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7/25/2019 Materialplantasdegas 150308125146 Conversion Gate01

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TRABAJO:

Disear una planta de gas yexplicar la funcin de cadaequipo. Con po!os productoresde gas" condensado y agua"donde los l#quidos son$ol%&enes grandes y el gas

contiene alta concentracin deCO'(


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)*TROD+CC)O*:

El objetivo del procesamiento del gas natural eseliminar los contaminantes, incluyendo loscomponentes corrosivos (agua y gases cidos,sobre todo el Sulfuro de Hidrgeno su carcter

contaminante), los que reducen el podercalorco, como !i"ido de #arbono y $itrgeno)y los que forman depsitos slidos a bajastemperaturas, como el agua y !i"ido de

#arbono, para despu%s separar los &idrocarburosms pesados como el metano, que constituyenmaterias primas bsicas para la industriapetroqumica'


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,tapas de los procesosdel gas as etapas normales en el procesamiento del

gas natural son la des-idratacin(eliminacinde agua, usualmente con adsorbentes slidos,como almina o mallas moleculares), elendul!a&iento(eliminacin del Sulfuro deHidrgeno y !i"ido de #arbono con solucionesabsorbentes, y la recuperacin criognicadeetano e &idrocarburos ms pesados

(condensacin de estos componentes a bajastemperaturas, del orden de *+*, y destilacinfraccionada de los lquidos condensados)'


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OBJ,T)/O

En forma general se debe reali-ar los diferentes procesosen el gas natural para lograr los siguientes objetivos.

OBJ,T)/O0: +' /a"imi-ar la seguridad de las instalaciones y de las

personas'

*' /inimi-ar las fallas operacionales'

1' 2decuar el gas a las especicaciones e"igidas por losclientes (Especicaciones t%cnicas de gasoductos)'

3' 4roteger el medio ambiente'


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D)0,1O:

2&ora describiremos el dise5o planteado en laprimera parte del trabajo en el cual tenemos 3po-os productores de gas, condensado y aguadonde los lquidos son volmenes grandes y laconcentracin de #6' es alta

Se llevara el gas a tratar por * procesosimportantes, dada las caractersticas de los7uidos producidos en los 3 po-os, estos son.

4roceso de des&idratacin

4roceso de endul-amiento


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T,C*O2O34A

En el dise5o de la planta en el reade des&idratacin, el proceso se loreali-ara, mediante el sistema8glicol

trietilenglicol (9E:)

En el dise5o de la planta en el reade endul-amiento, el proceso se loreali-ara, mediante el sistema8amina/etildietanolamina (/!E2)


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legada

4rimeramente mostramos el dise5o dellegada a la planta de los 3 po-osproductores


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5ROC,D)6),*TO

2l llegar los po-os 3 po-os a la planta entran a la -ona descrapper del cual, depende que queramos &acer con los7uidos, irn a los manifold de produccin o entrada a losmanifold de prueba'

!ebido a que los volmenes de lquidos son grandestenemos un Slug ctc&er, para amortiguar la llegada devolmenes signicativos de liquido, que puedan afectar oda5ar a los equipos' uego los 7uidos provenientes delmanifold de produccin pasan al separador de produccin,en este caso trifsico, donde el condensado y el agua sernllevados a su reacondicionamiento y;o posterioralmacenamiento, y el gas que es el tema de estudio serllevado a los dos procesos ya mencionados anteriormentepara su acondicionamiento para la venta'


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Diseo de planta del proceso de des-idratacincon T,3

El vapor de agua es probablemente la impure-a mscomn indeseable en una corriente de gas' #uandoel gas se comprime o se enfra, el vapor de agua seconvierte a una fase lquida o slida' El agua lquida

puede acelerar la corrosin y reducir la ecienciade la transmisin del gas' El agua en estado slidoforma &idratos &elados, que pueden tapar lasvlvulas, accesorios e incluso las lneas de gas'4ara prevenir estas dicultades algo del vapor deagua se debe quitar de la corriente del gas antes detransportarlo por lneas de transmisin' 2dems nose encuentra bajo especicaciones de venta


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D,7)*)C)8*

Des-idratacin del gas natural

Es el proceso de quitar el vapor deagua contenido en la corriente degas para bajar la temperatura a lacual se condensa' Esta temperaturaes el punto de roco y por ello elproceso de des&idratacin se llamatambi%n acondicionamiento del

punto de roco'


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5ROC,0O D,D,09)DRATAC)O*

2 continuacin mostraremos el

diagrama de 7ujo del dise5o dedes&idratacin'


