Polvo negro en sistemas de gas natural

EDP Gas Porto, Portugal 2014 – 2021

Su separador está funcionando muy bien [en operación desde 2014 hasta 2021]. Tenemos un filtro de medio profundo después del separador magnético que se ha mantenido perfectamente limpio, [por lo que] confiamos en su solución.

Antecedentes

El gas natural en los sistemas de tuberías, incluidos los sistemas de recolección, transporte y distribución, suele contener contaminación particulada conocida como polvo negro (Black Powder). El polvo negro consiste en una mezcla erosiva y abrasiva de compuestos ferrosos, como sulfuros de hierro y óxidos de hierro (Figura 2: análisis XRD), así como otros metales y minerales ferrosos y no ferrosos. Se origina en los yacimientos de petróleo y gas en producción y persiste a lo largo de toda la cadena de procesamiento del gas natural hasta el punto final de consumo. Su eliminación resulta costosa debido a su masa y/o tamaño reducido (Figura 3: gráfico de distribución del tamaño de partícula). Daña no solo las tuberías, sino también compresores, medidores, válvulas y diversos tipos de equipos de proceso. La fuente del polvo negro puede ser difícil de identificar.

Problema

Las partículas más grandes de contaminación por polvo negro en un sistema de distribución de gas natural estaban obstruyendo los filtros de medio profundo tradicionales, mientras que las partículas más pequeñas pasaban a través de estos y obstruían las boquillas de los quemadores de gas natural en una fundición de hierro. Los volúmenes típicos de suministro a la fundición de hierro se encontraban en el rango de 2.500 m³/hora. El gas natural de la tubería proviene de fuentes en el norte de África, así como de descargas de buques de GNL que se mezclan con el gas proveniente de la tubería; se desconoce el origen del polvo negro.

Solución

Después de numerosas quejas por parte del cliente industrial de gas, la empresa de distribución de gas comenzó a evaluar alternativas para eliminar el problema del polvo negro. Finalmente, decidieron que los separadores magnéticos de BPS ofrecían la mejor alternativa para eliminar todo el polvo negro, así como el costoso reemplazo de filtros de un solo uso. El sistema separador magnético de BPS se instaló en 2014 y continúa operando con el mismo alto nivel de eficiencia. La Figura 1 muestra la matriz magnética con contaminación de polvo negro después de haber sido retirada para una inspección inicial.

Figura 1. Contaminación por polvo negro en la matriz magnética después de haber sido retirada para una inspección inicial.

Resultados

Los filtros tradicionales de 1,0 μ y 0,3 μ ubicados después del separador magnético BPS están libres de cualquier contaminación, lo que indica que casi el 100% del polvo negro fue capturado por el separador magnético. En 2015, el Director Técnico de la empresa declaró: «Su separador está funcionando muy bien… tenemos un filtro de medio profundo después del separador magnético que se ha mantenido perfectamente limpio, [por lo que] confiamos en su solución.»

A finales de 2020, la empresa confirmó que el sistema separador magnético continúa operando con la misma alta eficiencia que en 2014.

Figura 2. Análisis cuantitativo XRD.
Figura 3. Histograma que ilustra la distribución del tamaño de partícula.