Michell - Mediciones Dewpoint

MEDICIONES DE PUNTO DE ROCÍO EN GAS NATURALMEDICIONES DE PUNTO DE ROCÍO EN GAS NATURAL

MEDICIONES DE PUNTO DE ROCÍO EN GAS NATURALEN GAS NATURAL

Andy BentonAndy Benton

consultor técnico ‐ [email protected]

Walter Segoviaagente de venta – Bolivia

[email protected]

AGENDA DE PRESENTACIÓN


AGENDA DE PRESENTACIÓN

• ¿qué es el punto de rocío de HC y agua?¿qué es el punto de rocío de HC y agua?• ¿porqué es importante controlar y medir el dewpoint en gas natural?dewpoint en gas natural?

• ¿cómo se puede medir el dewpoint HC?– Higrómetro manual y visual por espejo enfriadoHigrómetro manual y visual por espejo enfriado– Cálculo de ecuación de estado por GC– Higrómetro en línea, directo, por condensaciónHigrómetro en línea, directo, por condensaciónóptical

• Principios de medición de dewopint de aguap p g

FÁBRICA MICHELL EN ELY RRUU


FÁBRICA MICHELL EN ELY, RRUU

Dewpoint Humedad y OxígenoDewpoint, Humedad y Oxígeno

RED GLOBAL DE VENTAS Y SERVICIOS


RED GLOBAL DE VENTAS Y SERVICIOS

¿QUÉ ES EL DEWPOINT HC?


¿QUÉ ES EL DEWPOINT HC?ISO 14532:2005 define al HCDP como "La temperatura por encima de la cual

no ocurre ninguna condensación de hidrocarburo detectable a una presión g pespecificada"

API 14.1: "Temperatura en la cual los condensados de hidrocarburos comienzan primero a formar un

Envolvente de Fases Típica de l d d l comienzan primero a formar un

depósito visible de gotas en la superficie, cuando el gas se enfría a una presión constante"

Gas Natural de Europa del Norte

a una presión constante

PLANTA DE REDUCCIÓN DE HCDP &WDP


PLANTA DE REDUCCIÓN DE HCDP & WDP

Después de la extracción del campo gasífero, el gas natural se procesa paranatural se procesa para retirar el agua y los hidrocarburos pesados, antes de su transmisión por las redes de gasoductos. Este diagrama muestra una planta típica para el retiro de vapor de agua e hidrocarburos pesadospesados.


¿PORQUÉ ES IMPORTANTE¿ QCONTROLAR Y MEDIR

EL DEWPOINT EN GAS NATURAL?EL DEWPOINT EN GAS NATURAL?

TEMAS COMERCIALES


TEMAS COMERCIALES

• Parámetros de calidad de gas de dewpoint HC yParámetros de calidad de gas de dewpoint HC y agua especificados en los contractos de venta, y acordados entre el vendedor y comprador.y p

• Especificaciones típicas para transmisión de gas:• Especificaciones típicas para transmisión de gas:– Dewpoint HC menor que ‐2°C a 27 barg (EASEE‐gas)

– Dewpoint H2O menor que ‐8°C a presión de línea– Dewpoint H2O menor que ‐8 C a presión de línea (EASEE‐gas)

– Dewpoint HC menor a 32°F a 640 psig (export. al Brasil)p p g ( p )

CALIDAD DE GAS APROBADO POR EASEE


CALIDAD DE GAS APROBADO POR EASEE‐gas

• EASEE‐gas: Asociación Europea para la Eficiencia del Intercambio Energético• Busca armonizar las prácticas de los negocios en la industria gasífera

Al d d d 80 d f i di d E• Alrededor de 80 puntos de transferencia custodia en toda Europa

TEMAS TÉCNICOS


TEMAS TÉCNICOS

• Parámetros de calidad de gas de dewpoint HC yParámetros de calidad de gas de dewpoint HC y agua especificados en los contractos de venta, y acordados entre el vendedor y comprador.y p

• Especificaciones típicas para transmisión de gas:• Especificaciones típicas para transmisión de gas:– Dewpoint HC menor que ‐2°C a 27 barg (EASEE‐gas)

– Dewpoint H2O menor que ‐8°C a presión de línea– Dewpoint H2O menor que ‐8 C a presión de línea (EASEE‐gas)

– Dewpoint HC menor a 32°F a 640 psig (export. al Brasil)p p g ( p )

TEMAS TÉCNICOS


TEMAS TÉCNICOS

La medición del dewpoint HC y agua es importante a ed c ó de de po t C y agua es po ta tepara:

• Prevenir hidratos y condensados ‐ Formaciones de ycristales sólidos y líquidos que limitan los gasoductos y dañan los compresores y válvulas.