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3as

9%&edo; 665cs

3,


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AEsorEedor de glicol o contactor:

Es una torre empacada donde el gas, cargado con agua, se pone en

contacto en contracorriente con el glicol limpio o des&idratadoEl glicol que llega por la por la parte superior va bajando a medida quellena los platos o bandeja de burbujeo, mientras tanto el gas que sube,entra por la parte inferior de la torre de absorcin y se pone en contactocon el glicol que ba5a los platos< rompe el sello liquido y sale a lasupercie para entrar, nuevamente en contacto intimo con el glicol de labandeja superior' #uando el gas natural burbujea en el lquido se vaproduciendo una trasferencia de masas, en la cual le entrega al 9E: elagua que trasporta'

El glicol llega a la torre con un porcentaje apro"imado del =>'?@ porpeso y sale por el fondo &abiendo absorbido el agua que debe retirar de

la corriente de &idrocarburos, por lo cual su pure-a baja a =A'1@ p;papro"imadamente'

#uanto ms alta sea la pure-a a la cual entra el glicol, mejor ser sucapacidad de absorcin, de all la importancia de una buenaregeneracin y del uso del gas de despojamiento

Este equipo se encuentra ubicado en un dise5o de planta, despu%s delseparador de entrada a la unidad de des&idratacin


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Tanque o /Ll$ula deexpansin: !ebido a que por lo general, el glicol en el

&orno esta a presin atmosf%rica y en elcontactor e"iste alta presin,se debe usar

una vlvula para lograr los siguientesaspectos.

#ada de presin

#ontrol del nivel de glicol en el contactor

Este equipo se encuentra ubicado a lasalida del glicol rico y antes de entrar al&orno de regeneracin


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Tanque de $enteo o separador de 3licol e9idrocarEuros l#quidos

Es el recipiente donde se separa el gas y el condensado quearrastra el glicol desde el absorbedor, normalmente conocidocomo Btanque de venteoC cuyo tiempo de retencin, paraefectos de dise5o varia de *D a 3A minutos' a presin detrabajo est entre AD y ?A lpcm' 2lgunos fabricantes arman

que, en plantas que manejan 1 // pcdn o menos, no siemprese justica la instalacin de estos separadores, nuestrasugerencia es que siempre se instale el tanque de venteo,porque evita que los &idrocarburos que se condensan en elcontactor sean descargados en el regenerador caso en el cual

pueden producir accidentes' 2dicionalmente, algunas plantas suelen tener un separador

instalado a la salida del gas tratado, cuyo nico n es recogerlos lquidos que sean arrastrados cuando se opera la planta demanera indebida o se genera espuma en el absorbedor' El

arrastre es uno de los problemas ms comunes en este tipo deplantas


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7iltros Sirven para separar impure-as tales como. productos

de degradacin del glicol, &idrocarburos de alto pesomolecular, productos de corrosin y otras impure-asarrastradas por el gas'

El ltro ms usado es el tipo de elemento, capa- deretener partculas de A a +D micrones, a una diferencia

de presin de * lpcm cuando est limpio y de *D lpcmcuando est sucio' 9ambi%n se usa carbn activado'

Se encuentran ubicados despu%s del tanque dee"pansin o tambi%n a la salida de la torre deregeneracin


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)*T,RCA6B)ADOR,0

El glicol rico a temperatura ambiente, se utili-a para enfriarel glicol pobre que viene del &orno, usandointercambiadores de tubo y carcasa o de doble tubo'2lgunas veces se emplea para intercambiar energa en unserpentn que se instala en el tope del acumulador de glicol,con lo cual se facilita la desorcion de los gases en el tanquede venteo y se precalienta el glicol'

El glicol rico se puede calentar &asta 1DD , utili-ando lasolucin caliente que sale del &orno, con el n de a&orrarcombustible' 2 la salida del intercambiador, el glicol pobrepuede ser enfriado &asta *DD

Estos intercambiadores se encuentran antes de la entradade glicol rico a la regeneradora y a la salida de glicol rico dela torre contactora


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Regeneradora

El regenerador cuya parte principal es el &orno, puedecalentarse con vapor de agua, aceite de calentamientoo fuego directo' El dise5o del &orno debe asegurar laevaporacin del agua &asta alcan-ar la concentracin

deseada' a torre regeneradora remueve la mayor partedel agua absorbida por el glicol, dejando el productoregenerado con una pure-a que vara entre el =>'A@ yel ==@ p;p' 9rabajando con 9E: en una torre conpresin atmosf%rica se puede lograr un grado de pure-a

del =>'?@ por peso Este equipo se encuentra despu%s del tanque de

venteo, ltros e intercambiador, siguiendo la circulacinde glicol rico


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BO6BA:

