Proyecto Gran Chaco

(1)

Autor/es

N

Noommbbrrees s y y AAppeelllliiddooss CCóóddiiggo o dde e eessttuuddiiaanntteess A

ARRRROOYYO O CCOONNDDOORRI I MMAARRIIA A EEUUGGEENNIIAA.. 220011331122997700 M

MAAMMAANNI I CCOONNDDOORRI I JJHHOONNNNYY.. 220011550044220011 PPOONNCCE E FFLLOORREES S MMAAGGDDIIEEL L JJAAZZMMIINN.. 220011331155000044 R

ROOMMAAY Y AARRI I JJOOSSE E MMAARRTTIINN.. 220011220066008888

Fecha

26/05/201826/05/2018

Carrera

Carrera INGENIERIA GAS Y PETROLEO.INGENIERIA GAS Y PETROLEO.

Asignatura

Asignatura TRANSPORTE Y ALMACENAJE DE HIDROCARBUROS.TRANSPORTE Y ALMACENAJE DE HIDROCARBUROS.

Grupo

Grupo AA

Docente

Docente ING. JORGE GAMBARTEING. JORGE GAMBARTE

Periodo Académico

Periodo Académico 1\181\18

Subsede

Subsede ORUROORURO

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RESUMEN: RESUMEN:

Esta planta recuperará la energía excedente que se exporta en el gas natural a la Argentina. El Esta planta recuperará la energía excedente que se exporta en el gas natural a la Argentina. El gas rico que contiene metano, etano, propano, butano, CO2, H2O y otros compuestos que gas rico que contiene metano, etano, propano, butano, CO2, H2O y otros compuestos que proceden

proceden de de los los megacampos megacampos Sábalo, Sábalo, San San Alberto Alberto y y Margarita, Margarita, alimentarán alimentarán a a este este complejo complejo aa través del Gasoducto de Integración Juana Azurduy (GIJA).

través del Gasoducto de Integración Juana Azurduy (GIJA).

Las condiciones de la corriente de gas de alimentación a la planta son de 53 ºC y 1000 Psig. Las condiciones de la corriente de gas de alimentación a la planta son de 53 ºC y 1000 Psig. El gas natural ingresará a la planta pasando primero por unidades de Filtrado y Secado para El gas natural ingresará a la planta pasando primero por unidades de Filtrado y Secado para eliminar impurezas y agua. Luego, el gas pasa por una Unidad Criogénica (cinco columnas eliminar impurezas y agua. Luego, el gas pasa por una Unidad Criogénica (cinco columnas criogenicas) que está compuesta por dos trenes de turboexpansión, donde se enfría el gas a criogenicas) que está compuesta por dos trenes de turboexpansión, donde se enfría el gas a temperaturas muy bajas (por debajo de 0°C) para licuar los componentes pesados que luego son temperaturas muy bajas (por debajo de 0°C) para licuar los componentes pesados que luego son separados en cada una de las torres de fraccionamiento.

separados en cada una de las torres de fraccionamiento.

Posteriormente, el gas residual se comprime con turbocompresores. Una vez que la corriente Posteriormente, el gas residual se comprime con turbocompresores. Una vez que la corriente ha sido acondicionada, se vuelve a medir el producto que sale de la planta para que sea ha sido acondicionada, se vuelve a medir el producto que sale de la planta para que sea controlado fiscalmente y luego ser reinyectado a la corriente de gas al GIJA para su exportación controlado fiscalmente y luego ser reinyectado a la corriente de gas al GIJA para su exportación a Argentina.

a Argentina.

El etano contenido en la corriente de gas de alimentación es separado, pasando a la Unidad de El etano contenido en la corriente de gas de alimentación es separado, pasando a la Unidad de Fraccionamiento de Líquidos que cuenta con tres torres. En la torre deetanizadora se separa el Fraccionamiento de Líquidos que cuenta con tres torres. En la torre deetanizadora se separa el etano que posteriormente alimentará al complejo petroquímico (que se encuentra en fase de etano que posteriormente alimentará al complejo petroquímico (que se encuentra en fase de ingen

ingeniería iería conceptconceptual). ual). En la En la torre torre debutadebutanizadornizadora sea se separa separa el GLel GLP. En lP. En la torra torree deisopentanizadora se separa el isopentano de la gasolina estabilizada.

deisopentanizadora se separa el isopentano de la gasolina estabilizada.

Este complejo tendrá una capacidad de proceso de 32,19 MMmcd de gas natural para producir Este complejo tendrá una capacidad de proceso de 32,19 MMmcd de gas natural para producir 3.144 toneladas métricas diarias

3.144 toneladas métricas diarias (TMD) de etano (que (TMD) de etano (que es el insumoes el insumo principal para el principal para el proceso deproceso de industrialización de los hidrocarburos), 2.247 TMD de Gas Licuado de Petróleo (GLP), 1.044 industrialización de los hidrocarburos), 2.247 TMD de Gas Licuado de Petróleo (GLP), 1.044 barriles estándar por día (Bblsd) de isopentano y 1.658 Bblsd de

barriles estándar por día (Bblsd) de isopentano y 1.658 Bblsd de gasolina natural.gasolina natural.

El 82% de la producción de Gas Licuado de Petróleo (GLP), se destinará a mercados externos El 82% de la producción de Gas Licuado de Petróleo (GLP), se destinará a mercados externos y el restante 18% al mercado interno.

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ABSTRACT: ABSTRACT:

This plant will recover the surplus energy that is exported in natural gas to Argentina. The rich

gas contains methane, ethane, propane, butane, CO2, H2O and other compounds that come from

the Sábalo, San Alberto and Margarita mega-fields, will feed this complex through the Juana

Azurduy Integration Pipeline (GIJA).

The conditions of the feed gas flow to the plant are 53 ºC and 1000 Psig. The natural gas will

enter the plant, passing first through the Filtering and Drying units to eliminate impurities and

water. Then, the gas goes through a cryogenic unit that is composed of two turboexpansion

trains, where the gas is cooled to very low temperatures (below 0 ° C) for the liquefied of the

heavy components that are then separated each of the fractionation towers.

