GTL Shell
GTL Shell
GTL Shell
La tecnología de gas a líquidos (GTL) de Shell convierte el gas natural, el combustible fósil de
combustión más limpia, en productos líquidos de alta calidad que de otra manera se harían del
petróleo crudo. Estos productos incluyen combustibles para el transporte, aceites de motor y los
ingredientes para las necesidades diarias como plásticos, detergentes y cosméticos.
Los productos GTL son incoloros e inodoros. No contienen casi ninguna de las impurezas (azufre,
compuestos aromáticos y nitrógeno) que se encuentran en el petróleo crudo.
La producción de GTL puede ayudar a los países con recursos de gas natural a hacer crecer sus
economías a medida que surgen nuevos suministros de gas para satisfacer la creciente demanda
mundial de productos líquidos.
Shell comenzó a desarrollar la tecnología GTL en la década de 1970. Abrimos la primera planta
comercial de GTL en Bintulu, Malasia, en 1993, y la planta de GTL más grande del mundo, Pearl
GTL, en Qatar en 2011.
Shell GTL Fuel es un combustible alternativo para uso en motores diesel, que puede reducir las
emisiones locales (por ejemplo, partículas, NOx, hidrocarburos y monóxido de carbono).
Se puede usar en vehículos diésel de servicio pesado existentes sin modificaciones, lo que
permite un cambio fácil del combustible diésel sin necesidad de inversión en infraestructura.
Shell GTL Fuel ya está en uso diario con flotas comerciales en Alemania y los Países Bajos.
Shell GTL Fuel tiene características físicas muy similares al diesel crudo derivado del petróleo
crudo, pero tiene un índice de cetano mucho más alto, un valor calorífico en masa más alto,
niveles más bajos de azufre y compuestos aromáticos y una densidad más baja.
PRODUCTOS
GTL Kerosene
GTL Kerosene es un producto sintético hecho de gas natural en lugar de petróleo crudo, que se
puede usar en aviación y otras aplicaciones. GTL Jet Fuel es una mezcla de GTL Kerosene y
combustible convencional convencional derivado del petróleo crudo. Está aprobado para la
mayoría de los usos aeronáuticos en concentraciones de hasta el 50% mezclado con queroseno
a base de aceite convencional (Jet A1 estándar).
En comparación con el queroseno a base de aceite convencional, el queroseno GTL produce
prácticamente cero emisiones de dióxido de azufre y menores emisiones de partículas. Esto
significa que una vez que se combina con el combustible de avión convencional para crear GTL
Jet Fuel, puede ser atractivo para las aerolíneas y las autoridades aeroportuarias interesadas en
mejorar la calidad del aire local en los aeropuertos ocupados al reducir las emisiones locales.
Además, el Shell GTL Kerosene tiene excelentes propiedades de combustión con bajas emisiones,
lo que lo hace adecuado como aceite de lámpara y combustible para uso en invernaderos debido
a su alto punto de humo. También se puede utilizar como materia prima en la fabricación de
ingredientes crudos para detergentes, y es un buen disolvente para la limpieza de metales y la
limpieza en seco.
GTL nafta
GTL Naphtha es una materia prima alternativa de alta calidad para la fabricación de productos
químicos que fabrica los bloques de construcción para plásticos. Ofrece rendimientos superiores
de etileno y propileno sobre la nafta convencional.
Como producto sintético, GTL Naphtha tiene una calidad constante y no contiene azufre ni
metales pesados, lo que lo hace más limpio. También es más parafínica que la nafta parafínica
ligera alta, mientras que da mejores rendimientos de olefinas más bajas.
Ceras GTL
Las ceras GTL se encuentran en nuestra gama especial Shell GTL Sarawax, adecuadas para
aplicaciones que van desde adhesivos termofusibles, lubricantes de PVC, tintas de impresión,
hule y neumáticos hasta velas, cuidado personal y material de empaque. Las ceras GTL cumplen
con las regulaciones de la Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos para
aplicaciones de contacto indirecto con alimentos.
Las ceras Shell GTL son inodoras y tienen un aspecto blanco opaco y producen un brillo de color
con agentes colorantes mínimos. También tienen una alta pureza y propiedades consistentes que
los hacen ideales para aplicaciones industriales automatizadas y de precisión. La fusión y el
enfriamiento agudos y la baja viscosidad mejoran la velocidad de aplicación.
Pearl gtl: shell construye la planta de gas para líquidos más grande del mundo en qatar
La unidad está encendido para hacer que los combustibles y lubricantes del transporte del
mañana se realicen a gran escala a partir de gas natural de combustión limpia. La construcción
de la planta de gas a líquidos (GTL) más grande del mundo, Pearl GTL en Qatar, es un paso
importante para satisfacer la creciente demanda mundial de energía más limpia.