Son componentes claves en una planta de

des&idratacin, porque se encargan de garanti-ar lacirculacin del glicol dentro de la planta' El tipo msutili-ado es el de despla-amiento positivo, teniendo encuenta las siguientes consideraciones.

a velocidad de la bomba estara limitada de 1DD a1AD r'p'm'

El lubricante no puede estar en contacto con el glicol'

a temperatura de bombeo podra limitarse a +?D '

4ara asegurar el bombeo se instala un acumulador de

glicol


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Diseo de planta del proceso deendul!a&iento con 6D,A

2dems de &idrocarburos pesados y vapor de agua, elgas natural frecuentemente contiene otros componentesque deben ser removidos, tales como el #6*, el H*S yotros compuestos de a-ufre como los mercaptanos, los

cuales son componentes que requieren ser removidoscompleta o parcialmente del gas natural' El #6*, el H*Sy otros compuestos de a-ufre presentes en el gas naturalagrio son conocidos como gases cidos, los cualespueden generar graves problemas de corrosin tanto en

los equipos de produccin como de transporte de gas' Enlos Estados Fnidos, la permisibilidad de gases cidos enlos gases naturales es de * a 1@ de #6* y de 3 ppmpara el H*S' os requerimientos actuales para algunasventas pueden variar dependiendo de las negociaciones

entre el vendedor y el comprador'


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D,7)*)C)O*

,ndul!a&iento del gas natural Endul-amiento es el t%rmino que se le aplica al

proceso de remocin de gases cidos talescomo #6*, H*S y otros compuestos de a-ufrepresentes en el gas natural' El principio de esteproceso es neutrali-ar los gases cidos bien seapor procesos fsicos o qumicos' 2dems, elproceso en s requiere una fase de regeneracin

en donde se recupera el compuesto deendul-amiento, convirtiendo el sistema en unproceso cclico, esto con nes econmicos


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Ra!ones por la cual deEe reali!arseel endul!a&iento del gas

Seguridad del proceso que se reali-a'

#ontrol del proceso de corrosin'

Especicaciones de los productos producidos en un proceso'

!isminuir los costos del proceso de compresin'

Satisfacer las normas de gestin ambiental'

Evitar el envenenamiento de los catali-adores'

2 continuacin mostraremos el diagrama de 7ujo del dise5o deendul-amiento'


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5ROC,0O D,,*D+2NA6),*TO

!iagrama de 7ujo de un


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3asAgrio

0eparado

r de,ntrada

2#quidos

Tanque deas-eo

3as deas-eo

9idrocarEuros

3as dulce

AEsor$edor

)nyeccindeantiespu&

ante

Bo&Ea decirculacin

Bo&EaBooster

Bo&Ea deReuPo 6aQe

upater

,nfriadorde a&ina

Condensad

or deReuPo

0eparadorde salida

0urfaceTanQ

Acu&ulador dereuPo

)nyeccin

de

antiespu&ante

7iltro

7iltro

Re-er$idor

Recuperador de 6,A

)nterca&Eiador dea&ina

rico?poEre

0T)22

3asseco

!iagrama de 7ujo de unsistema de endul-amiento con

amina


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0eparador de 3asH2#quidos 7iltroCoalesedor

Elimina lquidos y slidos que puedenafectar la operacin de la planta'Hidrocarburos iquido

(espumamiento)2guas Saladas (espumamiento ycorrosin)

Sullo de Hierro (espumamiento)Gumicos para tratar 4o-os de :as(espumamiento y corrosin)

2ceites de compresores


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Contactora:

9orre donde los gases cidos (H*S y;o #D*) sonremovidos del gas natural por la amina (/!E2)'

as torres utili-an platos' 4ueden ser de lossiguientes tipos

4ueden ser de uno, dos, tres o cuatro pases

4ueden tener abertura ajustables o jadas

4ueden ser de lvulas, #apas o 4latos

as cadas pueden ser al lado de los platos a alcentro de los platos

4ueden tener una o mltiples puntos de adicin deamina


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Tanque de 7las-eo

Es utili-ado para 7as&ear &idrocarburos que estndisueltos en la solucin de amina' os &idrocarburosproducidos se usan como combustible o se manda aquemar'

$ormalmente opera a ?A psig o menos cuando la presinde la contactora es arriba de +DDD psig