Subsequently, the waste gas is compressed with turbochargers. Once the current has been

conditioned, the product sold by

conditioned, the product sold by the plant is re-measured so that thethe plant is re-measured so that the sea is fiscally controlled sea is fiscally controlled andand

then reinjected into the gas stream in the GIJA for export to Argentina.

The current state in the gas stream of the feed is separated, moving to the Liquid Fractionation

Unit that has

Unit that has three towers. The three towers. The ethane is separated iethane is separated inn the deethanizing tothe deethanizing tower, which later wer, which later feedsfeeds

the petrochemical complex (which is in the conceptual engineering phase). In the debugging

tower the LPG is separated. In the deisopentanizer tower, the isopentane is separated from the

stabilized gasoline.

This complex has a processing capacity of 32.19 MMmcd of natural gas to produce 3.144 metric

tons per day (TMD) of ethane, 2.247 TMD of Liquefied Petroleum Gas (LPG), 1.044 standard

barrels per day (Bblsd) of isopentane and 1.658

barrels per day (Bblsd) of isopentane and 1.658 Bblsd natural gasoline.Bblsd natural gasoline.

82% of the production of liquefied petroleum gas (LPG) will be destined to external markets and

the remaining 18% to the domestic market.

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TABLA DE CONTENIDOS TABLA DE CONTENIDOS LISTA DE TABLAS ... LISTA DE TABLAS ... 55 LISTA DE FIGURAS LISTA DE FIGURAS... 6 6 INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓN ... 7 7 CAPÍTULO 1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA... 10 CAPÍTULO 1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA... 10

1.1.

1.1. FORMULFORMULACIÓN ACIÓN DEL DEL PROBLEPROBLEMAMA ... 1010 1.2.

1.2. OBJETIOBJETIVOSVOS ... 1010 1.3.

1.3. JUSTIFIJUSTIFICACIÓN...CACIÓN... 1010 CAPÍTULO 2.

CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICOMARCO TEÓRICO... ... 1111 2.1

2.1 UBICACUBICACIÓN Y LOCAIÓN Y LOCALIZACIOLIZACION DE PLAN DE PLANTA...NTA... ... 1111 2.2

2.2 FUNCIOFUNCIONES DNES DE LA E LA PLANTA...PLANTA... 1212 2.3

2.3 PROCEPROCESO ...SO ... 1414 2.3.1.E

2.3.1.ENTRADA DE PLANNTRADA DE PLANTA UNIDAD DE FILTRATA UNIDAD DE FILTRADO Y DESHIDRADO Y DESHIDRATACIÓN TACIÓN ... 1515 2.3.2. SISTEMA

2.3.2. SISTEMA DE DE REGENERACIÓN REGENERACIÓN DE DE DESHIDRATADORESDESHIDRATADORES... 1515 2.4

2.4 UNIDADUNIDADES CES CRIOGÉRIOGÉNICAS...NICAS... 16 16 2.5

2.5 FRACCIFRACCIONAMIEONAMIENTONTO ... 17 .. 17 2.6

2.6 UNIDAD UNIDAD DE DE COMPRESICOMPRESIÓN ÓN DE DE GAS GAS RESIDUARESIDUALL ... 1818 2.7

2.7 SALIDA SALIDA DE PLADE PLANTANTA ... 1919 2.8

2.8 RENDIMRENDIMIENTO IENTO DE PDE PLANTA...LANTA... 2020 2.9

2.9 SITUACISITUACIÓN ACTÓN ACTUAL DE UAL DE LA PLALA PLANTA .NTA ... 2121 2.10

2.10 CAPACIDAD CAPACIDAD DE DE LA LA PLANTA PLANTA SEPARADORA...SEPARADORA... ... 2222 2.11

2.11 DESTILADESTILACIONCION ... 2424 2.12

2.12 CAPACICAPACIDAD DE DAD DE LA PLANTLA PLANTA SEPARA SEPARADORA ADORA DE LÍQUDE LÍQUIDOS GRIDOS GRAN CHACAN CHACOO ... 26 26 2.13

2.13 DESCRIPCIÓN DEL DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE PROCESO DE FRACCIONAMIENTO DEL FRACCIONAMIENTO DEL GAS NATURAL GAS NATURAL 3535 CAPÍTULO

CAPÍTULO 3. 3. MÉTODOMÉTODO... 37 37 3.1

3.1 TIPO DTIPO DE INVEE INVESTIGACIÓSTIGACIÓN...N... 37 37 3.3

3.3 TÉCNICATÉCNICAS S DE DE INVESTINVESTIGACIÓIGACIÓNN ... 37 37 3.4

3.4 CRONOGCRONOGRAMA RAMA DE DE ACTIVIDACTIVIDADES ADES POR POR REALIZAR...REALIZAR... 37 37 CAPÍTULO

CAPÍTULO 4. 4. RESULTADOS RESULTADOS Y Y DISCUSIÓNDISCUSIÓN ... 3838 CAPÍTULO 5. CONCLUSIONES ... 39 CAPÍTULO 5. CONCLUSIONES ... 39 REFERENCIAS

REFERENCIAS ... 40... 40

*********EJEMPLOS Y BASES PARA LA ELABORACIÓN DE TRABAJOS****** *********EJEMPLOS Y BASES PARA LA ELABORACIÓN DE TRABAJOS******

********Este documento

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LISTA DE TABLAS

TABLA 1. RENDIMIENTO... 20 TABLA 2. CAPACIDAD DE LA PLANTA GRAN CHACO ... 22

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1. UBICACIÓN RELATIVA DE LA PSLGCH ... 11

