EXTERRAN
Planta de Punto de Rocío
MANUAL DE PUESTA EN MARCHA Y
OPERACIÓN
ÍNDICE
MANUAL DE PUESTA EN MARCHA Y OPERACIÓN
I. Descripción del Proceso e Introducción A. Sistema de Deshidratación de Gas
1. Unidad de Deshidratación de Tamiz molecular 2. Unidad de Regeneración de Tamiz molecular B. Sistema de Procesamiento de Gas
1. Planta Fría
2. Unidad de Refrigeración a Propano C. Sistema de Fraccionamiento
1. Unidad de DesEtanización 2. Unidad de DesButanización
D. Sistema de Compresión de Gas Residual
E. Almacenamiento de Producto Líquido & Sistema de Carga de Camiones
1. Unidad de Almacenamiento y Carga de GLP 2. Unidad de Almacenamiento y Carga de Gasolina F. Sistema de Servicios Auxiliares
1. Unidad de Aceite Caliente 2. Unidad de Gas Combustible 3. Unidad de Aire de Instrumentos G. Sistema de Quemador
II. Seguridad
A. Generalidades B. Aceite Caliente
C. Gases y Líquidos de Hidrocarburos D. Gas de Sulfuro de Hidrógeno (H2S)
III. Protección Ambiental
IV. Preparación para la Puesta en Marcha Inicial Medición y Filtración de Gas de Entrada Deshidratación a Tamiz molecular Regeneración del Tamiz molecular Planta Fría
Refrigeración a Propano Aceite Caliente
DesEtanizador DesButanizador V. Puesta en Marcha
A. Verificación Final
B. Secuencia de Operaciones de Unidades Generadoras 1. Procedimiento de Puesta en Marcha Manual 2. Procedimiento de Sincronización
C. Procedimiento de Puesta en Marcha D. Ordenación
VI. Operación Normal
A. Variables de Control B. Operaciones de Rutina C. Mantenimiento Rutinario
D. Lista de Comprobación para Corrección de Fallas VII. Paros A. Paros Programados B. Paros No Programados APÉNDICE "A" Miscelánea • Glosario • Planos PTI
• Jornada del Hysys (SisHi) de Proceso APÉNDICE "B"
Procedimientos de Norma
Procedimento de Carga del Recipiente Deshidratador de Tamiz molecular Procedimiento de Verificación Normal
Procedimiento Normal de Prueba de Fugas Procedimiento Normal de Liberación de Aire
INTRODUCCIÓN
La Planta de Punto de Rocío está diseñada para procesar gas natural que presenta las siguientes condiciones de entrada:
Condición Mínimo Normal Máximo
Volumen, MMPCD - 90 90
Presión, Lbs/in2 900 930 980
Temperatura, oC 40 48 55
Contenido de Agua Saturado Saturado Saturado
Composición Mol % Mol % Mol %
Nitrógeno 0.22 0.23 0.23 CO2 1.59 1.53 1.36 Metano 91.63 90.75 90.28 Etano 3.74 4.18 4.49 Propano 1.52 1.81 2.01 I-Butano 0.48 0.57 0.61 N-Butano 0.36 0.43 0.49 I-Pentano 0.14 0.16 0.14 N-Pentano 0.08 0.09 0.08 Hexano + 0.24 0.25 0.31 Total 100.00 100.00 100.00 Propano + (Bls/MMPC) 20.65 24.13 26.53
Una vez dentro de la planta, el gas de entrada se divide y se desvía a dos trenes idénticos de proceso, Tren #1 y Tren #2. Cada tren de proceso está diseñado para 45 MMPCD de gas de entrada. El gas residual de cada tren se recombina y luego se recomprime hacia el gasoducto de gas de venta. Los líquidos generados de cada tren son enviados a almacenamiento para transporte programado.
La Planta de Punto de Rocío de Culebra Sur consiste de los siguientes sistemas de equipo, tubería e instrumentos, la lista a continuación servirá también para auxiliar en las operaciones de preparación de las instalaciones para la puesta en marcha:
I. Sistema de Deshidratación de Gas (Tren #1 & Tren #2) A. Unidad de Deshidratación de Tamiz molecular
B. Unidad de Regeneración de Tamiz molecular
II. Sistema de Procesamiento de Gas (Tren #1 & Tren #2) A. Planta Fría
B. Unidad de Refrigeración a Propano
III. Sistema de Fraccionamiento (Tren #1 & Tren #2) A. Unidad DesEtanizadora
B. Unidad DesButanizadora
V. Almacenamiento de Producto Líquido & Sistema de Carga de
Camiones
A. Unidad de Almacenamiento y Carga de GPL B. Unidad de Almacenamiento y Carga de Gasolina VI. Sistemas Auxiliares (Tren #1 & Tren #2)
A. Unidad de Aceite Caliente C. Unidad de Gas Combustible
Cada sistema tiene una finalidad particular, descrita e incluída en las secciones a continuación. Aunque el Tren #1 y Tren #2 tengan su propio Sistema de Deshidratación de Gas, Sistema de Procesamiento de Gas, Sistema de Fraccionamiento, y Sistemas Auxiliares, los sistemas del Tren #1 y Tren #2 son idénticos. Por lo tanto, la descripción de estos sistemas aplica a ambos trenes.
Las condiciones de proceso, tales como la temperatura y presión, dadas en la presente descripción, son para el diseño tipo “Gas Rico, Alta Presión”. Podrá ser necesario efectuar ajustes a las condiciones de operación según lo justifiquen los cambios en las condiciones de gas de entrada.
I. SISTEMA DE DESHIDRATACIÓN DE GAS
El Sistema de Deshidratación de Gas contiene dos unidades en operación, la Unidad de Deshidratación de Tamiz molecular y la Unidad de Regeneración de Tamiz molecular. Estas dos unidades trabajan en conjunto para efectuar la adsorción de vapor de agua del gas de entrada a temperaturas moderadas (periodo de adsorción), y luego liberan el vapor de agua adsorbido de los lechos de tamiz molecular a altas temperaturas (periodo de regeneración). La naturaleza reversible del proceso permite la regeneración y re-uso del tamiz. La operación contínua se mantiene utilizando múltiples lechos adsorbentes; en este caso, se utizan dos lechos. Ello permite que quede un lecho en la corriente para adsorción mientras el otro lecho se regenera.
