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8/10/2019 5_Plantas de ajuste de punto de rocio.pdf

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PLANTAS DE AJUSTE DE PUNTO

DE ROCÍO

OBJETO:

RECUPERACIÓN DE GLP




DE ROCÍO

PROCESOS



DESCRIPCIÓN DEL PROCESO

Procesos usuales, mediante fríoUnidades LTS: Refrigeración Mecánica

Unidades TEF: Turbo expansiónUnidades JT : Joule Thomson

Otros procesos poco usuales Absorción (Lean Oil Process)

Adsorción (Silica Gel)

Membranas




• LPG significa Liquefied Petroleum Gas

• Consiste en una mezcla de Propano (C3)

Comercial con Butano (C4) Comercial en

proporciones variables

• La condición es que la tensión de vapor realde la mezcla no supere 125 psig. a 100 °F

• C3 y C4 comercial significa la posibilidad deque los componentes contengan isomeros



Luego de la separación primaria, se habrán

eliminado Pentano y superiores (C5+)

La mayor proporción (80%+) del gas es

Metano (C1) con algo de Etano (C2)

Luego de los anteriores procesos el gascontiene una cierta cantidad de LPG

En la unidad LTS se reduce el contenido deC3 + C4 hasta un valor aceptable




De este modo se reduce el Punto de Rocío

para evitar la condensación en cañerías

El flujo bifásico hace el bombeo inestable y

aumenta la pérdida de carga en gasoductos

El GLP recuperado tiene mayor valor

comercial por su mayor poder calorífico

La Unidad LTS reduce el contenido de GLPhasta valores normalizados.

RECUPERACIÓN DE LPG



La máxima recuperación de GLP se obtiene

en las Unidades de Turbo expansión (TEF)

En las Unidades TEF se alcanzan menores

temperaturas y mayor recuperación

Solo se justifican para grandes caudales y

altas presiones

En las TEF se aprovecha el trabajo mecánicoresultante de la expansión del gas

RECUPERACIÓN DE LPG



SISTEMA CRIOGENICO RECUPERACIÓN DE GLP



RECUPERACIÓN DE GLP POR ABSORCIÓN




DE ROCÍO

DIAGRAMA PRESIÓN-ENTALPÍA (P-H)



DIAGRAMA P-H

Como refrigerante se usa Propano porque:

Tiene presión positiva a la temperatura de

evaporación

Condensa con aire o agua a baja presión

La baja relación de compresión permiteoperar en dos etapas

Calor latente de evaporación elevadoBajo costo y buena disponibilidad



Presión

Entalpía

Contenido de Calor

(Kcal / kg.)

en este caso delRefrigerante

Mezcla

Líquido - Vapor Vapor SobrecalentadoLíquido Sub-enfriado

DIAGRAMA P-H



Evaporador

Presión

Entalpía

El Refrigerante absorbe

el calor de la carga del

sistema

DIAGRAMA P-H



Evaporador

Presión

Entalpía

Efecto de

Refrigeración

DIAGRAMA P-H



Presión

Entalpía

Compresor

Trabajo decompresión

DIAGRAMA P-H



Presión

Entalpía

Condensador

El Refrigerante

libera el calor ala atmósfera

DIAGRAMA P-H



Presión

Entalpía

Dispositivode expansión

- Válvula de expansióntermostática- Orificio

DIAGRAMA P-H



Presión

Entalpía

Condensador

Expansión

Evaporador

Compresor

El Refrigerante

libera el calor a

la atmósfera

El Refrigerante

absorbe el calor de

la carga del sistema

DIAGRAMA P-H



DIAGRAMA P-H



CICLO DEL REFRIGERANTE

MX-2026

PBB-1565

KVA-2015

VBA-3240 VBA-3245

F-2027 VBA-3235

EAL-4590

MX-2021

MX-2016

EBG-4010

VBA-3241

KVA-2020

VBA-3246

MX-2031

F-2032

EBG-4005

PBB-1570




DE ROCÍO

PROCESO DE AJUSTE DEL DP



Secuencia del proceso de ajuste de DP

Preenfriamiento con el gas tratado y

precalentamiento de la gasolina separadaEnfriamiento final con Propano en el Chiller

Separación de hidrocarburos y soluciónacuosa de Etilén Glicol en el LTS

Recuperación de calor con el gas a tratar

Estabilización de la gasolina

Regeneración del Etilén Glicol

AJUSTE DEL DP



LC

LC

LC

PC

LC

LC

MEG

MEG

MEG

V-1

E-1

E-3

E-2

V-3

V-2

T-3

K-2V-8

E-8

E-7

E-13

LC

LC

LC A Regen.

MEG

A Trat. Agua

A Trat. Agua

GASOLINA

GAS DEENTRADA

GAS DEVENTA

PC

PC

TC De Sist. Aceite Térmico

A Sist. Aceite Térmico

De Sist.Propano

A Sist.Propano

LC

LC

LC

LC

PC

LC

LC

MEG

MEG

MEG

V-1

E-1

E-3

E-2

V-3

V-2

T-3

K-2V-8

E-8

E-7

E-13

LC

LC

LC A Regen.