Figura 2. PLANTA SEPARADORA DE LÍQUIDOS GRAN CHACO... 13

Figura 3. PLANTAS PETROQUIMICAS ... 14

Figura 4. PROCESO DE DESTILACIÓN MEDIANTE RETORTA... 25

Figura 5. BALAS DE ALMACENAMIENTO DE LGN ... 26

Figura 6. BOMBAS DE ALIMENTACIÓN ... 26

Figura 7. INTERCAMBIADORES DE CALOR ... 27

Figura 8. TREN DE FRACCIONAMIENTO... 27

Figura 9. TORRE DESPROPANIZADORA ... 28

Figura 10. TORRE DESBUTANIZADORA... 29

Figura 11. TORRE SEPARADORA DE BUTANOS ... 29

Figura 12. TORRE FRACCIONADORA DE GASOLINA ... 30

Figura 13. CONDENSADORES AÉREOS... 30

Figura 14. ACUMULADORES DE REFLUJO... 31

Figura 15. BOMBAS DE REFLUJO... 32

Figura 16. REHERVIDORES... 32

Figura 17. TERMOSIFÓN HORIZONTAL ... 33

Figura 18. MECHERO DE SERVICIOS ... 33

Figura 19. TANQUES REFRIGERADOS DE ALMACENAMIENTO ... 34

Figura 20. TANQUES NO REFRIGERADOS DE ALMACENAMIENTO ... 34

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INTRODUCCIÓN

La Planta de Extracción de Licuables Gran Chaco procesa una corriente de gas natural, proveniente de tres plantas de ajuste de punto de rocío (Sábalo, San Alberto y Margarita), para obtener los siguientes productos:

 Gas Residual  Etano

 Gas Licuado de Petróleo (Propano + Butano)  Isopentano

 Gasolina Estabilizada

La planta puede operar en dos modos, Recuperación de etano y Rechazo de etano, siendo los caudales de entrada a la Unidad variables dependiendo del caso (1137 MMSCFD para caso 1A Recuperación etano 95% y 1047 MMSCFD para caso 2A Rechazo de etano), siendo siempre el caudal de gas residual producido de 978 MMSCFD. El gas de alimentación proveniente del Gasoducto de Integración Juana Azurduy (GIJA), ingresa a la planta y después de medir su caudal en el Puente de Medición de Gas de Entrada, la corriente es conducida hacia la Unidad de Filtración y Deshidratación. El gas comienza atravesando el Filtro Coalescedor F-101 y posteriormente ingresa a los Deshidratadores V-102 A/B/C/D reduciendo el contenido de agua, de acuerdo a los requerimientos de los equipos criogénicos. Finalmente es conducido hacia los Filtros de Polvo F-102 A/B para luego pasar a las Unidades Criogénicas.

Existen dos unidades Criogénicas, compuestas por un tren turboexpansión (1-K-101/X-101 y 2-K-(1-K-101/X-101) que operan de acuerdo al proceso RSV (Recycle Split

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C-101), obteniéndose una corriente de Gas Residual por el tope que luego de ser comprimida es reinyectada al gasoducto.

Los líquidos obtenidos por el fondo de las torres demetanizadoras1- C-101 y 2-C-101 pasan a la zona de Fraccionamiento donde son separados. El etano contenido en la corriente de gas de alimentación es licuado cuando la planta opera en modo Recuperación de Etano, o permanece en la corriente de gas residual cuando la planta opera en modo Rechazo de Etano.

La zona de Fraccionamiento de Líquidos cuenta con tres secciones diferenciadas:

 Deetanizadora C-301: cuando la Planta opera en modo Recuperación de Etano. Dicho

producto será enviado hacia una Planta Petroquímica futura a través de un ducto. Cuando la Planta opera en modo Rechazo de Etano, esta torre permanece fuera de servicio.

 Torre Debutanizadora C-302: esta torre es alimentada con los líquidos de fondo de las

torres Demetanizadoras 1-C-101 y 2-C-101, o con los líquidos de fondo de la torre Deetanizadora C-301, de acuerdo al modo de operación de la planta. Se obtiene GLP por el tope, que puede almacenarse en esferas y enviarse o bien a cargaderos de

camiones o a ducto de exportación.

 Torre Deisopentanizadora C-303: esta torre es alimentada con los líquidos de fondo

de la torre Debutanizadora C-302. Se produce Isopentano por el tope y Gasolina Estabilizada por el fondo. El isopentano se almacena en esferas mientras que la gasolina en tanques API (650).

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Ambos productos se envían a cargaderos de camión o a ducto de exportación (común) La Unidad de Compresión de Gas Residual está compuesta por cuatro trenes (K-201 A/B/C/D) que operan en paralelo, comprimiendo el gas residual que abandona la Unidad Criogénica. Posteriormente la corriente es enfriada en los Aeroenfriadores de Gas Residual A-202 A/B/C/D y luego es conducida a través de los Filtros Coalescentes de Gas Residual F-201 A/B. Una vez que la corriente ha sido acondicionada, se mide el caudal en el Puente de Medición de Gas de Salida y finalmente es reinyectada en el Gasoducto GIJA.

La planta dispone de un bypass que garantice el suministro continuo de gas natural a gasoducto en caso de parada parcial o total de la misma, mientras no se requiera de recompresión adicional. Este bypass será operado por la planta y es independiente del bypass que el operador del GIJA implementará sobre el mismo.

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CAPÍTULO 1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.1. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

Se podrá describir los procesos del tren de fraccionamiento de liquidos de la Planta separadora de liquidos Gran Chaco.

1.2. OBJETIVOS

1.2.1 OBJETIVO GENERAL

Describir características técnicas de la Planta Separadora de liquidos Gran Chaco 1.2.2. OBJETIVO ESPECÍFICO

- Recopilar información de la Planta Gran Chaco. - Conocer las partes de la Torre de Separación. - Describir los procesos de separación del NLG.

- Realizar una pequeña simulación en ASPEN HYSYS. - Determinar capacidades de procesamiento.

1.3. JUSTIFICACIÓN

Debido a que no existe mucha información de las características técnicas y operación de la planta vemos necesario realizar una referencia del mismo ya que se exporta compuestos a los que

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CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO

2.1. UBICACIÓN Y LOCALIZACIÓN DE PLANTA

La Planta de Separación de Líquidos de Gran Chaco (PSLGCH), se encuentra en el Departamento de Tarija, Provincia Gran Chaco, localidad de Yacuiba tiene una superficie de construcción de 74,5 Hectáreas.

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2.2. FUNCIONES DE LA PLANTA

La Planta de Separación de Líquidos Gran Chaco tendrá tres funciones fundamentales:

 La extracción de líquidos del gas natural.

 Generar excedentes de Gas Licuado de Petróleo (GLP).

 Exportar y dotar de materia prima para el complejo petroquímico.