• Limitar la corrosión de las líneas ‐ El agua exceso lleva a fugas y fatiga del caño.L i i t d l t i t• Lograr requerimientos de supercalentamiento ‐Especificaciones de gas combustible para plantas termoeléctricas de turbina a gastermoeléctricas de turbina a gas

FORMACIÓN DE HIDRATOS


FORMACIÓN DE HIDRATOS

DAÑOS AL COMPRESOR


DAÑOS AL COMPRESORIMPACTO DE LOS LÍQUIDOS

APLICACIONES DE DEWPOINT HC



P i R d ió d l D i HCProcesamiento para Reducción del Dewpoint HC



APLICACIONES DE DEWPOINT HCMedición de Calidad de Gas en PuntosMedición de Calidad de Gas en Puntos

de Transferencia de Custodia



APLICACIONES DE DEWPOINT HCContratos de Provisión Trans e Inter‐Continentales ‐Contratos de Provisión Trans e Inter Continentales

Interconexiones de Gasoducto

• Desregulación del mercado

• Introducción de prácticas pcompetitivas en la provisión y minoreo del gas

INTERCONEXIONES EUROPEAS


INTERCONEXIONES EUROPEAS


RED NORTEAMERICANA DE GASODUCTOS, 2009

Ó


DISTRIBUCIÓN NACIONAL DEL GAS EN BRASIL



APLICACIONES DE DEWPOINT HCAlmacenamiento y Comercio del Gas

El almacenamiento subterráneo facilita la provisión de demanda transitoria

Almacenamiento y Comercio del Gas



APLICACIONES DE DEWPOINT HCGeneración Eléctrica

• Evita líquidos en línea de gas caliente

Generación Eléctrica por Turbina a Gas

• Los líquidos HC se encienden a temperatura baja, se queman a temperatura de llama alta con mayor longitud de llama

• Evitar retroceso de llama (flashback)Evitar retroceso de llama (flashback)

• Los fabricantes de turbina estipulan 20 a 30°C de supercalentamiento en gas combustible para plantas bajas en NOx

• La medición del dewpoint facilita el control de los calentadores de gas combustible

• Retorno de inversión por cargas parasíticas reducidasreducidas


Ó¿CÓMO SE PUEDE MEDIR EL DEWPOINT DE HC?

MÉTODOS DE MEDICIÓN DEL HCDPMÉTODOS DE MEDICIÓN DEL HCDP


MÉTODOS DE MEDICIÓN DEL HCDPMÉTODOS DE MEDICIÓN DEL HCDP1. Método Manual y yVisual de Punto de Rocío ‐ Higrómetro

2 Método de2. Método de Ecuación de Estado por Análisis Composicional

3. Método Automático deAutomático de Condensación Óptica

INSTRUMENTO MANUAL DE DEWPOINTINSTRUMENTO MANUAL DE DEWPOINT



Tipo Bureau of MinesTipo Bureau of Mines, Método ASTM/API

IMÁGEN DEL ESPEJO PARA CONDENSADOS PUROSIMÁGEN DEL ESPEJO PARA CONDENSADOS PUROS


IMÁGEN DEL ESPEJO PARA CONDENSADOS PUROSIMÁGEN DEL ESPEJO PARA CONDENSADOS PUROS




PRO CONTRAPRO

+ Técnica de medición tradicional y de

CO‐ Sólo chequeos de rutina periódicostradicional y de

mayor uso

+ Estándar de facto

p‐ Subjetivo, medición dependiente del

+ Estándar de facto para la medición del dewpoint HC

operador, de sensibilidad y repetitividad variabledewpoint HC

+ Bajo capital de inversión (12K USD)

repetitividad variable‐ Trabajoso, por tanto alto costo operativoinversión (12K USD) alto costo operativo

MÉTODO DE ECUACIÓN DE ESTADO POR ANÁLISIS DE GCMÉTODO DE ECUACIÓN DE ESTADO POR ANÁLISIS DE GC



• Los GC calculan el Poder Calorífico (BTU)

• La transferencia de custodia está basada en BTU y por tanto hay unabasada en BTU y por tanto hay una gran base instalada

• Las unidades de campo son C6+ y pocas C9+pocas C9+

• Las Ecuaciones de Estado (EOS) puede otorgar un dewpoint HC l l d PERO l ibilid d d lcalculado PERO la sensibilidad del

análisis gobierna la precisión de los resultados

Más de 104 Más de 104 °°F de diferencia en HCDPF de diferencia en HCDPMEDICIONES DE PUNTO DE ROCÍO EN GAS NATURALMEDICIONES DE PUNTO DE ROCÍO EN GAS NATURAL

a partir de C6+ hasta C14 en muestras del mismo gasa partir de C6+ hasta C14 en muestras del mismo gas