MEG

A Trat. Agua

A Trat. Agua

GASOLINA

GAS DEENTRADA

GAS DEVENTA

PC

PC

TC De Sist. Aceite Térmico

A Sist. Aceite Térmico

De Sist.Propano

A Sist.Propano

LC

PROCESO DE AJUSTE DEL DP




DE ROCÍO

CARACTERISTISCAS DEL MEG



MEG significa Mono Etilén Glicol

Se lo identifica con EG, Etilén Glicol

Fórmula química: (CH2-OH)2, PM:62

Se descompone a partir de los 160 °C

Se regenera a menos de 150 °C

A baja temperatura, para evitar el

congelamiento, el MEG regenerado debecontener 15-25 % de agua




Se inyecta en forma controlada en los puntosmás fríos del sistema

Estos son:El intercambiador gas-gas

El intercambiador gas gasolina

El chiller

Se regenera y se reinyecta en circuito cerrado

El MEG rico contiene 55-65 % de agua,calculado con el método de Hammerschmidt




El caudal de MEG seco se calcula como

G = W / (Xs – Xe), donde

G es el caudal de MEG seco (lb/d)

W es el agua condensada (lb/d)

Xe agua a la entrada (lb agua/lb MEG)Xs agua a la salida (lb agua/lb MEG)

Al valor calculado se le debe adicionar un

porcentaje variable para cubrir las pérdidas por evaporación y por solubilidad





DE ROCÍO

PROCESO DE REGENERACION DEL MEG



Secuencia del proceso regeneración del MEG

Precalentamiento MEG rico / MEG pobre

Expansión en el Tanque FlashFiltración y purificación del MEG rico

Regeneración en Columna y Reboiler

Pre enfriamiento MEG pobre / MEG rico

Bombeo del MEG pobre

Enfriamiento en la bota del LTS

Inyección controlada en intercambiadores

REGENERACION DEL MEG



Para regenerar el MEG se requiere

Calor para calentar el MEG

Q(g) = G . Cp(g) . TCalor para calentar el agua disuelta

Q(w) = W . Cp(w) . TCalor para evaporar el agua

Q(ev) = C . H

Q = Q(g) + Q(w) + Q(ev)

REGENERACION DEL MEG



PFD REGENERACION DEL MEG

Hot Oil

1E-101

1F-103

1V-121

1V-101

1F-101

Hot Oil1H-101

1P-109

VENTEO

De Tk de MEG

VENTEO

Gas Blanketing

1F-102

1P-101

Drenaje Cerrado

Al Tren 1 MEG

Del Tren 1




DE ROCÍO

HOT OIL



Secuencia del proceso calefacción de Hot Oil

Calefacción con fuego directo en la caldera

Alimentación a reboilers

Retorno a tanque de expansión

Bombeo del Hot Oil frío a la calderaControl de flujo de combustible

Aumento de la recirculación por alta presión

Disminución de la recirculación por alto

caudal.

HOT OIL



El calor total más pérdidas al ambiente se

incorpora en el reboiler por circulación de

aceite térmico bajo control de temperatura

Por intercambio de calor entre corrientes

frías y calientes se logran economías en elconsumo total de energía

Parte del calor se pierde al medio ambiente,dependiendo del estado de la aislación y de

la temperatura exterior, alrededor del 4%.

HOT OIL



El aporte de calor para la regeneración del

MEG se realiza mediante Aceite Térmico

(Hot Oil)El Hot Oil circula por el reboiler bajo control

de temperatura

Sirve a otros sistemas como el de

estabilización de gasolina, regeneración de

TEG o calentamiento de la amina, cuandoestas unidades forman parte de la planta

HOT OIL



El cómputo de la energía a transportar por elHot Oil sería:

Calor entregado en el reboiler de la torreestabilizadora de gasolina: Q1

Calor entregado en la unidad de TEG: Q2

Calor entregado en la unidad de MEG: Q3

Calor entregado en la unidad de

endulzamiento (si hubiera): Q4

Calor total a suministrar: Qt = Qi

HOT OIL



El calor total (Qt), transportado por el Hot

Oil será aportado por el Gas Combustible

El caudal de Hot Oil está determinado por:

M(ho) = Qt / (Cp(ho) . T), donde:

Cp(ho) : Capacidad calorífica del Hot Oil

T : Temperatura de salida-entrada

(de la caldera de Hot Oil)

HOT OIL



PFD CIRCUITO DE HOT OIL

MAP-5010

EAL-4600

EBC-4085

VBA- 3250

PBB-1185

FAJ-3250




DE ROCÍO

PUESTA EN MARCHA Y PARADA




DE ROCÍO

PUESTA EN MARCHA



PUESTA EN MARCHA

Ítem Subítem Tarea1 Verificar que todos los servicios se hayan puesto en marcha y que

todos los preparativos para la puesta en marcha se hayancumplido.

2 Fijar los sets de los controladores en los valores deseados. Lasválvulas de control tendrán sus válvulas de bloqueo abiertas y by-pass cerrados (al menos que se indique lo contrario).

3 Se comenzará a circular gas por la unidad de la siguiente manera:Si la unidad de Aminas fue puesta en marcha previamente,habilitar la válvula de salida de la planta de aminas y luegopresurizar lentamente la unidad de ajuste de punto de Rocíohabilitando el by-pass de la válvula de entrada al filtro separador de gas de entrada, de manera de llevar el sistema hasta lapresión de operación.

Si la Unidad de Aminas no fue Puesta en Marcha, presurizar la

sección de entrada a Planta descripta anteriormente, y continuar la presurización aguas abajo abriendo la válvula de by-pass de launidad de aminas.



Ítem Subítem Tarea

Luego, se abrirá la válvula de entrada al filtro separador yponiendo en funcionamiento el lazo de la válvula de presión de gasde salida a venteo, se dejará fluir el gas a través de la planta, elcual será enviado a venteo hasta alcanzar los parámetros decalidad especificados para el gas de venta.