La deshidratación del gas natural es importante en el caso de que la temperatura deba ser reducida más abajo del punto de congelación de agua o de la temperatura de formación de hidratos de la corriente de gas. La deshidratación de gas impide la congelación de agua libre o la formación de hidratos. Los hidratos son cristalizaciones como hielo formados por agua, hidrocarburos ligeros, y otras pequeñas moléculas. El hielo o los hidratos pueden taponar los tubos del intercambiador, los almoadillos de neblina, y otros equipos. Esto aumenta la caída de presión dentro del equipo y, en los peores casos, obstruye completamente el flujo. Cuando se forma hielo o hidratos, se refiere a esto como “congelamiento” del equipo.
A. Unidad de Deshidratación de Tamiz molecular
Los equipos principales de la Unidad de Deshidratación de Tamiz molecular son:
Descripción Tren #1 Tren #2
Enfriadores
Enfriador de Gas de Entrada A-1310 A-2310
Filtros Filtro Coalescedor de Gas de Entrada F-1412 F-2412
Filtro de Polvo del Tamiz molecular F-1413 F-2413
Recipientes
Separador de Gas de Entrada V-1411 V-2411
Deshidratador de Tamiz molecular (flujo
para bajo) V-1414 V-2414
Deshidratador de Tamiz Mol (flujo para
Propósito:
Este sistema utiliza el tamiz molecular para remover vapor de agua de la corriente de gas de entrada. La remoción de agua es necesaria para cumplir con el punto de rocío de agua requerido para la operación correcta del Sistema de Procesamiento de Gas corriente abajo, y para cumplir con las especificaciones de contenido de agua del gasoducto. El tamiz molecular es excelente para tal propósito por poder reducir hasta cantidades muy bajas el contenido de agua del gas natural.
El gas entra a la unidad de equipo de deshidratación a la tasa de 51 MMPCD. Esta tasa incluye 45 MMPCD de gas de entrada saturado, cuyas condiciones variarán de 40 oC y 900 psig hasta 55 oC y 980 psig, y 6 MMPCD de gas de regeneración, cuyas condiciones serán de 48.9 oC y 975 psig.
Enfriamiento de Gas:
El gas de entrada se enfría hasta 48.9 oC por el Enfriador de Gas de Entrada (A-1310 / A-2310). El enfriamiento de gas causará parte del vapor de agua y hidrocarburos pesados a condensarse y bajar al fondo de la tubería. La remoción del exceso de agua e hidrocarburos pesados de la corriente de gas reduce la carga sobre los Deshidratadores de Tamiz molecular. Esto ayuda a extender el tiempo del ciclo de deshidratación de tamiz molecular. A su vez, podrá reducirse el número de veces que el tamiz molecular deba ser regenerado, y de este modo podrá prolongarse la vida útil del tamiz.
Separación Gas/Líquido:
El agua e hidrocarburos condensados son separados de la corriente de gas en el Separador de Gas de Entrada (V-1411 / V-2411). El gas sale por la parte de arriba del separador mientras los líquidos son captados y removidos por control de nivel.
Filtración de Gas:
La corriente de gas desde el Separador de Gas de Entrada se combina con la corriente de gas “usado” de regeneración del Depurador “Scrubber” de Gas de Regeneración (descrito en la Sección I.B. más abajo). Esta corriente de gas combinado pasa a ser filtrada por el Filtro/Coalescedor de Gas de Entrada (F-1412 / F-2412) para remover gotitas de líquido y partículas sólidas de 0.3 micrones y más grandes.
entrada entra por la cámara de abajo y fluye para arriba, a través de los elementos filtrantes, hacia la cámara de arriba. Gotas grandes de líquido se acumulan en el fondo de la cámara de abajo. A medida que el gas fluye a través de los elementos filtrantes (de dentro hacia fuera), el vapor de líquido restante coalesce formando gotas más grandes y baja al fondo de la cámara de arriba. El líquido sale de las cámaras de arriba y de abajo por control de nivel.
Las partículas sólidas son capturadas y retenidas por los elementos filtrantes. A medida que se acumulan partículas sólidas, los elementos filtrantes empezarán a taponarse y aumentará la caída de presión a través del filtro. Cuando la caída de presión alcance los límites recomendados por el fabricante, los elementos filtrantes deberán ser recambiados.
La separación y filtración protegen los lechos adsorbentes corriente abajo contra taponamiento causado por particulados, y daño permanente o degradación causado por líquidos libres. Es importante notar que aunque el adsorbente adsorba fácilmente el agua e hidrocarburos en forma de vapor, el mismo sufrirá daño permanente por agua líquida y degradación por hidrocarburos líquidos.
Deshidratación de Gas:
La corriente de gas filtrado entra en uno de los Deshidratadores de Tamiz molecular (V-1414 o V-1415 / V-2414 o V-2415). En cualquier momento, uno de los Deshidratadores, en cada uno de los trenes, estará en el modo de adsorción y el otro en el modo de regeneración. Las válvulas conmutadoras accionadas por motor encaminarán la corriente de gas a la parte de arriba del Deshidratador que está en modo de adsorción. A medida que el gas fluye bajando a través del Deshidratador en modo de adsorción, el agua será adsorbida (o retenida) en el tamiz molecular. Por lo tanto, el gas sale seco por el fondo del Deshidratador. Cada Deshidratador cuenta con un lecho de 7.01 metros de altura de tamiz molecular de 4A. También se proporciona una capa protectora de bolas cerámicas arriba y debajo de cada lecho de tamiz molecular.
Deberá notar que el punto de rocío de agua de la corriente de gas que sale del Deshidratador irá aumentando constantemente durante el periodo de adsorción mientras el lecho va “llenándose” y quedando saturado de agua. Cuando el gas que sale del Deshidratador en modo de adsorción alcanza el valor de diseño de 1 ppmv, el gas deberá ser re-encaminado
hacia la parte de arriba del Deshidratador vecino. De esta manera, el Deshidratador vecino estará en modo de adsorción, mientras que el
recipiente saturado de agua deberá ser puesto en modo de regeneración. El tiempo de diseño de adsorción es de 12 horas, sin embargo, el tiempo del ciclo podría ser ajustado, de ser requerido por los cambios en las condiciones de proceso.