La Planta de Extracción de Licuables Gran Chaco procesa una corriente de gas natural, proveniente de tres plantas de ajuste de punto de rocío (Sábalo, San Alberto y Margarita), para obtener los siguientes productos:

 Gas Residual  Etano

 Gas Licuado de Petróleo (Propano + Butano)  Isopentano

 Gasolina Estabilizada

La PlantadeSe par acióndeLíquidosGran Chaco tieneel objetivode

dar valor agregado al gas natural, asegurar el abastecimiento del mer cadointer no con Gas Licuado de Petr óleo y destinar los excedentes para la exportación.

Asimismo, generar Ingr eso de mayores divisas para el país con su ex por tación e

insumos, como Etanoy Propano, con destino a laPetr oquímica.

HISTORIA

La planta Gran Chaco es una de las inversiones que cambia la historia de Bolivia. El hecho fundamental de esa planta es que vamos a cambiar a Bolivia en su modelo primario exportador para convertirnos en un país industrializado y con capacidad de exportar materias primas con

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El inicio de operaciones comerciales de esta planta considerada la tercera con mayor capacidad de producción en Sudamerica , marcara un hito en la historia de Hidrocarburos en el país , tomando en cuenta que consolidara a Bolivia como exportador de Gas Licuado de Petroleo ( GLP ).

Gran Chaco es la tercera planta más grande a nivel de Latinoamerica y fue diseñada para convertir a Bolivia en exportador neto de gas licuado de petróleo. asimismo, proveerá insumos básicos para la planta en estudio de polipropileno, que estará en Tarija.

Construida en más de 74 hectareas, Gran Chaco puede procesar 32,2 millones de metros cúbicos por dia (MMmcd ) de gas, para producir 2.247 toneladas métricas dia de GLP y 3.144 toneladas

métricas dia de etano , además de 1.044 barriles de isopentano y 1.658 barriles diarios de gasolina.

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2.3. PROCESO

En esta planta se recupera el poder calorífico (excedente) del gas natural que se exporta a Argentina. Ese gas rico que contiene metano, propano, butano, dióxido de carbono (CO2), agua (H2O) y otros compuestos provenientes de mega campos Sábalo, San Alberto y Margarita; alimentara el complejo atreves del gaseoducto de integración Juana Azurduy (GIJA). El gas natural ingresa a la planta pasando primero por unidades de filtrado y secado para eliminar impurezas y agua. Posteriormente, el gas circula por una unidad criogénica compuesta por dos trenes de turboexpancion, donde se enfría a temperaturas muy bajas (por debajo de 0 grados centígrados) para licuar los componentes pesados que enseguida serán separados en cada una de las torres de fraccionamiento. Luego el gas residual se comprimirá con turbo-compresores. Una vez que la corriente sea acondicionada, se volverá a medir el producto que sale de la planta para que sea controlado, fiscalizado y finalmente ser reinyectado a la corriente de gas a GIJA para su exportación a territorio argentino.

G A S N A T U R A L C1 – metano – (90% vol) C2 – Etano – (5% vol) C3 – Propano – (2% C4 – Butano – (1%  Reducción de hierro  Gas a domicilio – GNV

 Consumo industrial (metanol, urea,

fertilizantes, petroquímica  Termoeléctricas ETA ETA ETIL Plantas petroquímicas amoniaco-urea-fertilizantes CRA POLIMERIZ POLIET ILENO ETEN PRO PRO CRA CRA PRO PROPIL POLIPROP BUT BUT BUTIL ENO CRA CRA POLIMERIZ BUT BUTILE POLIBUTI G 6 4

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Figura 3. Plantas Petroquimicas. 2.3.1. ENTRADA DE PLANTA

El gas proveniente del gasoducto GIJA ingresa a la planta a una presión mínima de 950 psig y a una temperatura de 95 ºF. En la línea de entrada, antes de la SDV-0010, se deriva una alimentación de fuel gas seguro hacia el Sistema de Antorcha y Gas de Sellos de los turbocompresores y turboexpander por un lado y otra línea de alimentación al Sistema de Fuel Gas, para abastecer los consumos durante las maniobras de puesta en marcha de la planta. Ambas líneas cuentan con preacondicionamiento del gas con objeto de cumplir los requerimientos de los equipos asociados.

Dado que la presión de diseño del GIJA es superior a la de planta (1135 psig), antes de la válvula de corte SDV-0010 se instalan las válvulas de seguridad PSV-0162 A/B/C/D que protegen todas las instalaciones aguas abajo así como la línea 32¨-P-001-C1 ante un cierre

inadvertido.

2.3.2. UNIDAD DE FILTRADO Y DESHIDRATACIÓN DE GAS DE ALIMENTACIÓN El propósito de esta unidad es acondicionar el gas de entrada, removiendo el agua, llevándolo a condiciones aptas para ser procesado en la Unidad Criogénica

El proceso comienza en el Filtro Coalescedor de Gas de Alimentación F-101, donde la corriente es despojada tanto de partículas sólidas como de gotas de líquido que pudieran estar presentes en el gas, para evitar el deterioro de los deshidratadores.

C5 – Pentano y superiores – (2% vol.)

Todos los pentanos y superiores son líquidos, estos líquidos son llevados a las refinerías y se mezcla con el crudo de entrada a planta para producir más gasolina, kerosene, Jet Fuel y mas diésel oil.

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La unidad cuenta con cuatro Deshidratadores V-102 A/B/C/D conectados en paralelo, de los cuales tres permanecen en operación mientras que el restante se regenera. El gas procesado fluye a través de los tamices moleculares en forma descendente.

2.3.3. SISTEMA DE REGENERACIÓN DE DESHIDRATADORES

Los tamices moleculares son regenerados utilizando una derivación del gas seco proveniente de los filtros F-102 A/B. Dicha corriente es comprimida por los compresores K-101 A/B (uno en servicio y otro en stand-by) y luego es enviada hacia el calentador E-501, asociado a los turbogeneradores de la Unidad.

Una vez desabsorbido, el lecho es enfriado con gas de regeneración frío. Las válvulas de control de temperatura del circuito de regeneración bloquean la derivación hacia el equipo E-501, mientras que habilitan totalmente el paso del gas frío a través del by-pass.