La planta, un desarrollo conjunto de Qatar Petroleum y Shell, procesará alrededor de tres mil
millones de barriles de petróleo equivalente durante su vida útil desde el campo de gas no
asociado más grande del mundo, el Campo Norte, que se extiende desde la costa de Qatar hasta
el Golfo. El Campo Norte contiene más de 900 trillones de pies cúbicos de gas, aproximadamente
el 15% de los recursos de gas en todo el mundo.
Pearl GTL producirá diesel y queroseno de combustión más limpia, aceites de base para
lubricantes de primer nivel, una materia prima química llamada nafta, que se utiliza para fabricar
plásticos, y parafina normal, que se utiliza para producir detergentes.
Producirá suficiente combustible para llenar más de 160,000 autos por día y suficiente aceite de
base sintética cada año para producir lubricantes para más de 225 millones de autos.
Progreso de la construcción:
La construcción de Pearl continúa a buen ritmo en Ras Laffan, una vasta zona industrial del
tamaño de Ámsterdam en la costa de Qatar, a unos 90 kilómetros al norte de Doha. Más de
40,000 trabajadores de más de 50 naciones trabajan actualmente en un sitio de construcción casi
del tamaño del Central Park de Nueva York, lo que lo convierte en uno de los desarrollos
industriales más grandes del mundo.
Dos millones de toneladas de piezas prefabricadas para la planta y equipo de GTL, incluidos
12,200 kilómetros de cables y suficiente acero para hacer 10 torres Eiffel, están en camino desde
los cinco continentes. Alrededor de la mitad ya ha llegado de lugares tan lejanos como Japón y el
Reino Unido.
Una grúa gigantesca actualmente está bajando los reactores de acero GTL, con 1.200 toneladas
cada uno, tan pesado como siete jumbo, hasta las bases de concreto en el corazón de la
planta. Doce de los 24 reactores de forma cilíndrica centrales para la fabricación de productos
GTL se han instalado hasta el momento. Algunos se construyen en Alemania. Las barcazas
transportan los reactores gigantes, cada uno con cientos de kilómetros de tuberías a lo largo del
Rin hasta el puerto holandés de Rotterdam. Desde allí, se envían a Qatar.
Perforación en curso:
A sesenta kilómetros de la costa, los preparativos para producir el gas crudo del Campo Norte
están en marcha. Dos plataformas sentadas en el agua hasta 40 metros de profundidad
alimentarán el gas a la planta. Las estructuras de acero, o chaquetas, para soportar la plataforma
ya están colocadas en el fondo marino. Las secciones superiores de las plataformas de
producción, o topsides, se están construyendo en astilleros en Dubai. Cuando estén completas,
las barcazas las llevarán al Golfo, donde una grúa las elevará hasta las patas de la plataforma. El
gas crudo fluirá a Pearl GTL desde estas dos plataformas. Actualmente se están perforando once
pozos por plataforma, con tiempos de perforación récord para el campo.
Dos tuberías submarinas de 30 pulgadas de diámetro llevarán el gas crudo a Ras Laffan. Una vez
que llegue a la costa, una planta tradicional de separación de gas extraerá etano, GLP y
condensados. El etano se utilizará localmente para que la industria química produzca etileno y se
use para fabricar artículos de uso cotidiano, como bolsas de plástico. El GLP se utiliza
generalmente para calentar y cocinar y los condensados como materia prima de refinería. El
proceso también eliminará contaminantes como metales y azufre. El azufre se extraerá del gas,
se convertirá en gránulos y se enviará al mercado más cercano donde se puede usar para producir
ácido hidrosulfúrico, fertilizante o se puede convertir en otro
Lo que queda es un gas limpio (metano) que luego fluirá a la sección GTL de la planta, donde se
convertirá en un proceso de tres etapas en una gama de productos de gas a líquidos utilizando la
tecnología patentada de Shell. Primero, el metano reacciona con el oxígeno para crear gas de
síntesis en reactores que operan a hasta 1,300 grados Celsius (2,372 Fahrenheit). Luego, el gas
de síntesis se convierte en hidrocarburos cerosos líquidos en el proceso Fischer-Tropsch.
Se eligió el campo rio grande debido a la ubicación estratégica, ya que varios gasoductos a nivel
nacional llegan a dicho lugar y también se eligió el pozo por la cromatografía de gas seco que
presenta y a la cantidad de gas que produce por día.
El mayor aprovechamiento del gas natural se realiza a través de la fabricación de gas de síntesis,
mezcla de gran poder reductor que contiene esencialmente hidrogeno y monóxido de carbono.
Dependiendo del destino final del mismo, puede contener además nitrógeno y/o dióxido de
carbono.