Filtración de Particulados de Gas:
El gas seco fluye desde el fondo del Deshidratador hacia el Filtro de Polvo de Tamiz molecular (F-1413 / F-2413) para remoción de partículas adsorbentes de polvo de 1 micra y más grandes. A medida que los elementos en el filtro se taponan con particulados, la caída de presión a través del filtro va aumentando. Cuando la presión alcanza el límite recomendado por el fabricante, los elementos desgastados del filtro deberán ser repuestos. La filtrración de gas seco protege el equipo corriente abajo contra el taponamiento y el desgaste.
B. Unidad de Regeneración de Tamiz molecular
A continuación se listan los equipos principales de la Unidad de Regeneración de Tamiz molecular:
Descripción Tren #1 Tren #2
Compresores Compresor de Gas de Regeneración C-1111 C-2111
Enfriadores Enfriador de Gas de Regeneración A-1311 A-2311
Calentadores Calentador de Gas de Regeneración H-1711 H-2711
Recipientes Deshidratador de Tamiz molecular (flujo
para arriba) V-1414 V-2414
Deshidratador de Tamiz molecular (flujo
para arriba) V-1415 V-2415
Depurador “Scrubber” de Gas de
Regeneración V-1416 V-2416
Propósito:
El propósito de la unidad de regeneración es de efectuar la regeneración del tamiz molecular para que este pueda ser usado nuevamente para la deshidratación de gas de entrada. El paso de gas caliente a través del lecho regenera el tamiz molecular. El calor hecha el agua adsorbida y la corriente de gas caliente lleva el agua para fuera del lecho. Se utiliza una
corriente de desplazamiento de gas deshidratado como gas de regeneración.
Compresión de Gas de Regeneración:
Utilizando control de flujo, 6 MMPCD de gas deshidratado que sale del Filtro de Polvo de Tamiz molecular son desviados al Compresor de Gas de Regeneración (C-1111 / C-2111). El Compresor de Gas de Regeneración eleva la presión de gas de 870 psig hasta 970 psig. Se requiere un aumento de presión para compensar por la caída de presión que ocurre mientras el gas fluye dentro del bucle de regeneración. Debido a la compresión, este gas será calentado hasta aproximadamente 54.4 oC.
Calentamiento de Gas de Regeneración:
En seguida, el gas es calentado de 54.4 oC hasta 301.7 oC en el Calentador de Gas de Regeneración (H-1711 / H-2711). La temperatura de salida del calentador toma en consideración una cierta cantidad de pérdida de calor, que puede ocurrir dentro de la tubería, para que la temperatura del gas de regeneración que entra al Deshidratador de Tamiz molecular pueda ser mantenida a 287.8 oC. El calentador es de tiro forzado, de inyección directa. Su modo es únicamente de piloto de reserva “stand-by” y el mechero principal es activado a “solicitudes de calor” a partir de cierres de contacto remoto.
Regeneración del Lecho:
Las válvulas conmutadoras accionadas a motor, XV-1414B y XV1415B encaminan el gas caliente de regeneración al fondo del Deshidratador en la parte de calentamiento del ciclo de regeneración. A medida que el gas caliente fluye hacia arriba a través del Deshidratador, el lecho adsorbente se calentará, y el agua será hechada del adsorbente.
Enfriamiento de Gas de Regeneración:
El gas de regeneración fluye desde la parte de arriba del Deshidratador hacia el Enfriador de Gas de Regeneración (A-1311 / A-2311) donde este se enfría otra vez hasta 48.9 oC por intercambio de calor con el aire ambiente. A medida que se enfría el gas, gran parte del agua en el gas se condensará.
Gas de Regeneración/Separación de Líquido:
Depurador “Scrubber” de Gas de Regeneración (V-1416 / V-2416). Este gas, denominado “gas usado de regeneración”, es regresado a la corriente de entrada de gas, corriente arriba del Filtro/Coalescedor de Gas de Entrada (F-1412 / F-2412).
Regreso al Deshidratador de Adsorción:
El “gas usado de regeneración” se combina con el gas de entrada, corriente arriba del Filtro/Coalescedor de Gas de Entrada (1412 / F-2412). Esta corriente de gas combinado es conducida a través del Deshidratador de Tamiz molecular (V-1414 o V-1415 / V-2414 o V-2415), que está en modo de absorción, donde es deshidratado antes de entrar al Sistema de Procesamiento de Gas corriente abajo.
II. SISTEMA DE PROCESAMIENTO DE GAS
El propósito del Sistema de Procesamiento de Gas es de remover hidrocarburos pesados del gas natural. Esto es necesario para cumplir con las especificaciones de producto líquido y de gas. El Sistema de Procesamiento de Gas contiene dos unidades en operación, la Planta Fría y la unidad de Refrigeración a Propano.
A. Planta Fría
El propósito de la Planta Fría es de generar hidrocarburos líquidos para proceso adicional. Esto se logra reduciendo la temperatura del gas de entrada por medio de intercambio de calor y expansión. Una vez que los hidrocarburos pesados se condensaron, estos líquidos se separan de la corriente de gas, recolectados, y conducidos al Sistema de Fraccionamiento para separación de producto. La corriente de gas que sale de la Planta Fría, denominado “gas residual”, es entonces recomprimido al gasoducto de gas de venta por los Recompresores. (C-121)
Los equipos mayores de la Planta Fría son:
Descripción Tren #1 Tren #2
Intercambiadores Intercambiador de Gas/ Gas Caliente E-1221A/B E-2221A/B
Enfriador (lado de tubos) E-1223 E-2223
Intercambiador de Gas/ Gas Frío E-1231 E-2231
Recipientes
Separador Frío de Alta Presión V-1422 V-2422
Separador Frío de Baja Presión V-1431 V-2431
1er Enfriamiento de Gas de 1a. Etapa:
El gas de entrada se enfría por intercambio de calor con el gas residual en el Intercambiador de Gas/Gas Caliente (E-1221A/B / E-2221A/B). Este intercambiador tiene dos finalidades. Primero, enfría el gas de entrada para reducir la demanda sobre el sistema de refrigeración. Segundo, calienta el gas residual.