De esta manera se consigue enfriar el tamiz y luego el gas que abandona el deshidratador es enfriado en el equipo A-101 y seguidamente ingresa al separador V-103 donde se elimina cualquier líquido que pudiera haber condensado. Finalmente, la corriente gaseosa retorna al proceso y es inyectada aguas arriba del filtro F-101. Previa a la etapa de calentamiento (280ºC),

se realiza una etapa de precalentamiento (120ºC)

2.4. UNIDADES CRIOGÉNICAS

Compuesta por dos trenes equivalentes que operan en paralelo, procesando cada uno el 50% del caudal proveniente de la Unidad de Filtración y Deshidratación.

Cada tren está compuesto por los siguientes equipos:

 Turboexpansor X-102 / K-102;  Columna Demetanizadora C-101;  Separador Frío V-104;

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 Reboiler Fondo Demetanizadora E-102;  Reboiler Lateral E-103;

 Condensador Reflujo E-104;  Trim Reboiler E-105;

 Aeroenfriador A-102;

 Bomba de Alimentación Deetanizadora P-101 A/B.

2.5. FRACCIONAMIENTO

La zona de Fraccionamiento de Líquidos está formada por tres secciones, que separan sucesivamente los productos licuables provenientes de la corriente líquida de la Unidad Criogénica: ETANO; GLP; ISOPENTANO Y GASOLINA

-Recuperación de Etano

Esta sección opera cuando la Unidad Criogénica funciona en modo Recuperación de Etano, mientras que permanece fuera de servicio cuando dicha unidad opera en modo Rechazo de Etano. La misma está compuesta por los siguientes equipos:

 Columna Deetanizadora C-301;  Condensador Deetanizadora E-301;  Reboiler Deetanizadora E-302;

 Reboiler Lateral Deetanizadora E-305;  Acumulador Reflujo Deetanizadora V-302;  Bomba Reflujo Deetanizadora P-301 A/B.

La columna Deetanizadora C-301 opera a una temperatura de 44.98 ºF y a una presión de 432.5 psig en el tope, y a una temperatura de 210,7 ºF y a una presión de 442,5 psig en el fondo.

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-Sistema de Propano

El circuito de propano está en servicio cuando la planta opera en modo Recuperación de Etano. Su finalidad es generar el reflujo líquido de la columna Deetanizadora C-301. Los equipos que componen el sistema son:

 Compresor de Propano K-501 A/B/C;  Condensador de Propano A-501;  Acumulador de Propano V-502;  Subenfriador de Propano E-503;

 Separador de Succión de Compresor de Propano V-503;  Economizador de Propano V-504.

-Recuperación de GLP

Esta sección es alimentada desde el fondo de la Columna Deetanizadora C 301 cuando la Unidad Criogénica funciona en modo Recuperación de Etano, mientras que es alimentada desde el fondo de las Columnas Demetanizadoras 1-C-101 y 2-C-101, cuando dicha unidad opera en modo Rechazo de Etano. La misma está compuesta por los siguientes equipos:

 Columna Debutanizadora C-302;

 Aerocondensador Debutanizadora A-301;  Reboiler Debutanizadora E-303;

 Acumulador Reflujo Debutanizadora V-303;  Bomba Reflujo Debutanizadora P-302 A/B.

2.6. UNIDAD DE COMPRESIÓN DE GAS RESIDUAL

Esta unidad está compuesta por cuatro trenes de compresión (SIEMENS) que operan en paralelo, alimentados por la corriente de gas residual proveniente de ambos Trenes de la Unidad

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Estos trenes comprimen el gas, alcanzando las condiciones establecidas en las Bases de Diseño, para que éste pueda ser enviado al gasoducto. La unidad está compuesta por los siguientes equipos:

 Trenes de Compresión Gas Residual K-201 A/B/C/D;  Turbina Compresores Gas Residual X-201 A/B/C/D;  Aeroenfriadores Gas Residual A-202 A/B/C/D;  Filtros Coalescedores Gas Residual F-201 A/B;

2.7. SALIDA DE PLANTA

El Gas Residual proviene de la Unidad de Compresión a una temperatura de 130.8 ºF (salida A-202 ABCD y a una presión algo superior a 1000 psig. El caudal de gas entregado al gasoducto es medido en el Puente de Medición de Gas Residual, el cual cuenta con dos medidores de caudal tipo ultrasónicos (uno en servicio y otro en stand-by) compensados por presión y temperatura, una toma muestras para análisis de dew point de agua y una derivación hacia el cromatógrafo para análisis de composición del Gas Residual.

Aguas abajo del puente de medición, la corriente de gas no procesada proveniente del by-pass es empalmada con la corriente de Gas Residual, y la suma de ambas corrientes es entregada al Gasoducto GIJA.

VIDA ÚTIL

El diseño y construcción de la planta se realiza para una vida útil de 20 años. INVERSIÓN

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El costo de fiscalización por parte de TECNA de IPC de la planta de gran chaco alcanza un monto de 11.84 MM $US

La planta de Gran Chaco es financiada con recursos de crédito del Banco Central de Bolivia.

2.8. RENDIMIENTO DE PLANTA

El Contratista tendrá la responsabilidad de mantener los rendimientos establecidos durante el IPC de la PSLGCH, mediante una operación y mantenimiento responsable.

El Contratante realizara la entrega de la Planta a la Contratista, con los rendimientos alcanzados durante la prueba de rendimiento (Test de Performance), teniendo en cuenta que la planta tiene un rendimiento de sobre diseño.

De acuerdo a los Balances de Materia y Energía de Ingeniería Básica elaborados por HYTECH, los siguientes niveles de recuperación han sido establecidos de acuerdo a la siguiente tabla:

Caso 1a Caso 2a Caso 1b

Recuperación Etano Mínimo 95,0 % -Mínimo 99 % Recuperación de Propano Mínimo 99,5 % Mínimo 99,5 % Mínimo 99,5 % Recuperación de Butanos y más pesados Mínimo 99,9 % Mínimo 99,9 % Mínimo 99,9 % TABLA 1. Rendimiento.

Los valores mostrados hacen referencia a la salida del líquido producto de la demetanizadora con respecto a la entrada a la unidad criogénica (unidades molares).

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2.9. SITUACIÓN ACTUAL DE LA PLANTA

La planta se separación de líquidos del Gran Chaco está funcionando actualmente al 40 por ciento, tal como estaba previsto en función de los volúmenes de exportación a la Argentina y de a poco se incrementará el caudal de procesamiento mientras el contrato con el vecino país permanezca,vigente.