ISO 23874 (2006): Gas Natural ‐ Requerimientos de Cromatografía G Cál l d P t d R í d Hid bGaseosa para Cálculo de Punto de Rocío de Hidrocarburo

• "Ser capaz de medir los alcanos incluyendo hasta el dodecano"

• "Ser capaz de medir alcanos individuales hasta una concentración de 0.000 000 1 (0.1 ppm(mol))"

• "distinguir y medir el benceno, tolueno, ciclohexano y metilciclohexano como componentes individuales"

• "medir todos los hidrocarburos en el rango C5 al C12”




PRO CONTRA+ Potencial de combinar un

número de parámetros cualitativos/fiscales de medición de gas en un

‐ La exactitud es dependiente del uso correcto de los gases patrones de referenciaMétodo indirecto de determinar elmedición de gas en un

mismo analizador+ Los componentes que

contribuyen a un nivel de

‐ Método indirecto de determinar el HCDP

‐ El límite de sensibilidad de análisis puede llevar a gruesos errores en

dewpoint alto se pueden identificar y ayudar a determinar la razón/fuente

+ Posibilidad de proveer una

puede llevar a gruesos errores en HCDP

‐ Personal calificado para mantener el desempeño adecuado

+ Posibilidad de proveer una curva envolvente teórica de fase

‐ Alto costo inicial (~70K) y operativo (~20K/año), más costos de instalación y personal

HIGRÓMETRO AUTOMÁTICO DE CONDENSACIÓN ÓPTICAHIGRÓMETRO AUTOMÁTICO DE CONDENSACIÓN ÓPTICA



• Es posible automatizar el principio de medición por condensación óptica para facilitar la medición en línea del punto de rocío de hid b d iblhidrocarburo que sea reproducible, libre de sesgo y desvíos del operador

• En el caso de Michell, esto se logra con el Analizador de Dewpoint HC C d II tili l té iCondumax II, que utiliza la ténicapatentada de detección conocida como el Principio DarkSpot™

PRINCIPIO DE OPERACIÓN DEL ESPEJO ENFRIADOPRINCIPIO DE OPERACIÓN DEL ESPEJO ENFRIADO


PRINCIPIO DE OPERACIÓN DEL ESPEJO ENFRIADOPRINCIPIO DE OPERACIÓN DEL ESPEJO ENFRIADO




El HCDP es una imagenEl HCDP es una imagen distinta que el WDP en un Espejo Enfriadoun Espejo Enfriado

L T ió S fi i l• La Tensión Superficial es:– Alta para el Agua

– Baja para los Hidrocarburos

¿SE UTILIZAN SUPERFICIES DE DETECCIÓN ÓPTICA?¿SE UTILIZAN SUPERFICIES DE DETECCIÓN ÓPTICA?


¿SE UTILIZAN SUPERFICIES DE DETECCIÓN ÓPTICA?¿SE UTILIZAN SUPERFICIES DE DETECCIÓN ÓPTICA?

• Los sensores para WDP son • Los sensores de HCDP deben pespejos ser rugosos

• El HCDP de hecho forma una superficie reflectivasuperficie reflectiva


• Sensibilidad excelente para el dewpoint de HC

• Superficie grabada con depresión cónica• Superficie grabada con depresión cónica

CICLOS DE MEDICIÓN TÍPICOS DE 10 MINCICLOS DE MEDICIÓN TÍPICOS DE 10 MIN


CICLOS DE MEDICIÓN TÍPICOS DE 10 MIN.CICLOS DE MEDICIÓN TÍPICOS DE 10 MIN.

CONDUMAX IICONDUMAX II A li dA li d dd P tP t dd R íR í C bi dC bi d


CONDUMAX II, CONDUMAX II, AnalizadorAnalizador de de PuntoPunto de de RocíoRocío CombinadoCombinado

• Sistema Automático

• Medición del HCDP por DarkSpot™DarkSpot

• Sensor Cerámico para Humedad (WDP opcional)