El gas de entrada frío fluye desde el Intercambiador de Gas/Gas Caliente hacia el Enfriador (E-1223 / E-2223). Dentro del Enfriador, el gas de entrada se enfría hasta –20.6 oC por intercambio de calor con refrigerante propano del sistema de refrigeración, descrito en la Sección II.B más adelante. El Enfriador es un
intercambiador tipo caldera, con refrigerante líquido vaporizando del lado de la caldera y gas de entrada fluyendo por el lado de los tubos.
La disminución de temperatura causa la condensación de parte del gas de entrada. Aunque todos los componentes en el gas se condensarán hasta cierto punto, los componentes más pesados, tales como el heptano y octano, condensarán más rápidamente que los componentes más ligeros, tales como el metano y etano. Como resultado, la parte líquida del efluente del Enfriador estará más concentrada en fracciones pesadas, y la parte de vapor estará más concentrada en fracciones ligeras.
1a. Etapa de Separación Gas/Líquido:
Dentro del Separador Frío de Alta Presión (V-1422 / V-2422), el gas de hidrocarburo y líquido se separan. El gas de hidrocarburo se separa del líquido de manera relativamente rápida y sale de la parte superior del separador a través de un almoadillo de neblina que limpia las gotitas de líquido arrastradas de la corriente de gas. El líquido de hidrocarburo rebosa el vertedero que se encuentra corriente abajo del almoadillo coalescente y se acumula en la sección de oleaje del separador. Este sale de la sección de oleaje por medio de control de nivel y fluye hacia la Unidad DesEtanizadora, descrita en la Sección III.A más abajo.
2a. Etapa de Enfriamiento de Gas:
El gas de alta presión se enfría aun más por intercambio de calor con el gas residual en el Intercambiador de Gas/Gas Frío (E-1231 / E-2231). Dicho intercambiador sirve dos propósitos. En primer lugar, efectúa el enfriamiento previo del gas de alta presión antes de su expansión a través de la Válvula JT (FCV-1231 / FCV-2231). Tal enfriamiento genera líquidos adicionales, disminuyendo la temperatura a la salida del intercambiador y permitiendo que se alcance una temperatura más fría a medida que se expande el gas a través de la válvula JT. En segundo lugar, el intercambiador calienta el gas residual.
La corriente de dos fases que sale del Intercambiador de Gas/Gas Frío es reducida de presión, de 935 psig a 575 psig, a medida que fluye a través de la Válvula JT (FCV-1231 / FCV-2231).
A medida que la corriente de alta-presión se extiende a lo largo de la válvula hasta una presión más baja, normalmente disminuirá la temperatura de la corriente. Junto con la disminución en temperatura, podrá haber un cambio de fase. Algunos de los componentes más ligeros de la corriente de líquido podrán hacerse vapor instantáneamente por flasheo y algunos de los componentes más pesados podrán condensarse a líquido. Este tipo de conducta se llama enfriamiento de Joule-Thompson (JT). A causa del efecto de extremo enfriamiento proporcionado por FCV-1231 y FCV-2231, se les denomina normalmente “Válvulas JT”.
2a. Etapa de Separación Gas/Líquido:
Dentro del Separador Frío de Baja Presión (V-1431 / V-2431), el gas de hidrocarburo y el líquido se separan. El gas de hidrocarburo se separa del líquido de manera relativamente rápida y sale de la parte de arriba del separador a través de un almoadillo de neblina que limpia las gotitas arrastradas de líquido de la corriente de gas. El líquido de hidrocarburo se acumula en el fondo del recipiente y sale bajo control de nivel hacia la Unidad DesEtanizadora, descrita en la Seción III.A más abajo.
Calentamiento de Gas Residual:
El gas que sale de la parte de arriba del Separador de Baja Presión se llama “gas residual”. Antes de salir del equipo, el gas residual se calienta por intercambio de calor con el gas de entrada en el Intercambiador de Gas/Gas Frío (1231 / 2231) y una vez más en el Intercambiador de Gas/Gas Caliente (1221A/B / E-2221A/B). El gas residual, al dejar el Intercambiador de Gas/Gas Caliente, se calienta hasta 40.6 oC.
B. Unidad de Refrigeración a Propano
El propósito del sistema de refrigeración es de proporcionar el refrigerante propano frío necesario para enfriar el gas de entrada al Enfriador.
El sistema de refrigeración se denomina “sistema de bucle cerrado” porque el refrigerante es recirculado y no hay corrientes entrando o saliendo del bucle. Un ciclo clásico de refrigeración puede ser dividido en cuatro etapas, se indica más abajo un diagrama del ciclo de refrigeración típico.
#1 Etapa de Compresión – Compresión de vapor refrigerante a una presión que permita el vapor a ser condensado con el enfriador disponible, que es el aire ambiente en este equipo. A medida que la temperatura del enfriador disponible aumenta, aumentará también la presión de descarga del compresor.
#2 Etapa de Condensación – Condensación de vapor refrigerante a líquido. #3 Etapa de Expansión – Expansión del líquido, de alta-presión para baja-
presión. El líquido se vaporiza parcialmente y se enfría durante este paso. #4 Etapa de Evaporación – Evaporación del líquido restante para vapor a baja
presión. A medida que baja la presión, disminuirá también la temperatura del refrigerante.
Los equipos mayores del sistema de refrigeración se listan a continuación:
Descripción Tren #1 Tren #2
Enfriadores de Aire
Condensador de Refrigerante A-1321 A-2321
Compresores
Compresor de Refrigerante C-1121 C-2121
Compresor de Refrigerante C-1122 C-2122
Compresor de Refrigerante C-1123 C-2123
Intercambiadores
Enfriador (lado acorazado) E-1223 E-2223
Recipientes
Acumulador de Refrigerante V-1425 V-2425
Economizador de Refrigerante V-1426 V-2426
Depurador de Succión de Refrigerante V-1427 V-2427
Recuperador de Refrigerante V-1428 V-2428
Compresión de Refrigerante:
El vapor refrigerante, en cada tren, se comprime por dos de los tres Compresores de Refrigerante (C-1121, o 1122, o 1123 / C-2121, o 2122, o 2123). Los Compresores de Refrigerante son compresores idénticos, de dos etapas, de tornillo, con accionamiento por motores de inducción.
