final es carburante lquido sinttico. Se obtiene diesel, jet fuel, nafta y ceras, combustibles ambientalmente limpios y ecolgicos.PROCESO DE TRANSFORMACION DE GAS A LQUIDO

Produccin de GTL implica dos pasos principales: PRIMERO(Proceso Reformado), la produccin de gas de sntesis a partir de la materia prima, Mezcla de monxido de carbono e hidrogeno con extraordinaria facilidad para formar nuevos compuestos qumicos. SEGUNDO(Proceso FT), la produccin de hidrocarburos lquidos a partir del gas de sntesis. Mezcla de hidrocarburos parafnicos pesados que luego se someten a un hidrocraqueo que separa las gasolinas, diesel y ceras sintticas.PASOS DEL PROCESO GTL

1. Insuflado de O2 en un reactor para extraer los tomos de Hidrogeno para la produccin de gas de sntesis, la reaccin es la siguienteCH4 + O2 ------------------ CO + 2H2T = 1000 C ; P = 1400 psig y mayores2. Se utiliza un catalizador para recombinar el hidrgeno y monxido de carbono mediante el proceso FT, dando lugar a los hidrocarburos lquidos.nCO + (2n+1) H2 ---------- CnH(2n+2) + n(H20)T = 240 - 280 oC ; P = 450 PsigCatalizador de Hierro (Fe) Cobalto (Co)3. Los hidrocarburos de cadena larga son cargados en una unidad de craqueo, donde se fraccionan para producir diesel, nafta y ceras.

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VENTAJAS DE GTL Economa: - Promueve la diversificacin econmica en los pases con recursos de gas. - Reduce los costos de transporte de gas natural. - Competitividad para fluidos de petrleo.

Medio Ambiente:- Menor emisin de contaminantes . La tecnologa GTL produce una calidad, combustible limpio que proporciona emisiones ms bajas de contaminantes locales, incluso cuando se compara con el diesel 'libre de azufre'. Los beneficios estn entre 40-60% (partculas, hidrocarburos y monxido de carbono) para los vehculos livianos a diesel y 5-30% de beneficio para vehculos pesados a diesel. - No hay mayor impacto en el calentamiento global. Un sistema de GTL, en comparacin con un sistema de refinera de petrleo crudo, produce una cantidad total menor de las emisiones de dixido de carbono. Las emisiones totales para un sistema de GTL es en este caso 78 kg de dixido de carbono por GJ, frente a 83 para la refinera de petrleo crudo. El Diesel de GTL, es claramente de ms alta calidad que el Diesel regular o de refinado del petrleo.Escalabilidad: - Probada en gran escala. La tecnologa de actualizacin hace que la fabricacin de combustibles sintticos a partir de gas natural, factible para las plantas de GTL a gran escala. Varios proyectos estn en fase de desarrollo, por lo que muchos analistas esperan que la capacidad total de GTL crecer desde los actuales 45.000 bbl / d a 6 millones de bbl / d en 2020.

Planta de GTL a gran escala

DESVENTAJAS DE GTL Economa: - Gran inversin necesaria para la produccin de plantas de GTL. Los costos varan de acuerdo con diferentes tecnologas y de reduccin de dixido de carbono. Por el momento una gran cantidad de investigacin y desarrollo que se est haciendo para aumentar la eficiencia del proceso y reduciendo as los costos. Eficiencia: - La eficacia del proceso Mejorable. Aunque los procesos GTL tienen un mximo terico de eficiencia de conversin de aproximadamente 78%, en la prctica no se alcanza esta eficiencia. Tecnologas disponibles prometedoras alcanzan una eficiencia real en el orden de 62

PROCESOS DE GAS NATURAL A LQUIDO

GRUPO 36

COMPARACIN GTL VS GNLGNL y GTL son en realidad dos tcnicas en competencia para el transporte de gas natural. En esta seccin se comparan las dos tcnicas y una conclusin se hace.