La oxidación parcial del gas natural, Gas POX es un proceso para la generación de gas de síntesis
y oxogás mediante la oxidación parcial de un hidrocarburo entrante en un reactor con
revestimiento refractario. La proporción de hidrógeno y monóxido de carbono en el gas de
síntesis puede adaptarse a las necesidades de los clientes por medio de diferentes procesos
adicionales.
REACCIONES QUIMICAS
La Ecuación resume la reacción global del proceso. Sin embargo, también se producen
reacciones secundarias no deseadas.
La primera es la reacción de combustión , altamente exotérmica, y aporta el calor
necesario para la reacción, alcanzando niveles de conversión cercanos a la unidad y
temperaturas del orden 950 ºC
Las tecnologías de oxidación parcial de fracciones petrolíferas y gas natural pueden ser
térmicas o catalíticas. La temperatura del reactor varía entre 1100 -1500ºC , la presión
entre 1-130 atm y la relación de alimentación depende de la composición que desee
del gas de síntesis .
PROCESO
La oxidación
parcial del gas de
Air Liquide
Engineering &
Construction
utiliza gas natural
desulfurado o
gases residuales
de las refinerías
como materia
prima.
El gas entrante es
mezclado
inicialmente con
vapor y sometido a un tratamiento térmico previo en un calentador.
Después, el oxígeno, la materia prima y el vapor se introducen, a través de un
quemador exclusivo, en un reactor con revestimiento refractario que funciona a una
presión manométrica de entre 40 y 100 bar. Este proceso causa la oxidación parcial del
gas entrante, produciendo una mezcla de hidrógeno (H2), monóxido de carbono (CO)
y dióxido de carbono (CO2).
La proporción H2/CO del gas de síntesis producido se puede modificar según las
necesidades del cliente utilizando una membrana, la adsorción por oscilación de
presión o una caja fría de CO. Las mismas etapas pueden utilizarse también para
generar CO o H2 puros.
PROCESO SHELL
Este proceso contempla dos etapas: la primera es un reformado catalítico con vapor y la
segunda una oxidación parcial catalítica con oxígeno. Además, el dióxido de carbono generado
en la segunda etapa se recicla a la primera para regular la relación H2/CO en el gas de síntesis,
pudiéndose lograr así relaciones de 2,4/1.
Los procesos convencionales de reformado catalítico de gas natural con vapor generan una gas
de síntesis con una relación H2/CO de 3/1; en la oxidación parcial, en cambio, la relación que
se obtiene es de 2/1.
El proceso Shell es una combinación de la oxidación parcial y reformada con vapor sobre un
catalizador de níquel. La alimentación puede ser gas natural, GLP o nafta, con o sin adición de
CO2. Un esquema del mismo se muestra en la siguiente figura:
VENTAJAS
La principal ventaja que presenta esta estrategia es que se trata de una reacción
ligeramente exotérmica (ΔH=-36 kJ mol-1).
Todas estas ventajas permiten que los reactores sean más compactos, lo que supone
una reducción del 10-15% del coste energético y del 25-30% en cuanto a inversión de
capital.
Las proporciones del contenido del gas de síntesis pueden ajustarse por
transformación ulterior.
Para una relación de H2/CO buscada debe ser mayor que 3, entonces el reformado de
gas natural con vapor es la vía más adecuada.
Para igual producción de gas de síntesis, se necesita menor cantidad de vapor cuando
se utiliza gas natural que cuando se emplean hidrocarburos más pesados, debido a la
elevada relación H/C del metano.
La reacción FT es altamente exotérmica por lo cual el principal desafío para el diseño de los
reactores es remover el calor liberado, ya que si no se realiza eficientemente se genera
sobrecalentamiento, ocasionando altos depósitos de carbón sobre el catalizador y una formación
abundante de metano.
Actualmente existen cuatro tipos de reactores dos de ellos consideran los requerimientos de las
operaciones moderadas, y los otros se utilizan en operaciones convencionales, debido a que se
construyeron hace muchos años.
REACTOR LECHO FIJO TUBULAR
Originalmente los reactores de lecho fijo fueron utilizados para todas las operaciones a baja
temperatura; más tarde fueron diseñados como reactores de lecho fijo multi-tubulares; son
utilizados comercialmente por Sasol en Sudáfrica quienes los denominan ARGE, y Shell en
Malasia.
Estos reactores generalmente contienen 2000
tubos rellenos con catalizadores de hierro
inmersos en agua para remover el calor. La
temperatura del baño de agua es mantenida
en el reactor por el control de la presión, alta
velocidades de entrada del syngas y con reciclo
del gas obtenido de la reacción.