Cerrar las válvulas de by-pass del filtro separador.4 Antes de enfriar el gas, se deberá comenzar la inyección de glicol

en el gas de entrada por medio de las toberas ubicadas en losintercambiadores gas / gas, gasolina / gas y el chiller (lado tubos)de la siguiente manera:

1 Cerrar las válvulas de bloqueo de entrada en el módulo de MEG ysalida, ubicada en la bota del Separador frío y abrir el by-pass.Poner en funcionamiento las bombas de inyección de MEG oregular las presiones con la válvula aguja del by-pass del módulo.

2 Poner en servicio los lazos de las válvulas de nivel del Separador flash de MEG.

3 Ajustar el set de la válvula de blanketing en 1,3 kg/cm2g y decontrapresión en 1,7 kg/cm2g teniendo presente la lectura delindicador de presión.

PUESTA EN MARCHA




4 Una vez alcanzada una circulación de glicol estacionaria, habilitar el cuadro de control de temperatura. En estado estacionariomantener una temperatura de 126°C en el regenerador de glicol.

5 Reponer glicol periódicamente, de manera de mantener

estacionario el nivel del acumulador en el regenerador de glicolcuando sea requerido.

6 Regular el caudal de reflujo a la columna del regenerador, con laválvula globo en la línea al serpentín del regenerador.

7 Una vez estabilizada la temperatura del regenerador, abrir las

válvulas de bloqueo de entrada y salida al módulo de MEGanteriormente mencionadas y cerrar el by-pass, permitiendo deesta manera la inyección de glicol al tren de frío.

8 Cuando se observe una interfase en el nivel del Separador frío,poner en servicio el lazo de la válvula de control de nivel de la

bota.

5 Una vez logrado el flujo estacionario de glicol y gas a través de laplanta, poner en operación el sistema de refrigeración de lasiguiente manera:

PUESTA EN MARCHA



Ítem Subítem Tarea1 Arrancar los compresores del refrigerante siguiendo las

instrucciones del fabricante para este paso.

2 Arrancar uno o más ventiladores del condensador de propano y

poner en servicio el lazo de control de temperatura delacumulador de propano.

3 Poner el lazo de control de nivel del economizador de propano enservicio.

4 Poner el lazo de control de nivel del chiller en servicio.

5 El sistema está esencialmente en operación. Las variaciones decarga que sufra el sistema serán compensadas por las accionesque tome el microprocesador del compresor de propano paracorregirlas.

6 Reponer periódicamente y a medida que se necesite, propano alacumulador y al chiller para mantener el nivel.

7 Vigilar el deshidratador de propano y renovar los cartuchos amedida que se requiera.

PUESTA EN MARCHA

PUESTA EN MARCHA




8 Cuando se observe una interfase en el Separador frío mediante

visor de nivel, poner el lazo de control de nivel en servicio,enviando los líquidos al intercambiador gas / gasolina.

6 Cuando se haya logrado el funcionamiento a Plena Carga deberánestar circulando por el tren de frío el máximo caudal, lo cual seráindicado por el indicador de caudal ubicado en la salida del

Separador de entrada.

7 La condensación en el sistema de refrigeración se aumentaráponiendo más ventiladores en servicio.

8 Los compresores de propano funcionarán a capacidad total.

PUESTA EN MARCHA

PUESTA EN MARCHA



Ítem Subítem Tarea1 Permitir una operación estable de temperaturas, presiones y

caudales, tolerando alguna variación de nivel mientras no seaextrema ni abrupta. Mantener un flujo estable a través de lasválvulas controladoras de nivel.

2 En la medida de que se alcanza una operación estable en laplanta en aquellos controladores seteados en manual, loscontroladores electrónicos deben ser ajustados para proporcionar un control suave en modo "auto". Asegurarse siempre de quesean iguales las salidas "manual" y "auto" antes de conmutar.

3 Verificar que las variables físicas del proceso estén cerca de susvalores de diseño. No malgastar tiempo en el logro de valoresexactos, sino los más cercanos posibles en un lapso razonable.

4 Abrir la válvula de shutdown de salida de gas de planta.

5 Una vez alcanzada la operación estable del tren y verificado queel gas cumple con las especificaciones requeridas, el operador deberá habilitar lentamente el lazo de la válvula de presión aventeo, de manera de conmutar el gas fuera de especificación y elgas a gasoducto.

PUESTA EN MARCHA

PUESTA EN MARCHA



Ítem Subítem Tarea1 Fijar los controladores en sus respectivos puntos deseados con

las válvulas de bloqueo abiertas y by-pass cerrados (a menos quese indique lo contrario en los párrafos subsiguientes).

2 Se habilitarán los siguientes lazos de control:

1 Ya habilitado el lazo de control de nivel de Separador frío, loslazos de control de nivel del Separador de Entrada, del filtro deentrada a Dew Point, y del Filtro Coalescedor, se procede ahabilitar el lazo de control de presión del separador flash degasolina y condensados, enviando el gas a la antorcha.

2 Cuando se tenga nivel suficiente de gasolina en el separador flashde gasolina, habilitar el lazo de control de salida a torreestabilizadora.

3 Cuando se tenga nivel suficiente de condensado en el separador

flash de condensado, habilitar el lazo de control de salida a torreestabilizadora.

4 Luego habilitar el lazo de control de presión de la TorreEstabilizadora, enviando el gas a antorcha.

PUESTA EN MARCHA

PUESTA EN MARCHA




5 Cuando sea visible el nivel en el rebalse del reboiler de laestabilizadora, comenzar a circular aceite térmico poniendo enfuncionamiento los lazos de control de temperatura de fondo de la

torre y control de nivel del reboiler.

