61500012 tesis-simulaci-c3-93n-con-hysys-plant

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  • 1. UNIVERSIDAD DE ORIENTE NCLEO DE ANZOTEGUIESCUELA DE INGENIERA Y CIENCIAS APLICADASDEPARTAMENTO DE INGENIERA MECNICA PREDICCIN DE LA CONSTANTE DE MEDICIN DEGAS USANDO SIMULACIN CON HYSYS PLANT EN EL REAPDVSA GAS SAN TOM REALIZADO POR: JESS EMILIO CAMPOS MONTAO Trabajo de Grado presentado ante la Universidad de Orientecomo requisito parcial para optar al titulo de: INGENIERO MECNICO PUERTO LA CRUZ, ENERO DE 2009

2. UNIVERSIDAD DE ORIENTE NCLEO DE ANZOTEGUIESCUELA DE INGENIERA Y CIENCIAS APLICADASDEPARTAMENTO DE INGENIERA MECNICA PREDICCIN DE LA CONSTANTE DE MEDICIN DEGAS USANDO SIMULACIN CON HYSYS PLANT EN EL REAPDVSA GAS SAN TOM JURADO _______________________________Ing. Mecnico Orlando Ayala Asesor Acadmico_____________________________ ____________________________Ing. Mecnico Henry EspinozaIng. Mecnico Lino Camargo Jurado PrincipalJurado PrincipalPUERTO LA CRUZ, ENERO DE 2009 3. UNIVERSIDAD DE ORIENTENCLEO DE ANZOTEGUI ESCUELA DE INGENIERA Y CIENCIAS APLICADAS DEPARTAMENTO DE INGENIERA MECNICA PREDICCIN DE LA CONSTANTE DE MEDICIN DEGAS USANDO SIMULACIN CON HYSYS PLANT EN EL REAPDVSA GAS SAN TOM ASESORES ___________________________________________________ Ing. Mecnico Orlando Ayala Ing. Mecnico Carlos SurezAsesor AcadmicoAsesor IndustrialPUERTO LA CRUZ, ENERO DE 2009 4. DEDICATORIA A Mis Padres por todo el amor, compresin, apoyo dado y a ti mam enespecial por haber sido mi fuente de inspiracin y el gran pilar de mi vida. A ustedesles dedico este logro. A Mi ta Honoria y mi prima Brunilde por su cario y por estar siemprepresente, las quiero. A Mis Hermanos por el apoyo brindado. A Mis amigos y compaeros de clase para que les sirva de inspiracin paraque logren sus propias metas. A todas las personas que con esfuerzo y dedicacin se encuentran luchandopor alcanzar sus sueos. iv 5. AGRADECIMIENTOA Dios y a la Virgen, por guiar mis pasos y darme fuerzas para culminar estameta.A Mis Padres, por esas palabras de apoyo que siempre me han brindado y poresperar con ilusin este logro.A mi tutor industrial el Ing. Carlos Surez, porsu receptividad en elmomento que llegue a las oficinas de la empresa, por haber dedicado su tiempo,conocimiento y valiosa colaboracin para la realizacin exitosa de esta tesis de grado.A mi asesor acadmico Ing. Orlando Ayala, por su valiosa colaboracin en eldesarrollo del proyecto y su tiempo dedicado.A la Universidad de Oriente por permitirme realizar mi sueo, y a losprofesores que se abocaron a transmitirme sus conocimientos.De todo corazn mil gracias.v 6. RESOLUCIN "De acuerdo con el artculo 44 del reglamento de trabajos de grado, stos sonde exclusiva propiedad de la universidad de oriente y slo podrn ser utilizados aotros fines con el consentimiento del consejo de ncleo respectivo, quien loparticipar al consejo universitario"vi 7. RESUMEN En este estudio se evalu como influye la variacin de la composicin delfluido y la presencia de lquido en la medicin de gas del rea PDVSA Gas SanTom, esto con el fin de satisfacer las leyes de Hidrocarburos impuestas por elMinisterio de Energa y Minas. Ello hizo necesaria la evaluacin de la infraestructurade medicin y estado operacional de las plantas compresoras pertenecientes a dicharea, especficamente las plantas Boca, Chimire1, Chimire R, Elotes