CIENCIAS ECONMICASCOSTOS PRODUCION

GTLGNL

costos de produccin de 5,23 $ / MM BTU costos de transporte de GTL son 1,3 centavos de dlar / km precios del producto para el usuario final es ms caro

4,89 $ / MM BTU el transporte de GNL es mucho ms caro 2,0 centavos de dlar / km precios del producto para el usuario final es ms barato

INFRAESTRUCTURA

GTLGNL

puede ser distribuido a travs de la infraestructura de diesel convencional debido a que sus propiedades fsicas se asemejan. construir una nueva infraestructura para la distribucin y almacenamiento del combustible

IMPACTOS AMBIENTALES

Emisiones de dixido de carbono en la produccin

GTLGNL

Sin captura de CO2 (25 kg CO2/GJ)Con captura de CO2 (5 kg-CO2/GJ)(8,4 kg-CO2/GJ)

Cuando se quema en un motor

GNL produce 25 por ciento menos de CO2 con respecto al diesel GTLEsto significa que el GNL como combustible es mucho ms limpio que el GTL.

EFICIENCIA(contenido de energa)

GTLGNL

34,3 MJ / L

23,5 MJ / L

PERSPECTIVAS DE FUTURO DE GNL Desde el ao 2000 constructores de plantas de licuefaccin han entrado en el mercado y desde entonces los precios del GNL han cado debido a la reduccin en los costos de construccin de la planta.

Los costos de construccin de plantas de licuefaccin son uno de los dos principales contribuyentes de los precios del GNL. Sin embargo, parece que la reduccin de los costos de construccin no ha sido causada por los avances tecnolgicos, sino por la reduccin de los precios. Por lo tanto, esta reduccin no seguir adelante en el largo plazo para el precio del GNL, tarde o temprano se acercar a los costos marginales de produccin. Por otro lado, el aumento de la competencia puede desencadenar cambios tecnolgicos, lo que puede reducir los costos de construccin o de funcionamiento.

El otro principal contribuyente de los precios del GNL es el precio del gas natural. El precio del gas natural parece fluctuar al lado de los precios del petrleo. Esto porque cada vez que el precio del petrleo sube, la demanda de gas natural seguirn y por lo tanto hace subir el precio. Esto puede significar que los precios de GNL continuarn aumentando, pero al igual que el precio del GTL tanto ventajas econmicas seguirn existiendo.

Las ltimas dcadas muchos avances tecnolgicos autnomos han logrado, por ejemplo, turbinas de gas ms eficiente y la captura y almacenamiento de carbono. Estos avances tecnolgicos seguirn llegando y van a seguir aumentando la eficiencia y respeto al medio ambiente de la produccin de GNL, el transporte y el uso. PERSPECTIVAS DE FUTURO DE GTL Los esfuerzos en curso se ponen en el desarrollo de catalizadores, que es el corazn de la planta FT, nuevo diseo de reactor capaz de alcanzar una mayor eficiencia, la integracin energtica con el fin de reducir los costos unitarios de produccin y captura de dixido de carbono y el secuestro. Sin embargo, la investigacin fundamental es esencial en la optimizacin de los regmenes de proceso, as como en la exploracin de nuevas rutas para la parte ms intensiva.

Los proyectos de esta tecnologa en Bolivia son los siguientes: Planta de 13500 BPD de Diesel destinado al mercado interno. Empresas: Syntroleum y Repsol YPF Fase de proyecto

Planta de 10000 BPD de Diesel destinado al mercado interno.

Empresas: GTL Bolivia y Rentech Fase de proyecto.

