Una terminal de gas natural licuado es una instalación para gestionar la importación y/o exportación de gas natural licuado (GNL). Comprende equipos para la carga y descarga de GNL hacia y desde buques cisterna oceánicos , para su transferencia a través del sitio, licuefacción, regasificación, procesamiento, almacenamiento, bombeo, compresión y medición de GNL. [1] El GNL en forma líquida es la forma más eficiente de transportar gas natural a largas distancias, generalmente por mar.
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Las terminales de gas natural licuado se pueden clasificar en: terminales de licuefacción para la exportación de GNL [2] o terminales de regasificación para la importación de GNL. [3] Las terminales de GNL podrán combinar ambas funciones.
Una unidad flotante de almacenamiento y regasificación (FSRU) es una terminal de GNL cuya estructura principal es un barco especial amarrado cerca de un puerto. En enero de 2014 hay FSRU en funcionamiento en Brasil , Argentina , Kuwait , Israel , Emiratos Árabes Unidos , Italia , Indonesia , China , Turquía y Lituania . [4]
Las instalaciones de la terminal incluyen embarcaderos y muelles con brazos articulados de carga y descarga [5] para transferir GNL entre el barco y la costa. También incluye las tuberías utilizadas para transportar GNL entre los brazos de carga y las instalaciones de almacenamiento y procesamiento de la terminal. El GNL se mantiene a aproximadamente -162 °C (-260 °F) para mantenerlo en estado líquido. Los aceros al carbono convencionales son frágiles a esta temperatura. Por lo tanto, se utilizan metales especiales para este servicio criogénico de baja temperatura donde el metal está en contacto con el GNL. Los materiales apropiados incluyen aleaciones de aluminio con entre un 3 y un 5 por ciento de magnesio y aceros con alto contenido de níquel que contienen un 9 por ciento de níquel. [6] Los brazos de carga/descarga y las tuberías están aislados para evitar la ganancia de calor del aire y minimizar la vaporización del GNL. [7] Los camiones cisterna que se cargan con GNL desplazan el volumen de vapor en sus tanques, este gas se dirige a tanques de almacenamiento de recuperación de gas o de ebullición. Luego, el gas puede comprimirse y alimentarse a la red de gas local, o puede dirigirse a la planta de licuefacción y devolverse en forma líquida a los tanques de almacenamiento de GNL.
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Un muelle de GNL es un tipo especializado de muelle de trabajo diseñado para la carga y descarga de gas natural licuado hacia/desde barcos y tanques en tierra.
Un muelle de GNL podría acomodar buques metaneros de diversos tamaños. [8] Pueden ser capaces de manejar buques cisterna de GNL de 70.000 a 217.000 metros cúbicos (m 3 ) de capacidad de carga ( Q-Flex ); o buques cisterna de 125.000 a 266.000 m 3 de capacidad de carga ( Q-Max ). [9] El muelle tendría al menos dos líneas aisladas, una para carga y/o descarga de GNL y otra para suministro o recuperación de vapor, ya que el espacio de vapor sobre el GNL cambia a medida que se transfiere la carga. Se utilizan bombas criogénicas basadas en barcos o en tierra [10] para transferir el GNL hacia/desde los tanques de almacenamiento de GNL en tierra.
Algunos de estos muelles son muy largos, de hasta 4000 pies (1200 m), para alcanzar la profundidad de agua necesaria para dar cabida al tráfico de buques cisterna de GNL.
El GNL fluye a través de tuberías que conectan los brazos de carga del embarcadero con los tanques de almacenamiento. Los tanques suelen tener una construcción de doble pared, y el tanque interior está construido con una aleación de baja temperatura. Éste está rodeado por un aislamiento para reducir la ganancia de calor y un tanque exterior de acero convencional o de hormigón armado pretensado . También se utilizan tanques de GNL enterrados; Estos son tanques revestidos o sin revestimiento debajo del nivel del suelo. [11] La baja temperatura del GNL congela el suelo y proporciona una contención eficaz. El tanque está sellado con un techo de aleación de aluminio a nivel del suelo. Históricamente ha habido problemas con algunos tanques sin revestimiento con el escape de GNL a las fisuras, la expansión gradual de la extensión del suelo congelado y el levantamiento del hielo que han limitado la capacidad operativa de los tanques enterrados. [12] Todas las tuberías conectadas a los tanques de GNL, ya sea sobre el suelo o enterradas, pasan por la parte superior del buque. Esto previene la pérdida de contención en caso de una rotura de tubería. Los tanques pueden estar situados dentro de una pared de dique para contener el GNL en caso de ruptura del tanque. [13] Suele ser una pared de acero u hormigón que rodea el tanque hasta la mitad de su altura.
La transferencia de calor a los tanques provoca la vaporización del GNL. Este gas de ebullición se conduce a un recipiente de gas de ebullición. [14] El gas puede devolverse a un barco de descarga para completar el volumen del espacio de vapor. Alternativamente, puede comprimirse y alimentarse a la red de gas local, o puede dirigirse a la planta de licuefacción y devolverse como líquido a los tanques de almacenamiento de GNL.
La regasificación es el proceso de convertir el GNL de un estado líquido a gaseoso. Esto requiere cantidades significativas de energía térmica para suministrar la entalpía de vaporización del GNL y calentarlo de -162 °C a aproximadamente 0 a 10 °C (32 a 50 °F) para su introducción en una tubería. El gas puede enviarse a un sistema principal de transmisión de gas, que normalmente funciona a entre 70 y 100 bar . Primero se bombea NGL como líquido a esta presión. Se utiliza una serie de intercambiadores de calor para regasificar el GNL. Estos pueden incluir vaporizadores de combustión sumergidos, [15] o un intercambiador de fluido intermedio (que utiliza propano u otros fluidos), [16] o el uso de calor residual de una planta cercana, como una central eléctrica. [17] El calentamiento final del gas podrá utilizar intercambiadores de calor de aire o agua de mar.
Para cumplir con las especificaciones de calidad del sistema de transmisión de gas, es posible que sea necesario analizar, enriquecer o diluir el gas saliente. Se puede agregar propano para enriquecer el gas y nitrógeno para lastrarlo o diluirlo. [18] Antes de su distribución a un sistema de transmisión de alta presión, el gas natural regasificado se mide y se dosifica con un agente hedor u odorizante .
En momentos de baja demanda, el gas puede retirarse de un sistema de transmisión y licuarse y almacenarse. Existen varios sistemas patentados que se utilizan para licuar gas natural y convertirlo en GNL. Para detalles completos de los procesos, véase gas natural licuado .