Los compresores están equipados con válvulas corredizas internas que controlan la presión de succión ajustando la cantidad de vapor que se comprime. Los compresores también están equipados con sistemas de aceite lubricante que tienen varias finalidades. Ellos proporcionan la lubrificación, el sello entre partes estacionarias y movibles, controlan la temperatura de descarga del compresor, y accionan los cilindros hidraulicos de las válvulas corredizas. Dos compresores, en
cada tren, trabajan en paralelo para comprimir el vapor refrigerante hasta 241.5 psig. El vapor se calentará hasta 85 oC a medida que se comprime. El tercer compresor, en cada tren, está disponible como de repuesto.
Condensación de Refrigerante:
Las corrientes de descarga de Compresor de Refrigerante, desde los dos compresores en cada tren, se combinan and fluyen hacia el Condensador de Refrigerante (A-1321 / A-2321). En el Condensador de Refrigerante, el vapor se enfría hasta 48.9 oC por recambio de calor con aire ambiente de 37.8 oC.
El refrigerante condensado drena libremente del Condensador de Refrigerante hacia el Acumulador de Refrigerante (V-1425 / V-2425). El líquido refrigerante en el Acumulador de Refrigerante estará a su presión de vapor. Este es un aspecto importante en el diseño y operación del sistema de refrigeración. El vapor refrigerante y líquido están en equilibrio en el Acumulador de Refrigerante. Por lo tanto, a medida que disminuye la temperatura, la presión del Acumulador de Refrigerante también disminuirá. A la inversa, a medida que aumenta la temperatura, la presión del Acumulador de Refrigerante aumentará. Este “sistema flotante” es una ventaja cuando la temperatura ambiente esté más baja que la de diseño, porque el refrigerante condensará a una temperatura y presión más bajas, y disminuirá el requerimiento de caballos de fuerza para los Compresores de Refrigerante.
Sin embargo, el sistema de refrigeración incluye una disposición para desviar el vapor refrigerante caliente de cerca del Condensador de Refrigerantes por medio del Desvío By-Pass de Vapor Caliente (PCV-1425 / PCV-2425) durante la operación en tiempo de frío. Esta disposición es necesaria porque a medida que disminuye la temperatura del aire ambiente, el refrigerante condensará a temperatura y presión más bajas. Aunque normalmente esto sea ventajoso porque las presiones más bajas reducen los caballos de fuerza del compresor, a un cierto punto, la presión podrá bajar demasiado y esto podrá resultar en problemas operativos, tales como arrastre excesivo de aceite lubricante desde el compresor. Estos problemas se evitarán si se efectúa el desvío del vapor refrigerante caliente alrededor del Condensador de Refrigerante a través del Desvío By-pass de Vapor Caliente (PCV-1425 / PCV-2425) cuando sea necesario. El vapor caliente calienta el refrigerante en el Acumulador de Refrigerante e impide que baje demasiadamente la presión. Expansión de Refrigerante:
El refrigerante líquido entra al Economizador de Refrigerante (V-1426 / V-2426) bajo control de nivel del economizador. La caída de presión a través de la válvula de control vaporiza 30 por ciento peso del refrigerante y enfría la corriente hasta 12
o
C. El vapor sale por la parte de arriba del economizador a través de un almoadillo de neblina que limpia las gotitas de líquido arrastrado de la corriente de vapor. Este vapor limpio fluye del Economizador a través de la Válvula de Control de Presión del
Economizador (PIC-1426 / PIC-2426), fijada a 85 psig. El vapor refrigerante del Economizador fluye entonces directamente a la interetapa de Compresores de Refrigerante.
El líquido del Economizador entra en el lado acorazado del Enfriador bajo control de nivel del Enfriador, lo que reduce la presión hasta 13.2 psig. La caída de presión a través de la válvula de control vaporiza 23 por ciento peso del refrigerante y enfría la corriente hasta –26.7 oC.
Evaporación de Refrigerante:
En el Enfriador (E-1223 / E-2223), el refrigerante líquido restante vaporiza a medida que absorbe calor del gas de entrada que fluye a través del lado de los tubos del Enfriador. El refrigerante vaporiza a temperatura casi constante porque consiste casi totalmente de un único componente, que es el propano. A medida que se vaporiza el líquido, el mismo se repone contínuamente con más líquido. El nivel dentro del Enfriador debe ser mantenido arriba del haz de tubos para proporcionar enfriamiento máximo para el gas de entrada.
El refrigerante vaporizado fluye desde la parte de arriba del Enfriador hacia el Depurador de Succión de Refrigerante (V-1427 / V-2427). El depurador “scrubber” está equipado con un almoadillo de neblina para limpiar las gotitas de líquido arrastrado de la corriente de vapor. Estas gotitas drenan de vuelta hacia el Enfriador por un tubo conector de 2". El vapor lavado regresa a la entrada de los Compresores de Refrigerante para repetir el ciclo de refrigeración. La presión de succión es controlada a 10.5 psig por las válvulas corredizas de primera etapa de los compresores.
Recuperación de Refrigerante:
El sistema de refrigeración incluye el Recuperador de Refrigerante (1428 / V-2428), que efectúa la remoción de aceite lubricante arrastrado a partir de los compresores. El recuperador está conectado a un punto bajo del Enfriador por un tubo de 1". Debido a que el aceite lubricante es más denso que el refrigerante, este tiene tendencia a separarse del refrigerante y acumularse dentro del recuperador. Cada cierto tiempo, la válvula de entrada del recuperador se cierra y el elemento eléctrico de calentamiento del recuperador es puesto en servicio. El calor causa el propano a vaporizarse, dejando atrás el aceite lubricante, que entonces se drena manualmente del recuperador.
Refrigerante Complementar:
Aunque los sistemas de refrigeración sean sistemas cerrados, es posible que ocurran algunas pérdidas debido a fugas, venteo, operación del recuperador, y mantenimiento. La supervisión del nivel dentro del Acumulador de Refrigerante monitorea el inventario del sistema. El refrigerante complementar puede ser
añadido al sistema a la entrada del Enfriador según sea necesario.
El refrigerante complementar debe siempre ser de la más alta calidad disponible. La humedad, fracción ligera, y fracción pesada pueden causar problemas operativos y reducir la eficiencia del refrigerante.