3 Luego se debe poner en marcha el aeroenfriador de gasolina.

4 Aumentar el flujo de condensado hasta la capacidad operativanormal.

5 Luego de que se alcanza una operación estable en manual, loscontroladores deben ser ajustados para proporcionar un controlsuave en modo "auto".

PUESTA EN MARCHA

PUESTA EN MARCHA




1 Abrir los venteos y drenajes manuales del sistema de

refrigeración.

2 Abrir las válvulas del circuito que involucra al acumulador depropano y el chiller.

3 Habilitar las salida de propano vapor del tanque de propano. El

propano comenzará a circular desplazando el aire del circuito.

4 A medida que se vaya desplazando el aire, ir cerrando los venteosy drenajes, hasta que finalmente con todos estos cerrados dejar

ecualizar presiones entre el circuito de refrigeración y el tanque de

propano.

5 Cerrar la salida de propano vapor del acumulador de propano.

PUESTA EN MARCHA

PUESTA EN MARCHA




6 Habilitar la succión y descarga de la bomba de carga-reposición

de propano y arrancarla.

7 Bombear propano líquido hasta que los tubos del chiller estén

sumergidos y el acumulador de propano lleno hasta la mitad.

8 Apagar la bomba de carga-reposición de propano y cerrar las

líneas de succión y descarga.9 Cerrar las válvulas que interconectan el circuito de refrigeración y

el tanque de propano.

PUESTA EN MARCHA




DE ROCÍO

PARADA

PARADA



PARADA

Los paros programados en la planta suponenprestar la máxima atención a la seguridad delpersonal y los equipos procediendo mediante

cambios graduales y controlados de lasvariables operativas

Antes del comienzo del paro se debe prestar

atención a todas las hojas que contengandatos de seguridad aplicables. Releer todaslas instrucciones de los fabricantes de los

equipos y sacarlos de operación siguiendoesas instrucciones

PARADA



Secuencia Descripción

1 Bajar la carga de los compresores de propano hasta el parocompleto de las unidades.

2 Una vez alcanzada una temperatura tal que se asegure la no

formación de hidratos en el chi ller, se podrá sacar de servicio a launidad de inyección / regeneración de MEG de la siguientemanera:

2.1 Bloquear las inyecciones de MEG en los distintos puntos de laplanta de dew point (intercambiadores gas-gas, intercambiadores

gas-gasolina y chiller) y habilitar las válvulas de by pass de lasmismas, ya sea aguas arriba del intercambio en la bota delseparadores frío o bien dentro del módulo de regeneración deMEG.

2.2 Continuar la circulación del MEG hasta regenerarlo.

2.3 Parar las bombas de inyección de MEG.3 Retirar la carga térmica del reboiler de la torre estabilizadora y

del regenerador de MEG, cerrando las respectivas válvulas decirculación de fluido de calentamiento y/o entrada de fuel gas.

PARADA

PARADA



Secuencia Descripción

4 Habiéndose puesto fuera de servicio, el sistema de refrigeración y el

sistema de inyección y regeneración del glicol, se deberán seguir los

siguientes pasos para efectuar la parada normal del sistema de

proceso de gas:

4.1 Cerrar la válvula de bloqueo de la línea de ingreso de gas

4.2 Cerrar la válvula de bloqueo de la línea en la salida del gas tratado

4.3 Cerrar la válvula de bloqueo de la línea de salida de gasolina a

estabilización

PARADA




DE ROCÍO

CONTROL DE LA OPERACIÓN




Por baja presión, una válvula reduce el

caudal de gas a través de la planta

Por alta presión, una válvula descarga gas

al colector de venteos anticipando la

descarga a través del sistema de seguridadParte del caudal de gas se pre enfria con

gasolina, bajo control de la temperatura de

salida de la gasolina





El gas pre enfriado se expande a la presióndel gasoducto aprovechando el enfriamiento

producido por efecto Joule-Thomson

Los niveles líquidos se controlan mediante

lazos de control

Los líquidos flashean en las válvulas

controladoras de nivel

La mezcla líquido-vapor se conduce a losseparadores





El MEG se inyecta en los cabezales de los

intercambiadores gas-gas, gas-gasolina y

chiller, en forma manual, con flujo controlado

El MEG separado, en el LTS se devuelve al

circuito bajo control de nivel de la interfase

Los hidrocarburos livianos se separan del

MEG en el tanque flash bajo control de presión





El Hot Oil circula por el reboiler de la columna

estabilizadora bajo control de temperatura en

el fondo de la columna

La presión de tope de la columna

estabilizadora, se controla bajo presión de gas

a primera etapa del compresor de reinyección

Por alta presión, descarga a la antorcha





La presión de los separadores se controla

bajo caudal de aspiración de segunda etapa

del compresor de reinyección.Por alta presión descarga a la antorcha

Como alternativa, se puede actuar sobre losdescargadores neumáticos de las válvulas del

compresor alternativo o sobre sus RPM para

control de capacidad





El compresor de reinyección eleva la

presión del gas entre la presión de tope de

la estabilizadora y la presión del gas a la

entrada

La presión de descarga del compresor dereinyección queda definida por la presión

del gas a la alimentación de la planta





Las alternativas de control de capacidad del

compresor de refrigeración dependen del

tipo de máquina:

Turbo compresor: control antisurge

Compresor a tornillos: válvulasdeslizantes

Compresor alternativo: by pass,descargadores neumáticos de válvulas,

control de las RPM





La presión de condensación depende de latemperatura del aire o agua refrigerante

Para controlar la presión de descarga del

compresor de refrigeración:

Se regula el caudal de aire o agua

Existen varias maneras de controlar el aire

Por alta presión, se descarga a antorcha

Por baja se puentea el condensador





DE ROCÍO

VARIABLES CONTROLADAS





El punto de rocío del gas debe ser

monitoreado permanentemente.