Esta información deja a un lado las dudas que se generaron luego de que en marzo del presente año los dirigentes del Comité Pro Intereses de Tarija manifestaran su preocupación por una serie de versiones que ponían en entredicho el óptimo funcionamiento de la Planta Separadora de Líquidos.

Incluso el experto en Hidrocarburos Hugo del Granado señaló que, de acuerdo a estadísticas de la Agencia nacional de Hidrocarburos (ANH), la producción de Gas Licuado de Petróleo (GLP) desde septiembre de 2015 hasta enero de 2016, ha sido de 322 T/D en promedio, cuando la planta fue diseñada para producir 2.247 T/D de GLP, es decir,que estaba operando a menos del 15% de su capacidad total.

Entre los meses de marzo y octubre de 2017, la producción de Gas Licuado de Petróleo (GLP) en la planta separadora de líquidos Gran Chaco alcanza a un 27,25 por ciento en relación a su capacidad máxima, que es de 2.200 toneladas métricas por día (TMD) debido a la falta de gas natural y mercados de exportación.

Según información procesada por la Secretaría de Energías, Minas e Hidrocarburos de la Gobernación de Santa Cruz, en base a datos de Yacimientos Petrolíferos Fiscales Bolivianos (YPFB), en septiembre la planta sólo alcanzó una producción equivalente al 15 por ciento de su capacidad.

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2.10. CAPACIDAD DE LA PLANTA SEPARADORA DE LÍQUIDOS GRAN CHACO

Gran Chaco produjo 334.307 t de GLP, un 24% de su capacidad. La planta, una de las más grandes y en la que se invirtieron $us 700 millones, fue diseñada con capacidad para producir 2.200 toneladas métricas día de GLP.

Desde septiembre de 2015 hasta junio pasado la producción de Gas Licuado de Petróleo(GLP) en la planta separadora de líquidos de Gran Chaco "Carlos Villegas”, en Tarija, alcanzó un total de 334.307 toneladas métricas. Expertos afirman que el volumen representa sólo el 24% de su capacidad instalada. De acuerdo con la información publicada por el Ministerio de Hidrocarburo s en un suplemento titulado Chaco cuna de la industrialización, documento que fue distribuido en

Yacuiba y Villamontes, se especifica que la producción durante el inicio de operaciones de la planta, septiembre-diciembre de 2015, fue de 51.530,80 toneladas (ver gráfica).

TABLA 2. Capacidad de la Planta separadora de líquidos Gran Chaco.

Mientras que en 2016 se produjeron 171.555,7 toneladas y durante los primeros seis meses de este año 111.220,6 toneladas. Se destaca que por la venta del producto se generaron 37,6 millon es de dólares de ingresos para el país.

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La planta Gran Chaco demandó 700 millones de dólares de inversión estatal y tiene una capac idad de producción de 2.200 toneladas métricas día.

El experto Hugo del Granado sostuvo que la planta separadora Gran Chaco está diseñada par a procesar 32,19 millones de metros cúbicos día (MMmcd) de gas y producir 3.144 toneladas métricas día (TMD) de etano; 2.247 TMD de GLP; 1.044 barriles por día (BPD) de isopentano y 1.658 BPD de gasolina natural. Incluso citó que el 24 de agosto de 2015 cuando fue inaugurada l a factoría, el ministro de Hidrocarburos, Luis Alberto Sánchez, declaró que produciría un excede nte de 1.000 TMD de GLP, pero que en esta primera fase habría 15.000 toneladas por mes dispo nibles para la exportación.

Con base en esas cifras oficiales, en 2015, considerando que sólo iba a trabajar al 50% de su capacidad, debía producir 141.561 toneladas de GLP; en 2016 un total de 808.920 toneladas y a junio de este año 404.460 toneladas. "Es decir (debía procesar) un total de 1,35 millones de tone ladas de GLP. Ahora, según el Gobierno la planta produjo 334.307 toneladas en el periodo citad o, es decir que sólo trabajó en promedio al 24,6% de su capacidad de diseño”, Respecto al isopen tano también observó que con base a datos oficiales, la estatal operó al 36% y en 53% en el caso de gasolina liviana. Estos líquidos tienen que ser transportados en cisternas hasta la refinería de Santa Cruz por falta de ductos. Sobre los recursos generados, hizo notar que el ministro Sánchez anticipó que sólo en 2015 los ingresos iban a sumar 32 millones de dólares; en 2020 otros 1.144 millones de dólares y en 2025 un total de 2.579 millones de dólares.

"Sólo en 2015 debía haberse alcanzado el monto de la exportación obtenido en dos años (37,6 millones de dólares) ya que toda la producción debía destinarse a la exportación, Río Grande iba a abastecer el mercado interno” el Gobierno tendrá que explicar las razones de los desfases "tan grandes”. hasta la fecha las autoridades no se hubiesen preocupado de asegurar mercados para to da la capacidad de producción que tiene la factoría. "La planta ya es un elefante blanco porque a dos años de su inauguración no existe justificativos para su pobre desempeño, no produce etano ni propano que son las materias primas para la proyectada planta de petroquímica, sólo produce

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YPFB pretendía vender su producción a Paraguay, Uruguay, Perú, Brasil y Argentina.

De septiembre de 2015 (puesta en marcha) a junio del 2017 son 22 meses de funcionamiento. Si sumamos las exportaciones y mercado interno en volumen nos da 334.307 toneladas métricas de GLP producidas en el periodo mencionado.

Empero, la planta tiene una capacidad de 2.200 toneladas métricas por día y en los 22 meses de operación debería haber producido 1,4 millones de toneladas.

Es decir que la planta vino operando a un 24% de capacidad, este porcentaje es muy bajo y cr eemos que la capacidad debe elevarse para que el proyecto tenga una mayor recuperación de capi tal y rentabilidad. De ahí la importancia que se firme un contrato con Refinor y así elevar la capa cidad de la planta por lo menos hasta un 70%. En los 22 meses se han generado 37,6 millones de dólares por la exportación de 113.000 toneladas, es decir un precio promedio de 327,4 dólares/to nelada.