Norte, Guarico13, Guere y Sanvi. Se identificaron los puntos de medicin y se verific la instalacinde los mismos. Para el estudio, se utiliz como principal herramienta el simulador deprocesos HYSYS Plant, con ste se obtuvo los resultados cromatogrficos de todoslos puntos de medicin los cuales al compararlos con los entregados por ellaboratorio muestran una gran concordancia. Esto valida al programa de simulacincomo herramienta para obtener las cromatografas, adems de avalar la hiptesismanejada en la empresa que en una lnea donde no existen grandes cambios depresin no se producen variaciones composicionales. De igual manera se hizo, elclculo de la constante de medicin de gas utilizando el mtodo de anlisis y paravalidar estos clculos se compararon con los efectuados a travs del programaCentinela dando como resultado una diferencia general menor al 3% lo cual esaceptable por la empresa. vii 8. CONTENIDOPgina de TtuloDEDICATORIA ivAGRADECIMIENTOvRESOLUCINviRESUMENviiCONTENIDO viiiCAPITULO I 11INTRODUCCIN. 111.1. Resea historica 111.2. Ubicacin geogrfica 121.3. Caractersticas del rea en estudio131.4. Descripcin de las estaciones y plantas compresoras 131.5. Planteamiento del problema 151.6. Objetivos161.6.1.Objetivo General 161.6.2. Objetivos Especficos16Capitulo II7MARCO TERICO 72.1. Gas natural72.1.1. Clasificacin del gas natural82.1.2. Usos del gas natural 92.1.3. Generacin de energa92.1.4. El gas natural licuado (GNL) 10 viii 9. 2.1.5. Impacto ambiental 10 2.2. Anlisis qumicos 11 2.3. Tipos de medidores11 2.3.1. Medicin de gas por placa de orificio12 2.3.2. Definicin 13 2.3.3. Componentes de los medidores de orificio13 2.4. Registrador 20 2.4.1. Tipos de registrador20 2.5. Ventajas y desventajas de la medicin del gas natural con cajas deorificio22 2.5.1. Ventajas de la medicin 23 2.5.2. Desventajas de la medicin23 2.6. Coeficiente de descarga (C): 24 2.7. Clculo de la constante del medidor 24 2.7.1. Factor de temperatura base[10]26 2.7.2. Factor de presin base[10] 26 2.7.3. Factor manomtrico[10]26 2.7.4. Factor de localizacin de medicin[10] 26 [10] 2.7.5. Factor de temperatura de flujo26 2.7.6. Factor de gravedad especfica[10] 27 2.7.7. Factor de expansin trmica del orificio[10]27 2.7.8. Factor de expansin[10] 27 2.7.9. Factor bsico de orificio[10] 28 2.7.10. Factor del Nmero de Reynolds[10] 29 2.7.12. Factor de correccin por resortes 34 CAPITULO III 34 DESARROLLO DEL TRABAJO 34 3.1. Poblacin y muestra 34 3.2. Instrumentos y tcnicas para la recoleccin de la informacin 34ix 10. 3.3. Procedimiento metodolgico 35 3.4. Plantas compresoras del rea pdvsa gas38 3.4.1. Datos Recolectados 42MUESTRA DE CLCULO 51 3.5.1 Clculo de la constante de descarga C 51CAPITULO IV 60ANLISIS DE RESULTADOS 60CAPITULO V68CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES68 5.1. Conclusiones: 68 5.2. Recomendaciones:70BIBLIOGRAFA71METADATOS PARA TRABAJOS DE GRADO, TESIS Y ASCENSO: 73 x 11. CAPITULO I INTRODUCCIN.1.1. Resea historica Petrleos de Venezuela, S.A (PDVSA), es una empresa propiedad de laRepblica Bolivariana de Venezuela, regida por la ley orgnica que reserva al estadola industria y el comercio de los hidrocarburos. Esta empresa matriz creada pordecreto presidencial N 1.123 el 30 de agosto de 1975, se encarga del desarrollo de laindustria petrolera, petroqumica y carbonfera. A mediados de 1997 se crea lacorporacin