El caudal de gas tratado debe ser computadoa la entrada y a la salida.

También los líquidos separados.

Las mediciones de gas se realizan con un

puente de medición y elementos de flujo

seleccionados de acuerdo al caudal a medir.




Los caudales líquidos se miden con:

Caudalimetros por efecto coriolis.

Turbinas.

Caudalimetros por desplazamiento

positivo.Placas Orificio, Cuñas, etc.

Una correcta medición de caudales permitecerrar el balance de masa de la planta y

evaluar la eficiencia de la operación.





Otras variables a monitorear son los P de:Filtros de cartuchos, que de perforarse

incorporarían material indeseable al

proceso.Extractores de niebla y cajas de chicanas,

que indican el estado en que se encuentran.

Intercambiadores fríos, para prevenir su

obstrucción por formación de hidratos y

verificar la adecuada distribución de MEG.Columna estabilizadora de gasolina, para

prevenir su inundación.





La temperatura de regeneración de MEGdebe controlarse para evitar la degradación

del producto.La temperatura del Hot Oil a la salida de la

caldera debe controlarse por lo mismo.

Demás variables de operación deben

mantenerse dentro de los valores prescriptos

en el manual de operación.





DE ROCÍO

PRINCIPALES EQUIPOS:

FILTRO SEPARADOR

PRINCIPALES EQUIPOS



PRINCIPALES EQUIPOS

SEPARADOR DE ENTRADA

PRINCIPALES EQUIPOS



Para lograr la máxima separación a la entrada

de la unidad se utilizan filtros separadores.

Constan de un conjunto de cartuchos filtrantes

En segunda etapa el gas pasa por un

extractor de niebla.

El liquido separado se acumula en el mismo

recipiente o en uno independiente.

Se utilizan también en otras aplicaciones queno toleren la presencia de liquido.

PRINCIPALES EQUIPOS

PRINCIPALES EQUIPOS



SEPARADOR FILTRO HORIZONTAL DE ENTRADA

PRINCIPALES EQUIPOS

PRINCIPALES EQUIPOS



SEPARADOR FILTRO HORIZONTAL DE ENTRADA

PRINCIPALES EQUIPOS




DE ROCÍO


INTERCAMBIADORES DE CALOR



PRINCIPALES EQUIPOS



INTERCAMBIADORES GAS HÚMEDO – GAS SECO Y

GAS SECO - GASOLINA

Q

PRINCIPALES EQUIPOS



CHILLER Y SEPARADOR FRIO LTS)

PRINCIPALES EQUIPOS



INTERCAMBIADOR GAS HÚMEDO – PROPANO REFRIGERANTE

CHILLER

PRINCIPALES EQUIPOS



Los intercambiadores de haz tubular, caso gas-gas y chiller, se diseñan sobre las siguientes

bases:

El calor intercambiado.

La diferencia media de las temperaturas de

los fluidos.Las resistencias a la transferencia del calor.

Caudales y estado físico de los fluidos.

La caída de presión admitida en ambos

lados: tubos y envolvente.

PRINCIPALES EQUIPOS



Aspectos a tener en cuenta en la selección

Propiedades de los fluidos.

Temperatura y Presión de diseño.

Materiales de construcción.

Necesidades de mantenimiento.Costos de fabricación.

Ø y posición de las conexiones.

Instrumentación y accesorios asociados.




DE ROCÍO


SEPARADORES BI Y TRIFÁSICOS



PRINCIPALES EQUIPOS



Para separar del gas las gotas mas pequeñas

se usan scrubbers.

Son separadores verticales provistos de

extractores de niebla (demisters) de alta

eficiencia.No permiten gran tiempo de retención del

liquido separado.

Se aplican a la aspiración de los compresores.

PRINCIPALES EQUIPOS



SCRUBBER DE ASPIRACIÓN DE COMPRESORES

PRINCIPALES EQUIPOS



En el LTS se separan las fases liquidas de

la gaseosa y las liquidas entre si.

Las fases liquidas, MEG y gasolina seseparan porque son inmiscibles.

La fuerza impulsora para que se opere laseparación es la gravedad.

Los fluidos se separan debido a su diferente

densidad: la gasolina más liviana se extraepor la parte superior.

PRINCIPALES EQUIPOS



La fase gaseosa se dimensiona para nosuperar la velocidad límite en que seproduciría el arrastre de las gotas.

La formula para la velocidad límite es:

V=K [(l – g) / g]^½

Donde:K= constante empírica (m/seg)

V= velocidad de desplazamiento del gas

(m/seg)l = densidad del liquido

g = densidad del gas (Kg/m³)

PRINCIPALES EQUIPOS



Los valores de K se encuentran tabulados en API 12J. En general se usa 0.35 ft/seg.

Para mejorar la separación se colocan eneste sector elementos coalescentes: cajas dechicanas o extractores de malla (demisters).

Estos elementos favorecen la coalescenciaaumentando el tamaño de las gotas.

En la fase líquida la separación se produce

por desplazamiento de un fluido discontinuoen el seno de otro continuo.

PRINCIPALES EQUIPOS



CAJA DE CHICANAS

PRINCIPALES EQUIPOS



EXTRACTOR DE NIEBLA DE MALLA

PRINCIPALES EQUIPOS



El volumen necesario para la separación de delas fases líquidas esta gobernado por el

“tiempo de residencia”.