• Aprobación EEx d ATEX

• Rutinas de verificación, bajo i imantenimiento




CELDA DEL SENSOR DESPIEZADOCELDA DEL SENSOR DESPIEZADO


CELDA DEL SENSOR DESPIEZADOCELDA DEL SENSOR DESPIEZADO




• Sistema de Medición Autónomo

• Exactitud de HCDP 0 9°F /• Exactitud de HCDP 0.9 F / 0.5°C

• Operación por Pantalla Táctil

• Comunicaciones RTU Modbus

2 S lid 4 20 A• 2 Salidas 4‐20mA

• Controles ActiveX para integración a plantaintegración a planta

CONDUMAX II RANGO DE MEDICIÓNCONDUMAX II RANGO DE MEDICIÓN


CONDUMAX II, RANGO DE MEDICIÓNCONDUMAX II, RANGO DE MEDICIÓN

CONDUMAX IICONDUMAX II Si li id dSi li id d


CONDUMAX II, CONDUMAX II, SimplicidadSimplicidad

LA INSTALACIÓN ES SIMPLE

• Totalmente para Áreas Peligrosas

• Instalación Directa en Campo

ól i /• Sólo requiere 90‐264VAC, 50/60Hz, 250Watt

• No requiere Gas de Enfriamiento

• Enfriador Peltier Hermético No Requiere Gas de• Enfriador Peltier Hermético ‐ No Requiere Gas de Purga

INSTALACIÓN TÍPICA EN CAMPOINSTALACIÓN TÍPICA EN CAMPO


INSTALACIÓN TÍPICA EN CAMPOINSTALACIÓN TÍPICA EN CAMPO

• Cerca del Punto de Muestreo

• La Toma en la superior del tubo

T bi d t• Tubing de muestra electrocalentado y aislado

• Un techo sobre el instrumento oUn techo sobre el instrumento o en interiores

CONDUMAX II TRANSPORTABLECONDUMAX II TRANSPORTABLE


CONDUMAX II TRANSPORTABLECONDUMAX II TRANSPORTABLE

• Transportable, para chequeos en muchos puntos

• 45 Kg con seis agarraderas• 45 Kg, con seis agarraderas

• Con mangueras de alta presión para el muestreo

ANALIZADOR AUTOMÁTICO DE HCDP Y WDPANALIZADOR AUTOMÁTICO DE HCDP Y WDP


ANALIZADOR AUTOMÁTICO DE HCDP Y WDPANALIZADOR AUTOMÁTICO DE HCDP Y WDP

PRO CONTRA+ Medición objetiva, directa y fundamental con alta sensibilidad y repetitividad

+ Operación independiente

CONTRA‐ Inversión inicial significativa

(80‐85K USD) pero bajos costos operativos+ Operación independiente ‐

rutinas de chequeo incorporadas

+ No requiere personal especial

operativos

No requiere personal especial para manutención

+ Es como tener su especialista tomando lecturas con un hi ó l ihigrómetro manual tipo Bureau of Mines, cada 10 min todo el tiempo

CONDUMAX II DEWPOINT DE AGUACONDUMAX II DEWPOINT DE AGUA


CONDUMAX II, DEWPOINT DE AGUACONDUMAX II, DEWPOINT DE AGUA

• Medición del punto de rocío de agua

• Sensor Cerámico Michell• Sensor Cerámico Michellpara Humedad

• Transductor de presión de línea

• Exactitud ±1°C WDP

H 3000 i• Hasta 3000 psig

• Compatible con gas agrio

CONDUMAX II DEWPOINT DE AGUACONDUMAX II DEWPOINT DE AGUA


CONDUMAX II, DEWPOINT DE AGUACONDUMAX II, DEWPOINT DE AGUA

SENSOR CERÁMICO DE HUMEDADSENSOR CERÁMICO DE HUMEDAD


SENSOR CERÁMICO DE HUMEDADSENSOR CERÁMICO DE HUMEDAD

CONDUMAX IICONDUMAX II


CONDUMAX IICONDUMAX II

Tecnología de Sensor para la Industria• Sensor Cerámico para H medad• Sensor Cerámico para Humedad,

de Michell• Rango de medición: 0,001 a 30.000

ppmVppmV• Calibrado: ‐100 a +20°C WDP• Responde desde ‐130 hasta +30°C

WDP• Exactitud: 10% de la lectura• Para 3000 psig, inmune a golpes de

presión• Químicamente inerte, fuerte para

gases agrios extremos (30% H2S)2

CONDUMAX II INTEGRIDAD DE CALIBRACIÓNCONDUMAX II INTEGRIDAD DE CALIBRACIÓN


CONDUMAX II, INTEGRIDAD DE CALIBRACIÓNCONDUMAX II, INTEGRIDAD DE CALIBRACIÓN

• Laboratorio de calibración di d UKASacreditado por UKAS

• Calibración certificada y trazable a NPL (RRUU) y NISTtrazable a NPL (RRUU) y NIST (EEUU)

• Servicio de Intercambio de l b ó d h ll úCalibración de Michell, único y

económico para todos los usuarios en el mundo

* UKAS = Servicio de Acreditación del Reino Unido

G i l t ióMEDICIONES DE PUNTO DE ROCÍO EN GAS NATURALMEDICIONES DE PUNTO DE ROCÍO EN GAS NATURAL

Gracias por la atención¿preguntas…?¿p g

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