Si asumimos el mismo precio para el mercado interno (porque estaríamos importando) por las 213.000 toneladas del mercado, esto nos da un ingreso total de 107 millones de dólares en los 22 meses para ambos mercados, es decir un ingreso anual de 58,5 millones de dólares por año.

Debemos redoblar esfuerzos para elevar la capacidad de la planta a por lo menos al 70% en el mayor plazo posible y aumentar los ingresos por exportación y así recuperar y alcanzar un reto rno por la inversión.

2.11. DESTILACIÓN

Es un proceso de separación física de los derivados deseados del petróleo a través del calentamiento. Los Líquidos del Gas Natural, LGN, se envían a las plantas de fraccionamiento para obtener por separado etano, propano, normal butano e iso butano, gasolina natural y nafta

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FIGURA Nº 4. Proceso de destilación mediante retorta Existen tres tipos de destilación entre las cuales tenemos:

 Destilación Atmosférica.  Destilación al Vacío.  Destilación Presurizada.

-DESTILACIÓN ATMOSFÉRICA:

Es la fase en la cual se obtienen los derivados del crudo mediante una presión de operación ligeramente superior a la presión atmosférica.

-DESTILACIÓN AL VACÍO:

Es la fase en la cual hierven los líquidos a temperaturas por debajo de sus puntos de ebullición. Esto quiere decir que la presión del proceso de destilación es más baja que la presión atmosférica.

-DESTILACIÓN PRESURIZADA:

Es la fase en la cual hierven los líquidos a temperaturas por encima de sus puntos de ebullición. Esto quiere decir que la presión del proceso de destilación es más alta que la presión atmosférica.

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2.12. COMPONENTES DE LAS PLANTAS DE FRACCIONAMIENTO DEL GAS NATURAL

A continuación, se explicarán los principales componentes de una planta de fraccionamiento: -TANQUES DE ALMACENAMIENTO DE GN:

Son tanques utilizados para disponer de una reserva de trabajo suficiente a fin de hacer frente a las variaciones de envió, la industria está sometida a riesgos de toda especie, cuyo origen puede ser debido a deficiencias técnicas, como averías de las maquinas en la refinería, en los buques o en los oleoductos; a causas naturales imprevisibles, como las tormentas en el mar y entierra o los incendios; y también a problemas políticos, económicos y comerciales entre países productores y consumidores.

FIGURA Nª 5. Balas de almacenamiento de LGN -BOMBAS DE ALIMENTACIÓN:

Aumentan la presión de entrada de LGN proveniente de los tanques de almacenamiento a la planta con la finalidad de vencer las caídas de presión que se presentan por los distintos equipos

y válvulas de control antes de la entrada a las torres de fraccionamiento.

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-INTERCAMBIADORES DE CALOR:

Son recipiente en los cuales los líquidos salientes, procesados y calientes transfieren parte desu calor a otro frío que está a punto de procesarse.

FIGURA Nº 7. Intercambiadores de calor. -HORNOS:

Son equipos destinados a producir el calor necesario para elevar la temperatura de laalimentación hasta el punto ideal

FIGURA Nº 8.Hornos. -TREN DE FRACCIONAMIENTO DEL LGN:

El proceso de fraccionamiento del LGN consiste en una destilación en serie a través de 4torres por tren, basado en las diferencias de los puntos de ebullición de los componentes. El fraccionamiento tiene como objetivo separar el propano, iso butano, normal butano, pentano,

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FIGURA Nº 9.Tren de fraccionamiento -TORRE DESMETANIZADORA:

Esta es la torre más sencilla de la planta, y la primera -TORRE DESETANIZADORA

La torre desetanizadora es la primera torre en un tren clásico de fraccionamiento que separa la cabeza de etano y los hidrocarburos más pesados en el fondo de la torre que ingresan en la torre despropanizadora para otra separación.

FIGURA. Tren de fraccionamiento -TORRE DESPROPANIZADORA:

Desde el punto de vista de diseño y operación, consta de 50 bandejas. La alimentación entra a la torre en la bandeja 23pero puede variar de acuerdo al diseño

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FIGURA Nº 10.Torre despropanizadora. -TORRE DESBUTANIZADORA:

El producto de fondo de despropanizadora entra a la desbutanizadora en donde todos butanos se separan y salen por el tope de la torre la cual consta de 50 bandejas. La alimentación a la desbutanizadora entra en la bandeja 19. De una corriente lateral de la bandeja 35 se obtiene un producto pentano

FIGURA Nº 11. Torre desbutanizadora. -TORRE SEPARADORA DE BUTANOS:

La alimentación a la separadora de butanos proviene del producto de tope de ladesbutanizadora. Esta torre consta de 80 bandejas y es la más alta de la planta ya que separaisómeros con parecidos puntos de ebullición. La alimentación entra en la bandeja 38.

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FIGURA Nº 12.Torre separadora de butanos -FRACCIONADORA DE GASOLINA:

El producto de fondo de la desbutanizadora alimenta a la fraccionadora de gasolina esta es laúltima y más pequeñas de las columnas de planta de fraccionamiento, consta de 18 bandejas. Suobjetivo es obtener gasolina minimizando la producción del corte de los componentes pesados. Laalimentación entra en la bandeja 13

FIGURA Nº 13. Torre fraccionadora de gasolina. -CONDENSADORES AÉREOS:

Son equipos que tienen como objetivo enfriar las corrientes de trabajo para luego enviarlashacía el área de almacenamiento.