El API de 12J recomienda los tiempos deresidencia a utilizar en cada caso.

Para la separación MEG – gasolina el tiempode residencia será de 5 a 10 min.

Para un análisis cualitativo es útil la fórmula de

Stokes, aplicable a sistemas líquido líquido ysólido líquido.

PRINCIPALES EQUIPOS



Fórmula de Stokes:

V= g(Dp)^2(H-L) / (18 ) donde:

V= velocidad terminal (m/seg).

G= aceleración de la gravedad.

Dp= diámetro de la gota, burbuja o partícula (m).

H= densidad del fluido pesado (Kg/m³).

L= densidad del fluido liviano (Kg/m³).

= viscosidad de la fase continua (Kg/m seg).



PLANTAS DE AJUSTE DE PUNTODE ROCÍO


COMPRESORES

PRINCIPALES EQUIPOS



COMPRESOR DE REFRIGERACIÓN

PRINCIPALES EQUIPOS



En las plantas de ajuste de DP, se utilizancompresores de Propano para el circuito

refrigerante. Son del tipo:Rotativo a tornillo de dos etapas.

Rotativo centrífugo multietapa.

Alternativo de dos (o más) etapas.

En las plantas de estabilización de la gasolina

se utiliza un compresor de 2 etapas tomandogas de media presión en la interetapa.

PRINCIPALES EQUIPOS



Los equipos periféricos mas importantes,además de la máquina de accionamiento son:

Aeroenfriador de gas y de aceite.

Separador-filtro a la succión de cada etapa.

Separador de aceite de alta eficiencia, en

compresores a tornillo. Amortiguadores de pulsaciones en los

compresores alternativos.

Sistema de regulación de capacidad.

PRINCIPALES EQUIPOS



La potencia en el eje de un compresor alternativo se puede estimar con:

BHP = 22 . r . n . Q . F, donde:

r : relación de compresión / etapan : n° de etapas

Q : caudal en MM cfd @ t entrada y 14.7 psia

F : 1.08 para 2 etapas

Esta fórmula da valores conservadores y se

usa para una estimación muy preliminar.Para cálculos más precisos se debe consultar

con el fabricante.

PRINCIPALES EQUIPOS



COMPRESOR DE TORNILLO

PRINCIPALES EQUIPOS



COMPRESOR ALTERNATIVO

PRINCIPALES EQUIPOS



CORTE DE UN CABEZAL CON DESCARGADORES

PRINCIPALES EQUIPOS



AMORTIGUADORES DE PULSACIONES

PRINCIPALES EQUIPOS



CONTROL DE CAPACIDAD





COLUMNAS

PRINCIPALES EQUIPOS



Columna estabilizadora de gasolina

Columna de acero al carbono para Pd y Td.

Ø según los caudales de gas y de líquido.Platos de válvulas más comunes.

Se controla la presión de salida del gas.

Se controla el caudal de líquido que circula.

Se monitorea la TVR de la gasolina

estabilizada.

PRINCIPALES EQUIPOS



TOPE DE COLUMNA ESTABILIZADORA DE GASOLINA

PRINCIPALES EQUIPOS



COLUMNA ESTABILIZADORA DE GASOLINA

PRINCIPALES EQUIPOS



Reboiler

Intercambiador de haz tubular, de acero al

carbono calefaccionado con Hot Oil o vapor.Tipo termosifón o marmita (kettle).

Prestar especial atención a la temperatura.

La carga térmica se requiere para:

1) Suplir calor para calentar la gasolina.

2) Desorber los gases livianos.

PRINCIPALES EQUIPOS



COLUMNA

BOMBA Y

REBOILER




OBJETO DEL PROCESO

DE ESTABILIZACIÓN

OBJETO DEL PROCESODE ESTABILIZACIÓN



DE ESTABILIZACIÓN

TVR: Tensión de Vapor Reid.

Significa presión de vapor de la gasolina

medida con el instrumento Reid.

Si la presión (tensión) de vapor es mayor que

la presión atmosférica, 14.7 psia a nivel del

mar, la gasolina almacenada en un tanque API

emitirá vapores al medio ambiente.Para evitarlo, la TVR no debe superar 12 psia

medida a 100 ºf.

OBJETO DEL PROCESODE ESTABILIZACIÓN



DE ESTABILIZACIÓN

La TVR e la gasolina separada en el LTS es

superior a la máxima permitida para su

almacenaje y debe ser estabilizada.

El proceso de estabilización consiste en

separar los componentes livianos tales como elMetano, Etano y parte de los LPG.

Estos gases se recuperan en media y baja

presión por lo que se los re-comprime a la

presión del gas a la entrada.




DESCRIPCIÓN DEL PROCESO

DE ESTABILIZACIÓN

DESCRIPCIÓN DEL PROCESODE ESTABILIZACIÓN



DE ESTABILIZACIÓN




Secuencia del proceso de estabilización

Los condensados separados en distintas

unidades de tratamiento se colectan en un

separador de entrada a presión intermedia.

Precalentamiento del condensado con lagasolina estabilizada caliente.

Expansión del condensado separado a baja

presión en la LCV y alimentación del

condensado a la columna de estabilización.

DE ESTABILIZACIÓN




Secuencia del proceso de estabilización (cont.)

El condensado separado en el LTS se

precalienta con el gas de entrada a la planta

de ajuste de DP.

Expansión a presión intermedia en un tanqueflash.

El gas separado se envía al colector de

presión intermedia.

El líquido se alimenta al tope de la columna.

DE ESTABILIZACIÓN





Destilación de los livianos que se separan

por el tope de la columna.