De vez en cuando, el complemento refrigerante puede contener elementos no-condensables. Los no-condensables aumentan la presión de descarga del Compresor de Refrigerante. Los no-condensables pueden ser desventados al quemador a través de una válvula de venteo de 1” situada en la parte de arriba del Acumulador de Refrigerante.
III. SISTEMA DE FRACCIONAMIENTO
La Unidad DesEtanizadora y la Unidad DesButanizadora consisten de equipos, tubería e instrumentos que fraccionan el suministro de condensado no-estabilizado para producir gas residual, un producto de GPL, y un producto de gasolina.
Los fraccionadores se utilizan para separar la corriente de suministro contínuo en un producto de evaporación (componentes ligeros) de ebullición más baja, y un producto de residuo (componentes más pesados) de ebullición más alta. La separación se logra estableciendo un gradiente de temperatura a través de la columna.
La torre fraccionadora trabaja aprovechando las diferentes temperaturas de ebullición de los componentes en la corriente de suministro a la torre. Las fracciones ligeras, tales como el metano y el etano, entran en ebullición a bajas temperaturas. Las fracciones pesadas, tales como el heptano y el octano, entran en ebullición a temperaturas más altas. Entre más pesado el componente, más caliente deberá ser la temperatura para hacerlo vaporizarse. En un sistema de múltiples componentes, tales como el presente, cada componente es afectado por los demás, tal que ellos tendrán la tendencia de hervir dentro de un rango de temperaturas en lugar de temperaturas fijas, pero de todas maneras su conducta general es la misma.
Dentro de la torre, la pendiente de temperatura se establece enfriando la parte de arriba de la torre, sea con suministro frío o reflujo y calentamiento del fondo de la torre con vapor rehervido. A medida que el líquido baja a través de la torre, el mismo se hará más y más caliente debido al contacto con el vapor ascendente. A medida que el vapor sube a través de la torre, este irá enfriarse más y más debido a su contacto con el líquido que va bajando. En cada punto de la torre, las fracciones ligeras que quedan en el líquido irán a vaporizarse y moverse hacia el vapor, y las fracciones pesadas que quedaron en el vapor tendrán la tendencia a condensarse y moverse hacia el líquido.
Cuando el líquido llega al fondo de la torre, ya no quedará gran parte de la fracción ligera. El resto se vaporizará en el rehervidor. Desgraciadamente, no es posible vaporizar el resto de la fracción más ligera sin vaporizar parte de la fracción más pesada. De cualquier manera, a medida que el vapor rehervido sube a través de la torre y se enfría, la mayor parte de la fracción pesada se recondensará y regresará al líquido. Como resultado de este proceso, el vapor que sale de la parte superior de la torre será relativamente libre de fracción pesada, y el líquido que sale del rehervidor será relativamente libre de fracción ligera. En algunos fraccionadores, el vapor que sale de la parte de arriba de la torre entra a un sistema de reflujo donde se quita el calor utilizando un enfriador. Ello permite que la mayor parte, pero no todo el vapor, a condensarse a líquido. Parte del líquido condensado es bombeado de vuelta a la columna como reflujo para empezar el flujo líquido. El resto del líquido normalmente se envía al ducto or almacenaje de producto. El empaque dentro de la torre proporciona la superficie sobre la cual ocurre el contacto estrecho entre el líquido y el vapor. A medida que el líquido fluye para bajo dentro de la torre, el mismo cubre la superficie del empaque. A medida que el vapor sube a través de la torre, el mismo se difunde por el empaque. Esto proporciona el tiempo de contacto, el area superficial, y la mezcla necesaria para la transferencia de los componentes entre las fases de líquido y vapor.
A. Unidad DesEtanizadora
El Separador Frío de Alta Presión y el Separador Frío de Baja Presión proporcionan, cada uno de ellos, una corriente de suministro de condensado de gas al Sistema de Fraccionamiento. El DesEtanizador hace el primer corte en el proceso de fraccionamiento. Su propósito es de remover las fracciones ligeras, que son todo el metano y gran parte del etano, de las
corrientes de suministro de condensado de gas. El vapor de vaporización (“overhead”) del DesEtanizador es un producto de gas residual. Sus componentes principales son el metano y el etano. El líquido del fondo de la torre es un producto de grado “Y” relativamente libre de etano. El producto de grado “Y” es fraccionado en el DesButanizador corriente abajo para producir un producto de GPL y gasolina.
Los equipos principales de la Unidad DesEtanizadora son:
Descripción Tren #1 Tren #2
Intercambiadores Intercambiador del Suministro/Residuos del
DesEtanizador E-1222 E-2222
Intercambiador (lado de tubos) de Vaporiz/GPL
del DesEtanizador E-1225 E-2225
Intercambiador (lado de tubos) de Vaporiz/Gas
del DesEtanizador E-1226 E-2226
Rehervidor DesEtanizador (lado acorazado) E-1232 E-2232
Torres
DesEtanizador T-1531 T-2531
Calentamiento Previo del Suministro & Reducción de la Presión:
El primer paso en el proceso de fraccionamiento es de reducir la presión operativa de las corrientes de suministro líquido de hidrocarburos. Las presiones más bajas facilitan a remover las fracciones ligeras del liquido de hidrocarburos, y esto reduce la carga sobre el Rehervidor DesEtanizador corriente abajo.
Las caídas de presión son llevadas a través de la válvula de control de nivel del Separador Frío de Alta Presión e del Separador Frío de Baja Presión. La presión de las corrientes de condensado de gas de los Separadores Fríos es reducida hasta 230 psig antes de entrar en la torre del DesEtanizador. El proceso de disminuir la presión de la corriente de esta manera se llama “expansión”. Puede entenderse como siendo el opuesto de la compresión. Y, al igual que cuando una corriente de gas se calienta cuando se la comprime, gran parte de las corrientes de gas y liquido enfriarán al expandirse.
Los líquidos de hidrocarburos son muchas veces calentados previo a su expansión para contrarrestar este efecto enfriador natural. Hay muchos motivos para hacerlo, pero los motivos principales normalmente son para mantener más alta la temperatura actual abajo que la temperatura metalúrgica mínima del equipo, y/o para reducir la carga sobre el Rehervidor Estabilizador.