PDVSA Petrleo y Gas, la cual esta integrada por tres grandes empresasfuncionales, dedicadas a las actividades fundamentales del negocio, las cuales son:PDVSA Exploracin y Produccin (E y P), PDVSA Manufactura y Mercadeo yPDVSA Servicios. La empresa PDVSA Exploracin y Produccin es responsable dela produccin de petrleo y gas. La Divisin PDVSA Oriente es la encargada de velarpor el cumplimiento ptimo de la produccin de crudo, gas y agua en las diferentesinstalaciones industriales (estaciones de flujo, plantas compresoras, gasoducto yoleoducto, etc.) de la regin oriental. PDVSA E y P Oriente cuenta con la gerencia deCoordinacin Operacional Oriente (C.O.O) y est integrada por los distritos Norte,Anaco, San Tome y Morichal. PDVSA GAS San Tom (rea donde se realiz elestudio) fue creada en mayo del 2007. La Gerencia de Medicin y Control de la Utilizacin del Gas a travs de unasuperintendencia adjunta (instalaciones donde se desarrollara el proyecto), se encargade coordinar y controlar los procesos asociados a la medicin del gas producido yutilizado, para generar informacin integral, confiable y oportuna requerida para lafiscalizacin, estadstica, planificacin y gestin financiera del negocio del gasnatural en el distrito San Tom. 12. 121.2. Ubicacin geogrficaEl Distrito San Tom ubicado geogrficamente en el Municipio Freites, reginCentro Sur del estado Anzotegui, parte de la regin Sur del Estado Gurico y seextiende hasta Casma-Soledad en el Estado Monagas, con un rea aproximada de24000 Km2 (fig. 1.1). Es responsable de las reas Hamaca y Machete, las cualesrepresenta el 60% de la Faja Bituminosa del Orinoco. En este se operan 132 campos,los cuales se encuentran agrupados en 34 sectores con un total de 5593 pozos de loscuales 2030 estn activos[1].Posee un potencial de produccin de 250.000 barriles diarios de petrleo yconforma la ms grande variedad de instalaciones petroleras que van desde los patiosde almacenamiento de crudo hasta las estaciones de flujos, planta de inyeccin deaguas, gas, vapor y plantas de gas que integran al mayor complejo gasfero del pas. AN ZO TE GU I P to . laC ruzA nacoS a n To m eE l T ig r e D istrito San Tom Figura 1.1. Ubicacin geogrfica del distrito San Tom.[3] 13. 131.3. Caractersticas del rea en estudioPDVSA Gas San Tom (rea donde se realiz el estudio) cuenta con 7 plantascompresoras, donde la medicin de flujo de gas es posible a travs de 36 sistemas demedicin de flujo instalados en estaciones de descarga y flujo, en las lneas deproduccin y manejo de gas desde la primera etapa de produccin hasta los puntos deentrega a planta para su utilizacin.1.4. Descripcin de las estaciones y plantas compresorasUna vez que se ha extrado la mezcla de hidrocarburos de los yacimientos degas condensado, es necesario la separacin de sus componentes gas, petrleo y elagua, operacin esta que se realiza en las estaciones de produccin.Las estaciones de produccin estn formadas por mltiples de niveles depresin, los cuales reciben la produccin de los pozos pertenecientes al campo;posteriormente pasan a los separadores, donde la parte ms liviana es el gas y, porconsiguiente, este sube y sale del separador para pasar al sistema de recoleccin degas y ser medido. Todo lo contrario ocurre con el petrleo y el agua ya que estos sonla parte pesada de la mezcla, salen por el fondo del equipo de separacin y sonimpulsados al tan