Calentamiento del condensado con los

vapores generados por el reboiler. La gasolina estabilizada del fondo de la

columna se pre-enfria con la alimentación.

El enfriamiento final se realiza con aero-

refrigerantes antes del almacenaje final.

DE ESTABILIZACIÓN





Los gases destilados por el tope de la

estabilizadora se alimentan a la primera

etapa de un compresor de dos etapas.

Los gases del colector de media presión sealimentan a la segunda etapa del

compresor.

El compresor descarga a la presión del gas

a la entrada de la planta de ajuste de DP.

DE ESTABILIZACIÓN

PFD ESTABILIZACIÓN



Condensado

E-13

V-221

E-7

Cond.+Gasol.

Condensado

Gas de media

Quemador

A Tk Cond. E-8

T-3

Cond.+Gasol.De Hot oi l

A Hot oi l

Gasolina

K-2

Gas a recicloGas de baja

Agua




LISTA DE LOS PRINCIPALES EQUIPOS

PRINCIPALES EQUIPOS



Lista de equipos de la unidad de estabilización

Separador flash de condensado a la entrada.

Separador flash del agua separada.

Precalentador de condensado.

Columna estabilizadora.

Reboiler.

Compresor de reciclo.

Aero-enfriador de la gasolina estabilizada.




DE ESTABILIZACIÓN

Control de la operación de estabilización

En el separador flash:

Lazos de control de nivel del agua separada

y de condensado, lazo de control de presión

de media al compresor y descarga a laantorcha por alta presión.

En el separador flash de agua:

Lazos de control de nivel y de presión de

gas descargando a la antorcha.




DE ESTABILIZACIÓN

Control de la operación de estabilización (cont.)

En el reboiler:

Lazos de control de nivel de gasolinaestabilizada y lazo de control de caudal de

Hot Oil controlando la temperatura del platoinferior de la columna

En el tope de la columna:

Lazo de control de alta presión de tope a la

antorcha y al compresor de reciclo




PRINCIPALES PROBLEMAS OPERATIVOS

PRINCIPALES PROBLEMASOPERATIVOS



O OS

Estos son:

Formación de hidratos.Inertes en el sistema de propano.

Arrastre de hidrocarburos con el MEG.Inundación de la torre de MEG.

Alta TVR de gasolina.




Las corrientes de gases húmedos que se

despresuricen a través de una válvula,

restricción, u otro dispositivo disminuirán su

temperatura como consecuencia de la

reducción de presión (efecto Joule-Thomson); los componentes pesados y la

humedad que se separen de la corriente

gaseosa por condensación puedensolidificar obstruyendo el pasaje de fluido.




La formación de hielo e hidratos se previene

mediante trazador eléctrico y aislamiento.

Sin embargo durante la puesta en marchapuede ocurrir la formación de hidratos en

lugares imprevistos, que no cuenten con esa

protección.

La formación de hidratos en estos casos

deberá resolverse elevando la temperaturade la zona afectada, por ejemplo mojándola

con agua caliente.




Como se ha visto, la formación de hidratos se

producirá en los intercambiadores gas-gas,

gas-gasolina y en el chiller.

El problema se manifiesta por una excesiva

pérdida de carga detectada a través de losmedidores de presión diferencial.

En este caso, verificar si los caudales de

inyección de glicol son los correctos y también

verificar el estado de las toberas.




Si durante la operación el sistema derefrigeración requiere un aumento de lacapacidad de aspiración para mantener lamisma producción de frío, es posible que elaceite esté contaminando el Propanoproduciendo una reducción de la presión de

vapor correspondiente a la temperatura deevaporación.

En este caso se debe purgar el aceiteacumulado en el chiller y en el recibidor depropano condensado utilizando losdispositivos previstos para tal fin.




Si se observa un aumento de la presión de

condensación respecto de la temperatura de

salida de los aeroenfriadores, esto indica unaacumulación de gases inertes en el sistema de

Propano.

Para solucionar este inconveniente seránecesario eliminarlos, purgando el circuito de

Propano a través de las válvulas que a tal

efecto se instalan en los puntos altos de

ingreso a los aerocondensadores.




Si se detectan problemas operativos en elsistema de regeneración de glicol tales comoformación de espumas y dificultades para

mantener adecuadamente los niveles, deberásospecharse la presencia de hidrocarburosdentro de esta unidades. Esta situación no esnormal dado que los hidrocarburos no deben

llegar hasta aquí. La separación gruesa entre los hidrocarburos y

el glicol se produce en el separador frío,

mientras que el pulido se logra en el equiposeparador flash de MEG.

Por lo tanto deberá verificarse el buenfuncionamiento de estas unidades.




Asegurarse que el nivel de interfase en el

separador flash de MEG esté en el valor

adecuado y que los transmisores de nivelestén operando correctamente sin que se

produzcan oscilaciones en los niveles.

Verifique la calidad de la separación lograda(que no haya emulsiones).

Puede ser necesario tomar una muestra delglicol de salida de este equipo y determinar el

contenido de hidrocarburos.




Controlar que el nivel de interfase líquido-

líquido en el LTS es el adecuado, si el nivel

es muy bajo puede haber un arrastre

excesivo de hidrocarburo hacia el separador

flash de MEG.

Esto se debe a que no se habría logrado el

tiempo de residencia mínimo para que seproduzca una correcta separación de fases.




Si se inunda la torre de glicol significa que se ha

excedido la máxima relación líquido-gas, de

manera que deberá verificarse que:

La unidad de regeneración esté operando a la

temperatura de diseño.El caudal de glicol inyectado no sea excesivo.