El syngas es introducido por la parte superior
del reactor y los productos se obtienen por la
parte inferior. La eficiencia de la conversión se
encuentra en un 70%. Los reactores operan a
2-3 MPa, y 493-533 K. El tiempo de vida de los
catalizadores es de 70-100 días y su remoción
es muy difícil.
CATALIZADORES FT
Los metales más activos para la síntesis Fischer – Tropsch son el níquel (Ni), hierro (Fe), cobalto
(Co) y rutenio (Ru), pero se ha comprobado que los más adecuados para producir hidrocarburos
de mayor peso molecular (en el rango de destilados medios), son el hierro y el cobalto.
Resaltándose el catalizador de Cobalto para su utilización en plantas a gran escala.
CO + H2O ↔ CO2 + H2
Por otra parte, si la fracción de H2/CO es 2, se utilizan los catalizadores de cobalto, los cuales no
poseen actividad en presencia de esta reacción.
El azufre es el mayor contaminante de los catalizadores, éste se encuentra presente junto al gas
natural y al carbón durante el reformado de vapor o gasificación convirtiéndose primeramente
en H2S y otros sulfuros orgánicos, los cuales desactivan rápidamente cualquier tipo de catalizador
FT.
Idealmente el syngas debe estar libre de azufre. Sin embargo, una muy pequeña cantidad puede
ser tolerada por los catalizadores, 0,2 ppm como mínimo según experiencias en la planta de Sasol
en Sudáfrica.
Nota: Entre los años 2009 a2016 la subvención a los carburantes de parte del estado alcanzo más
de 3500 millones de dólares, siendo el diésel el combustible de mayor importación del país
Consideraciones:
El precio del gas natural para la conversión en líquidos (GTL) debe oscilar entre 0,80 y 1,20 dólares
el millón de BTU (unidad térmica británica)
El precio del gas en boca de pozo para el exportado a Brasil está en 1,20 dólares el millón de BTU
El proyecto de gas natural licuado (LNG) se calcula en 1,50 dólares,
Se debería empezar con una planta pequeña de GTL, empleando 100 millones de pies cúbicos
por día (equivalente a cerca de 3 millones de metros cúbicos por día), teniendo en cuenta que el
producto estaría destinado al mercado interno y exportación a los vecinos. Además que las
plantas "muy grandes" están sobre la costa marítima por la facilidad del transporte para
comercializar los líquidos sintéticos en mercados de ultramar
• la planta de GTL (Rentech) produciría 10.000 barriles por día de líquidos sintéticos, con una
inversión de 400 a 500 millones de dólares. volumen que es abundante para el país, por lo
que debía ser exportado. tendría que instalarse una planta sencilla pero con un contrato de
más de cinco años, comprometiendo un trillón de pie cúbico por 20 años de producción de
líquidos sintéticos.
Para Shell Una planta de 34 000 barriles/dia, tiene un valor de entre 1755 a 6720 millones de
dólares.
COMPARACION
Si en un año (2017) aproximadamente Bolivia
importa un valor de 230 millones de dólares
por 28 000 barriles diarios de diésel
Desde el año (2009) donde se tenía previsto la
construcción de la planta hasta 2017, se gastó
en importación más de 5587 millones de
dólares, lo que quiere decir que a estas alturas
(2019) Bolivia ya habría recuperado el valor del
costo de una planta de GTL, cubrir la demanda
nacional e incluso exportar 6000 barriles día de
diésel
POZOS ELEGIDOS COMO FUENTE DE ALIMENTACION PARA LA PLANTA GTL
- RIO GRANDE (Santa Cruz) 1,790 millones de metros cúbicos por día de gas natural
- CARRASCO (Cbba) 1,586 millones de metros cúbicos por día de gas natural
CONCLUSION
• Sabiendo la necesidad diaria de gas para una planta GTL y después de haber realizado la
búsqueda de toda la información disponible. La construcción de la planta si sería factible,
dejaríamos de importar diésel e incluso se podría exportar, pero, el choque se encuentra en
el área de reservas y exportación. Solamente un campo o planta no podría abastecer la
alimentación a la planta GTL por lo tanto entre dos plantas, produciendo diariamente a su
máxima capacidad (Rio Grande y Carrasco) pueden abastecer los 3 millones de metros
cúbicos por día de gas natural, sin embargo quedamos en un problema más grande que sería
el volumen diario de gas requerido para exportación a Brasil y argentina, el abastecimiento
de gas para la producción de energía eléctrica (termoeléctricas) y consumo nacional
industrial y doméstico.
BIBLIOGRAFIA
Agencia de noticias Fides. 2015. ’’GTL requiere precios minimos para el gas natural’’.
Recuperado el 25 de Febrero de 2019 de: https://www.noticiasfides.com/economia/gtl-
requiere-precios-minimos-para-el-gas-natural-91497