CONCLUSIONES GENERALES GNLSe concluye que el GNL es un mtodo muy prometedor de transporte de gas natural en todo el mundo. Se ha demostrado que las plantas de GNL se estn construyendo en diferentes pases del mundo. Adems, el GNL es ms ecolgico que la mayora de los fluidos de petrleo disponibles en el mercado. Esto es principalmente debido a las emisiones de dixido de carbono reducido en el motor, sino tambin debido a que durante la produccin de azufre de gas natural y de Oxido Nitroso puede ser capturado efectivamente. La eficiencia del proceso de licuefaccin puede ser muy alta, de hasta 90%, si se utilizan las tcnicas adecuadas. Econmicamente, el GNL tiene algunas ventajas y algunas desventajas. Debido a las condiciones extremas de transporte de GNL, los costos de transporte son ms altos que los de otros combustibles. Sin embargo, el principal inconveniente de la utilizacin de gas natural licuado es la falta de infraestructura. La infraestructura actual de los combustibles en el mundo se basa en motores diesel y gasolina. Va a costar una gran cantidad de dinero para cambiar esto en una red basada en GNL. Si se descuidan los costos de creacin de una nueva red de combustible de GNL es ms barato que los fluidos de petrleo, el precio de venta de GNL es slo 1/3 del precio de venta del Diesel.

GTL El GTL es una realidad industrial para monetizar gas natural.El principal producto GTL es el diesel FT.Un proyecto GTL implica inversiones extremadamente altas. Se concluye que en el futuro GTL pueden competir en todos los terrenos con los fluidos de petrleo tradicionales. La escalabilidad del proceso es, al igual que para el GNL. Las emisiones de dixido de carbono de GTL estn en el mismo nivel que los de los fluidos de petrleo tradicionales si el dixido de carbono es capturado durante el proceso de produccin. De lo contrario, los niveles de emisin de GTL sern mayores y disminuir la competitividad de GTL en un mundo donde el calentamiento global es un problema cada vez mayor. Una ventaja de GTL sobre fluidos de petrleo es el hecho de que GTL es un combustible lquido relativamente limpio, con una baja concentracin de contaminantes locales como el azufre y Oxido Nitroso. La eficiencia de GTL todava se puede mejorar mediante la investigacin en las tecnologas de conversin. Comercialmente, GTL puede competir con los fluidos de petrleo y tiene la gran ventaja sobre GNL que se puede hacer uso de la red de transporte estndar que se utiliza para el diesel. GNL vs GTL El GNL es el principal competidor del GTL (para nuevos proyectos) El GTL tiene mayor riesgo tecnolgico La rentabilidad relativa de cada opcin depende de la diferencia entre el precio del crudo (mercado del GTL) y del gas (mercado del GNL)Las principales diferencias entre el GNL y GTL son los aspectos econmicos y medioambientales.GNL es ms ecolgico, debido a las bajas emisiones de dixido de carbono. Esto tambin conduce a la reduccin de impuestos, que hacen GNL de particular inters para el usuario final, tambin teniendo en cuenta el hecho de que los costos de produccin de GNL y GTL son casi iguales. El principal problema de GNL es la falta de una red de transporte establecido. Debido al respeto al medio ambiente de GNL se recomienda un estudio de la literatura ms all, sino tambin GTL puede ser interesante para una investigacin a fondo.

RECOMENDACIONESAnalizando los procesos de conversin de gas natural a liquido ( GTL GNL) es recomendable realizar el proceso GTL en nuestro pas BOLIVIA, por las siguientes consideraciones: Menores costos de inversin en infraestructura. Menores costos de transporte. Se eliminan 200 millones de dlares anuales de subsidio al Disel Ol importado. Se inicia la Industrializacin del Gas Natural en nuestro pas. Se logra la independencia energtica de nuestro pas. Se re-inicia la actividad de produccin y exploracin e industrializacin con participacin directa de YPFB..

BIBLIOGRAFA es.wikipedia.org Tecnologas GTL para monetizacin de reservas de gas autor: Roberto Coll Francs REPSOL www.cbh.org.bo www.hidrocarburosbolivia.com Gas natural licuado tecnologa y mercado autor: Jorge Marcelo Arias Estudio de la factibilidad tcnico- econmico financiero para la implementacin de una planta de transformacin de gas natural a lquidos autores: Abel Prez Blas Williams Justiniano Ayreyu Gas-to-Liquids autor: Marco Brummelhuis, Shell El gas natural y sus posibilidades de comercializacin YPFB