El caudal derivado al serpentín de

enfriamiento de la cabeza de la columna

regeneradora de MEG es el correcto.




Verificar que la presión y temperatura deoperación del reboiler de la estabilizadora

correspondan con los normales de operación.Valores más bajos conducen a cortes de

gasolina con mayor porcentaje de componentes

de bajo punto de ebullición (mayor TVR).Un valor alto de la presión de vapor de la

gasolina estabilizada indica la presencia

significativa de componentes de bajo pesomolecular.




Una elevada TVR indica que el sistema de

estabilización de gasolina no opera

correctamente.Verificar el buen funcionamiento de los

controladores de presión de la torre

estabilizadora y el lazo de control que manejala alimentación de hot oil al reboiler de la torre

estabilizadora.

Asegurarse que el aceite térmico se encuentre

a la temperatura de diseño.




Para evaluar si el consumo energético esrazonable se debe tener en cuenta que

El mayor consumo se produce en el chiller

Para minimizarlo se pre enfría el gas con el gasseco y con el condensado separado

La carga térmica se produce por:Condensación de los hidrocarburos.

Enfriamiento del gas.

Enfriamiento del condensado.

Enfriamiento del MEG inyectado.




La energía en el sistema se consume en:

El motor del compresor de refrigeración

BHP = K x Caudal x Delta P

El combustible para el sistema de Hot Oil

Calor = Caudal x Cap. Calorífica x Delta T

Aeroenfriadores o bombas de agua

BHP = K x Caudal x Delta PK = constante de proporcionalidad




Factores que influyen en el consumo:

Temperatura del refrigerante en el chiller.

Temperatura de condensación.

Subenfriamiento del refrigerante líquido.

Eficiencia del preenfriamiento.

Caudal de inyección de MEG.

Aplicación del efecto Joule-Thomson.

Adecuado no. de etapas en el compresor.




SISTEMAS AUXILIARES DE LA UNIDAD:

AIRE PARA INSTRUMENTOS

PFD AIRE COMPRIMIDO






El aire debe estar comprimido y seco.

Se comprime a 150 psig, máximo 170 psig.

Se deshidrata hasta un contenido de agua en

el aire de ~ 10 ppm.

Para evitar la formación de condensados enlas cañerías e instrumentos.

Se realiza en lechos fijos de Alumina Activada.




La regeneración de los lechos se realiza por despresurización (Heat Less Dryers).

O por arrastre con aire caliente.

En todo momento uno de los lechos está en

operación mientras el otro se está regenerando.

La regeneración por arrastre tiene una fase de

calentamiento y una fase de enfriamiento.




El aire atmosférico se filtra y se comprime.

Se usan compresores alternativos de 2 etapas

de pistón seco o,Compresores rotativos a tornillo de una etapa.

Al enfriar el aire, luego de la compresión, seproduce condensado que debe ser separado

antes de la deshidratación.

Se filtra antes y después de los lechos.




El sistema de aire debe contar con un

pulmón de reserva por paradas imprevistas

del sistema de suministro.El aire se distribuye por la planta a ~150 psig

A esa presión se alimenta aire a losactuadores a pistón.

Para accionamiento de válvulas a diafragma

se reduce a 30 psig.




SISTEMAS AUXILIARES DE LA UNIDAD:GAS COMBUSTIBLE

PFD GAS COMBUSTIBLE



GAS COMBUSTIBLE



El sistema de gas combustible se alimenta conla corriente principal de gas o con el gasexcedente del tratamiento.

Se precalienta en un calentador indirecto.Pasa por un tren de válvulas reductoras de

donde se extraen corrientes a distintas

presiones, según las necesidades de la planta.Por un separador-filtro de partículas finas.

Y por un puente de medición de caudal paracerrar el balance de materiales de la planta.

GAS COMBUSTIBLE



El gas combustible alimenta a:Calentadores, calderas de Hot Oil.

Motores de combustión interna.

Turbocompresores y turbogeneradores.Gas de arranque.

Gas de sello (a mayor presión).Gas motriz para las bombas de pre y postlubricación.

Gas de antorcha.Blanketing de recipientes y tanques.




SISTEMAS AUXILIARES DE LA UNIDAD:OTROS

PFD SISTEMA DE ANTORCHA



PFD SISTEMA DE DRENAJES



OTROS SISTEMAS AUXILIARES



Se mencionan a título informativo

Sistemas de venteos a antorcha.

Sistemas de drenajes (abiertos, cerrados).

Generación de energía eléctrica.

Agua potable y agua demi.

Agua contra incendios.

Sistema de Hot Oil (ya descrito).




SISTEMAS AUXILIARES DE LA UNIDAD:SISTEMA DE SEGURIDAD

NIVELES DE SEGURIDAD



El sistema de seguridad de la planta se

denomina SSS (Security Shut Down System)

Es independiente del sistema de control deprocesos PCS (Process Control System)

Es el SSS comprende los sistemas de:Shut Down por emergencias (ESD).

De detección de fuego.Detección de fugas de gas.




El Security Shut Down System monitorea

datos de transmisores específicos

Actúa accionado por:

Botones de shut down accionados

voluntariamente.

Switches de seguridad.

Detectores de fuego y gas.




Se definen niveles de emergencia paraproteger partes de la planta sin influir en la

operación de otras partes no afectadas

Nivel 3 – máxima emergencia, produce la

parada completa de la planta:

ESD de áreas de procesos y servicios.

Bloqueo de alimentación y descarga.

Parada de equipos rotativos.

Documents

5_Plantas de ajuste de punto de rocio.pdf