Hidratos del Gas Natural

HIDRATOS DEL GAS NATURAL
Los hidratos de gas natural son sustancias sólidas en forma de cristales de color blanco formadas cuando el agua líquida y algunos hidrocarburos ligeros, principalmente C1 (metano), C2 (etano), C3 (propano), se combinan físicamente bajo ciertas condiciones de presión y temperatura.

Formación de Hidratos de Gas Natural
Las moléculas de agua, en presencia de gases ligeros pueden formar una estructura cristalina que contiene cavidades donde las moléculas del gas son atrapadas. Se ha determinado la existencia de 3 estructuras cristalinas las cuales pueden formar cavidades grandes y pequeñas. La estructura I está formada por dos cavidades pequeñas y 6 cavidades grandes. La estructura II está formada de 16 cavidades pequeñas y 8 cavidades grandes. La estructura III está formada por 3 tipos de cavidades, siendo las 3 cavidades de tamaños distintos, uuna de ellas mucho más grandes que las otras 2.
Al estado puro, el metano, etano, CO2 y H2S forman hidratos de estructura I.
Las moléculas de propano e isobutano pueden entrar sólo en cavidades grandes de la estructura II, por lo que un Gas Natural conteniendo estos hidrocarburos forma hidratos de estructura II.
El butano al estado puro no forma hidratos pero sí lo forma con otros compuestos.
Condiciones de formación de Hidratos de gas natural
 Altas presiones y bajas temperaturas favorecen la formación de hidratos de gas natural pudiéndose formar aún a temperaturas superiores a la del congelamiento del agua.
 Presencia de agua líquida, por tal motivo el contenido de agua en un gas natural debe ser disminuido a valores tales que en ningún lugar del sistema se alcance el punto de rocío especialmente con gases que contengan CO2 ó H2S que formarán acído con agua condensada.
 Medios de agitación del agua y gas.
 La turbulencia, alta velocidad de flujo, presión pulsante, agitación, inducen la formación de los primeros cristales de hidrato y una vez que esto ocurre el fenómeno de cristalización se hace más rápido.
 La temperatura a la cual comenzará la formación de hidratos se obtiene de gráficos construidos en base a datos experimentales para una presión especificada y un gas cuya densidad conocemos.
 La temperatura de formación de hidratos será mayor a medida que aumente la densidad del gas.
 Una vez formado el hidrato no queda alternativa que disminuir la presión para producir su disolución ocasionando la pérdida de gas que es venteado a la atmósfera.
 La desaparición de hidratos puede demorar y ser difícil de alcanzar. Cristales macroscópicos permanecen por grandes periodos luego que los hidratos han desaparecido.
Prevención contra la formación de Hidratos de gas natural
 Mínimo contenido de agua.
 Calentamiento de la corriente fría proveniente del pozo.
 Inyección de depresores del punto de congelación: Metanol, etileno glycol (EG), dietilenglicol (DEG), trietilenglicol (TEG), tetraenglicol (T4EG).