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FIGURA Nº 14.Condensadores aéreos -ACUMULADORES DE REFLUJO:

Son recipientes que reciben el líquido condensado proveniente de los condensadores para separar los vapores que no son condensables a temperaturas normales y salen del acumulador por la parte superior como gases o el agua la cual se separa por gravedad, ya que es más pesada que los hidrocarburos. De este acumulador sale el reflujo que es regresado al tope de la torre de fraccionamiento y el producto de tope

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FIGURA Nº 15.Acumuladores de reflujo. -BOMBAS DE REFLUJO:

Aumentan la presión del producto proveniente de los acumuladores de reflujo

FIGURA Nº 16.Bombas de reflujo. -REHERVIDORES:

Son fuentes de calor externa a las torres de fraccionamiento, hierven parte del líquido quesale por el fondo de las torres. Usualmente se utilizan cuando la alimentación de las torres esrelativamente liviana. La fracción de producto que no se evapora en el rehervidor controla la purezadel líquido de fondo

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FIGURA Nº 17.Rehervidores. -TERMOSIFÓN HORIZONTAL:

Son recipientes en donde se almacena el combustible utilizado por los rehervidores

FIGURA Nº 18.Termosifón horizontal. -MECHEROS DE SERVICIO:

Están diseñado para quemar sin humos en forma rutinaria, todos los pequeños volúmenes de vapor venteados por las torres de fraccionamiento. Para ello, se mezcla aire con los vapores venteados antes de su combustión y se dirigen al cabezal del mechero, en donde gran parte de estos vapores se condensan por la expansión de los gases y se separan de la corriente gaseosa. El líquido es bombeado hacia la fosa de incineración y los vapores no condensables se dirigen hacia la chimenea del mechero para ser quemados. La ubicación del mechero asegurará que la cantidad de calor por radiación a nivel del piso no llegue a niveles más peligrosos para el personal de

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FIGURA Nº19.Mechero de servicios. -TANQUES REFRIGERADOS DE ALMACENAMIENTO:

Estos tanques tiene aislamiento térmico para almacenar los productos obtenidos del proceso de fraccionamiento (propano, iso – butano, normal – butano, producto liviano fuera de especificación) que llegan hasta estas unidades por tuberías independientes que pasan a través de refrigeradores que enfrían los productos hasta su temperatura de almacenaje. Los tanques refrigerados poseen sistemas de bombeo para cargar al terminal Marino

FIGURA Nº 20.Tanques refrigerados de almacenamiento.

-TANQUES NO REFRIGERADOS DE ALMACENAMIENTO (PRESURIZADOS): Consta de esferas presurizadas para almacenar los productos obtenidos del proceso de fraccionamiento (propano, iso – butano, normal – butano, pentano, producto pesado fuera de especificación)

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FIGURA Tanques no refrigerados de almacenamiento (Presurizados).

-TANQUES NO REFRIGERADOS DE ALMACENAMIENTO (NO

PRESURIZADOSATMOSFÉRICOS):

Consta de tanques de techo flotante y cónico para almacenar los productos obtenidos del proceso de fraccionamiento (gasolina, producto pesado fuera de especificación)

2.13. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO DEL GAS NATURAL

El gas natural proveniente de las zonas de producción es llevado a una etapa de separaciónluego pasa a una etapa de acondicionamiento, en donde se procede a la remoción de las impurezas yel agua. Luego es pasado a la fase de procesamiento, en donde es sometido a un proceso deextracción. En este proceso (turboexpansión) el gas se enfría y posterio rmente se hace

fluir a travésde una tubería de expansión hasta alcanzar temperaturas muy bajas con el propósito de condensar una mayor cantidad de componentes pesados (C3+). En estas tuberías la presión cae bruscamente yel gas se enfría sensiblemente alcanzando bajas temperaturas de hasta – 126 ºC (ProcesoCriogénico). Estos líquidos son separados del resto del gas no condensado o gas metano, el cual es comprimido y distribuido a través de la red nacional de gasoductos a diferentes destinos. El LGN es enviado a través de poliductos a la planta de fraccionamiento, en donde es separado o fraccionado en sus componentes puros a través de un proceso de destilación. La etapa de fraccionamiento de LGN pasa por los procesos de almacenaje y precalentamiento de la alimentación, antes de pasar por el sistema despropanizador, desbutanizador, separador de

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finalmente se le retira calor a los productos provenientes de los trenes de fraccionamiento para enviarlos al área de almacenamiento y distribuirlos

Todo este proceso puede ser llevado a cavo en forma de simulación con Hysys Plant

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CAPÍTULO 3. MÉTODO 3.1 TIPO DE INVESTIGACIÓN

El presente trabajo realizado es una (Investigación Documental) del tipo descriptivo.

El estudio de “Planta Separadora de Líquidos Gran Chaco” es una investigación no experimental porque no se usa variables deliberadamente, sino que en base a la investigación que se realizara por medio de fuentes secundarias de diferentes autores de libros y documentos.

3.2 TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN

La idea es recopilar la mayor cantidad de información para poder crear un perfil lo más completo posible del tema “Planta Separadora de Líquidos Gran Chaco” a través de fuentes documentales tales como gráficos de diferentes autores, análisis de distintos documentos, revistas relacionados con el tema y anexos de los mismos.

En cuanto al aporte de información de parte de cada uno de los integrantes será útil a la hora de generar teorías e implementar cambios en la organización.

Con este aporte, el análisis y la investigación adquieren una mayor complejidad. 3.3 CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES POR REALIZAR

Nº ACTIVIDADES SEMANA1ER SEMANA2DA SEMANA3ER

Búsqueda del Titulo

1 Formulación del problema 2 Objetivos

3 Justificación 4

Área de Estudio / Campo de Investigación

5 Desarrollo del Marco Teórico 6 Tipo de Investigación

7 Operacionalizacion de Variables 8 Técnicas de Investigación

9 Cronograma de Actividades 10 Resultados y Discusión

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CAPÍTULO 4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Dentro de los resultados esta planta recuperará la energía excedente que se exporta en el gas natural a la Argentina. El gas rico que contiene metano, etano, propano, butano, CO2, H2O y otros compuestos que proceden de los megacampos Sábalo, San Alberto y Margarita, alimentarán a este complejo a través del Gasoducto de Integración Juana Azurduy (GIJA).

La Discusión de este proyecto de La planta separadora de liquidos Gran Chaco es una de las tres más importantes de la región en cuanto a capacidad; existen otras de similar magnitud en Neoquen (Argentina) y en Camisea (Perú), informó YPFB.

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CAPÍTULO 5. CONCLUSIONES

Con la recopilación de información acerca de la Planta y la elaboración de la simulación se consiguió describir características técnicas de la Planta Separadora de Liquidos Gran Chaco.

El presente trabajo sobre La Plantade Se par aciónde Líquidos Gran Chaco se tiene la conclusión de dar valor agregado al gas natural, asegurar el abastecimiento del

mer cado inter no con G as Licuado de Petr óleo y destinar los excedentes para la

exportación. Asimismo, generar Ingr eso de mayores divisas para el país con su