4uede tener una contactora de amina en el 7ujo de gaspara remover a H*S de los &idrocarburos 7as&eados(4uede resultar altas perdidas de amina)

$ormalmente se locali-a entre el contactor y elintercambiador de amina rica;pobre

4uede ser de *8fases (gas8amina) o 18fases (gas8H#liquido8amina)


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)nterca&Eiador de Calor A&ina RicaH5oEre

Ieduce la temperatura de la amina pobre saliendo de la

Iegeneradora y aumenta la temperatura de la amina ricaentrando a la Iegeneradora'

8 $ormalmente es de tubo;carcasa pero intercambiadores detubo;platos tambi%n son utili-ados'

- 2mina rica pasa por los tubos y la amina pobre por la carcasa'

E+ dise5o debe minimi-ar el 7as&eo de gases cidos (carcasa ja

de presin lo ms cerca posible a la regeneradora)' os requerimientos de la re&ervidora ser AD@ ms alto si no se

dise5a as'

Fn problema comn es la corrosin;erosin

Es causado por la liberacin de gases cidos a la salida de la

amina rica' El potencial de corrosin se aumenta cuando la carga de los gases

cidos se aumenta por una reduccin en el 7ujo de amina o en laconcentracin de amina'

Es importante mantener suciente 7ujo de amina y presin para

mantener una fase en el 7ujo'


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RegeneradoraHRe-er$idora

Iegenera la solucin de amina por la adicin de calor para. aumentar la temperatura de la amina rica entrando a la regeneradora'

#alor sensible'

#alor es necesario para cambiar la reaccin y remover el H*S y;o #D*

de la solucin' #alor de reaccin'

#alor es necesario para mantener el radio de re7ujo en la partesuperior de la regeneradora' #alor de vapori-acin'

=D8=A@ de los gases cidos son removidos de la solucin en laregeneradora'

El residual es removido en la re&ervidora'

El punto de &ervir de la solucin depende solamente de lacomposicin de la amina, la concentracin de amina y la presin quese mantiene en la regeneradora;re&ervidora'

Fn incremento de presin a una temperatura constante resulta entemperaturas ms altas pero produce menos vapor por el incrementode la demanda de calor sensible'


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ReuPo

a funcin del condensador de gases cidos es paracondensar y enfriar el agua de vapor a lquido'

os gases cidos y el agua se separan en el tanque de

re7ujo' El agua regresa a la parte superior de la regeneradora como

re7ujo' '

a ra-n del re7ujo es para minimi-ar la concentracin deamina en la parte superior de la regeneradora'

$ormalmente &ay de + a +'A @ amina en el re7ujo

El Iadio de Ie7ujo se dene. mol agua ; mol gases cidossaliendo de la regeneradora antes del condensador'


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7iltros Sirven para remover contaminantes qumicos como jabones,

mol%culas grandes de &idrocarburos, y productos de degradacin'

iltros /ecnicos Son usados para remover partculas (tierra, productos de

corrosin, sulfato de &ierro, etc') que puede causar espumacin,corrosin, y gas dulce fuera de especicacin

4ueden ser de cartuc&os, bolsas, o de tipo pre8cubiertos

Son disponibles en rangos de +8+DD micrones' os elementos son cambiados basados en la diferencial de

presin'

4ueden tratar todo el 7ujo de amina o una parte del 7ujo' Sepueden usar con amina pobre o rico (normalmente se usan para

amina rica)' Se pueden usar antes y;o despu%s del ltro de carbn'


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,nfriador de A&ina 5oEre

Enfra la amina pobre delintercambiador a la temperaturaapropiada para uso en el

contactor' as condiciones ambientales

determinan que temperaturas se

pueden lograr con la amina pobre'


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7iltro de CarEn

9iene que ser carbn activado $ormalmente trata una parte del 7ujo de amina

rica'

Es usado para remover &idrocarburos, productos

de degradacin de aminas, algunas salestermoestables y &ierro'

9ambi%n sirve como un ltro mecnico'

4uede reducir la corrosividad de la solucin de

amina Es recomendado para cualquier uso de amina'


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Tanque 0urge

!ebe ser lo suciente grande para mantener el7ujo a las bombas durante problemas con elsistema'

$ormalmente es un tanque dealmacenamiento tipo 24J'

6peracin 2lmacenamiento de amina de adicin'

a concentracin de 2mina normalmente es de=='= @ 4eso'

$ormalmente tiene una purga de nitrgeno o gasnatural para prevenir el contacto con o"igeno'


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