En cada Unidad DesEtanizadora, el líquido de hidrocarburos del Separador Frío de Alta Presión es precalentado por intercambio de calor con el líquido del Rehervidor DesEtanizador en el Intercambiador de Suministro/ Residuos del DesEtanizador (E-1222 / E-2222) antes de su expansión a través de la válvula de control de nivel del Separador (LCV-1422A / LCV-2422A) e introducido en el medio del DesEtanizador.
Sin embargo, no se calienta el líquido del Separador Frío de Baja Presión previo a su expansión a través de la válvula de control de nivel (LCV-1431 / LCV-2431) de este separador, y se lo introduce en la parte de arriba del DesEtanizador. No se calienta previamente esta corriente de suministro para que pueda servir de corriente de reflujo para la parte de arriba de la torre.
La reducción de la presión de las corrientes de condensados de gas, así como también el calentamiento previo de la corriente del medio, de suministro a la torre, causan parte del líquido a vaporizarse. Por lo tanto, las dos corrientes de suministro que entran a la torre DesEtanizadora son corrientes de dos-fases (vapor y líquido).
DesEtanización – Remoción de Hidrocarburos Ligeros:
El DesEtanizador (T-1531 / T-2531) trabaja a 215 psig con una temperatura de evaporación de –44.1 oC y una temperatura de salida del rehervidor de 74.9 oC.
Las porciones de vapor y líquido de los suministros al DesEtanizador efectúan una separación inicial a medida que las corrientes de suministro van entrando en la sección superior del DesEtanizador. Dentro de la torre DesEtanizadora, las fracciones ligeras son separadas y removidas de las dos corrientes de suministro. Las fracciones ligeras son removidas por el movimiento de vapor y líquido que ocurre sobre los empaques de la torre. Los empaques de la torre se dividen en dos lechos: un lecho de 3” de hondo de anillos de empaque de 5/8” y un lecho de
18’ de hondo con anillos de empaque de 1”.
La porción de vapor de los suministros se combinan con el vapor de las fracciones ligeras que se desplazó torre arriba. El vapor combinado, denominado gas residual, se limpia para remover sus gotitas arrastradas de líquido utilizando un almoadillo de neblina situado en la parte de arriba de la torre. El gas residual sale entonces de la parte superior de la torre bajo control de presión a través de la Válvula de control de presión (PCV-1531 / PCV-2531) del DesEtanizador.
Antes de entrar al Sistema de Compresión de Residuos, el gas residual desde la evaporación del DesEtanizador fluye de vuelta a través del lado de tubos del Intercambiador de GPL/Evaporación del DesEtanizador (E-1225 / E-2225) y el Intercambiador de Gasolina/Evaporación del DesEtanizador (E-1226 / E-2226). El gas residual del DesEtanizador que sale de estos Intercambiadores es calentado hasta 39.7 oC.
La parte líquida de las corrientes de suministro del DesEtanizador se distribuye uniformemente sobre los lechos empacados por medio de los distribuidores. La distribución uniforme ayuda a el fraccionamiento facilitando un buen contacto entre las fases de líquido y vapor. El líquido fluye para bajo a través de los lechos empacados haciendo contacto con el vapor que va subiendo. La fracción ligera se despoja del líquido según se describió previamente. En este punto, el líquido estará parcialmente estabilizado.
El líquido va bajando al fondo del DesEtanizador y fluye por gravedad a la sección de baño del Rehervidor DesEtanizador (E-1232 / E-2232). En la parte del baño, el líquido es calentado de 61
o
C hasta 74.9 oC y parcialmente vaporizado. La fracción ligera en el líquido se vaporiza más pronto que la fracción pesada; por lo tanto, la mayor parte del etano que queda en el líquido será vaporizada. El vapor, denominado “vapor rehervido”, sale de la parte de arriba del Rehervidor y regresa a la torre. Este vapor rehervido fluye para arriba dentro de la torre para despojar la fracción ligera del líquido que va bajando.
El calor requerido para remover la fracción ligera del líquido de hidrocarburos es suministrado por el aceite caliente que fluye a través del haz de tubos del Rehervidor DesEtanizador. El flujo de
la temperatura deseada del Rehervidor por medio de la acción del Controlador de Temperatura del Rehervidor DesEtanizador (TIC-1232 / TIC-2232).
La porción líquida del efluente del Rehervidor fluye sobre el vertedero interno y se acumula en la sección de oleaje del Rehervidor. El vertedero interno mantiene el nivel en la sección de baño más arriba del haz de tubos. El producto líquido, denominado producto de grado “Y”, sale del Rehervidor bajo control de nivel y pasa a ser la corriente de suministrro a su respectiva Unidad DesButanizadora.
La remoción de la fracción ligera dentro del DesEtanizador posibilita que el DesButanizador cumpla con la especificación de producto de LPG y Gasolina.
El producto líquido caliente se enfría parcialmente por intercambio de calor con la corriente de suministro de la parte del medio de la torre, dicho intercambio ocurre en el Intercambiador de Residuos/Suministro del DesEtanizador (E-1222 / E-2222). El líquido enfriado fluye entonces a través de la válvula de control de nivel del Rehervidor DesEtanizador Rehervidor, en donde la presión es reducida hasta 185 psig, antes de entrar a la torre del DesButanizador para además fraccionamiento.
B. Unidad DesButanizadora
El producto líquido de grado “Y” del DesEtanizador se vaporiza instantáneamente (flasheo), de 215 psig hasta aproximadamente 185 psig, a través de la válvula de control de nivel (LCV-1232 / LCV-2232) del Rehervidor DesEtanizador. Esto vaporiza parcialmente y enfría la corriente antes de entrar en la parte del medio del DesButanizador (T-1521 / T-2521). El DesButanizador efectúa el segundo corte en el proceso de fraccionamiento. El líquido de evaporación es el producto comercial de GPL. El líquido del fondo es el producto de gasolina.
Los equipos mayores de la Unidad DesButanizadora son:
Descripción Tren #1 Tren #2
Enfriadores de Aire
Condensador de Reflujo del DesButanizador A-1323 A-2323
Intercambiadores Intercambiador de Evaporación del
DesEtanizador/GPL (lado acorazado) E-1225 E-2225
Intercambiador de Evaporación del
DesEtanizador/Gas (lado acorazado) E-1226 E-2226
Rehervidor DesButanizador (lado acorazado) E-1224 E-2224
Bombas
Bomba de Reflujo del DesButanizador P-1621 P-2621
Bomba de Reflujo del DesButanizador P-1622 P-2622
Torres
DesButanizador T-1521 T-2521
Recipientes Tambor de Reflujo del DesButanizador V-1423 V-2423
DesButanización – Separación de GPL y Productos de Gasolina:
El DesButanizador contiene 3 lechos de anillos de empaque de 1”, y los 3 lechos tinen una altura total de 13.4 metros. La torre funciona a 173 psig con una temperatura de reflujo de 49.3 oC, una temperatura de evaporación de 65 oC, y una temperatura de salida del rehervidor de 157 oC.
La porción líquida de las corrientes de suministro al DesButanizador se distribuye uniformemente por medio de distribuidores sobre los lechos empacados. La distribución uniforme ayuda a el fraccionamiento facilitando el buen contacto entre las fases de líquido y de vapor. El fraccionamiento dentro del DesButanizador se efectúa calentando el fondo de la torre con el rehervidor y enfriando la parte de arriba de la torre con el reflujo. El vapor caliente generado dentro del rehervidor se desplaza torre arriba. El líquido frío empezando con el reflujo se desplaza torre abajo. Esto establece un gradiente de temperatura a través de la torre que causa la fracción ligera a desplazarse torre arriba, y la fracción pesada a desplazarse torre abajo.
Producto de Evaporación de GPL:
El vapor de evaporación del DesButanizador es totalmente condensado en el Condensador de Reflujo del DesButanizador (A-1323 / A-2323). El líquido se acumula en el Tambor de Reflujo del DesButanizador (V-1423 / V-2423). El líquido es bombeado desde el acumulador por la Bomba de Reflujo del DesButanizador (P-1621 o P-1622 / P-2621 o P-2622; una en operación, la otra de reserva). Una parte del líquido regresa a la parte de arriba de la torre bajo control de flujo para proporcionar el reflujo. El resto sale de la unidad bajo contrrol de presión. El líquido que sale del tambor de reflujo es compuesto principalmente de propano y butano. Es el producto de GPL. Este es enfriado en el Intercambiador de Evaporación del DesEtanizador/GPL (E-1225 / E-2225) y luego almacenado en los Tanques de Almacenamiento de GPL.
La presión del Butanizador es controlada por el Contrrolador de Presión de Evaporación (PIC-1423 / PIC-2423). PIC-1423 controla la presión de su torre por medio de la acción de la PCV-1423B, ya que la PCV-1423B ajusta el flujo de GPL desde el Tambor de Reflujo. La presión fijada de evaporación de la torre es de 170 psig. Si la presión de la torre baja para menos de 170 psig, la PCV-1423B empieza a cerrarse y el flujo de GPL a almacenamiento disminuye. Si la presión de la torre aumenta para más de 170 psig, la PCV-1423B empieza a abrirse y el flujo de GPL a almacenamiento aumenta. La misma acción controladora ocurre para la PIC-2423 en el otro tren.
Este sistema de control de presión funciona controlando el area disponible para condensación dentro del Condensador. Por ejemplo, si la presión de la torre en el Tren #1 baja para menos que el punto fijado y la PCV-1423B se cierra para reducir la cantidad de GPL sacada del Tambor de Reflujo, el líquido se acumula dentro de los tubos del Condensador y disminuye el area disponible para condensación. Esto disminuye la tasa a la cual el vapor puede ser removido de la torre y, por lo tanto, permite que la presión aumente otra vez hasta el punto fijado. Si la presión aumenta para más que el punto fijado en PIC-1423, se sacará más GPL del Tambor de Reflujo através de la PCV-1423B, y lo opuesto ocurre en el sistema de evaporación de la torre.
DesButanizador se acumularán en la parte de arriba del Tambor de Reflujo normalmente lleno de líquido. La acumulación de no-condensables causará un aumento en la presión de evaporación. Por ejemplo, si los no-condensables se acumulan en el Tambor de Reflujo del Tren #1, la presión en el sistema de evaporación empezará a aumentar. Al mismo tiempo, la PCV-1423B queda abierta para reducir la presión de evaporación, intentando a aumentar la tasa de condensación de vapor de evaporación por medio de la reducción del inventario líquido. Bajo estas condiciones el espacio de vapor en el Tambor de Reflujo aumenta mientras el nivel del líquido baja. Todo el tiempo, la presión de evaporación de la torre aumenta contínuamente más arriba del punto fijado, porque los no-condensables siguen acumulandose en el espacio de vapor del Tambor de Reflujo. Cuando el nivel de líquido en el Tambor de Reflujo baja más abajo de la LSHH-1423, la válvula de solenóide, SOV-1423, se abre y permite que la PCV-1423A reciba una señal neumática. Si la PCV-1423B queda completamente abierta y si el nivel está más bajo que la LSHH-1423, entonces la PCV-1423A recibirá la señal para abrirse. Cuando la PCV-1423A se abre, los no-condensables se ventean al quemador. Mientras se ventean los no-condensables, la presión de la torre empezará a regresar al punto fijado. Si la baja de presión en el Tambor de Reflujo ocurre más rápidamente que el aumento del nivel de líquido, la PCV-1423A se cerrará en respuesta a una señal neumática para hacerlo. Sin embargo, si el nivel de líquido aumenta más rápidamente que la caída de presión, entonces la PCV-1423A efectuará su “cierre por falla” cuando se cierre la SOV-1423. Dependiendo de las condiciones operativas, la acumulación de no-condensables puede ocurrir rápidamente o simplesmente acumularse por un largo periodo de tiempo.
Producto de Residuos de Gasolina:
El líquido cae al fondo del DesButanizador y fluye por gravedad a la sección de baño del Rehervidor DesButanizador (1224 / E-2224). En la sección de baño, el líquido se calienta de 148.4 oC hasta 157 oC y parcialmente se vaporiza. La fracción ligera del líquido se vaporiza más pronto que la fracción pesada; por lo tanto, gran parte del butano restante y el líquido serán vaporizados. El vapor, denominado “vapor rehervido”, sale por la parte de arriba del rehervidor y regresa a la torre. Dicho vapor rehervido fluye torre arriba para despojar el líquido que va bajando de su fracción ligera.
El calor necesario para remover la fracción ligera del líquido de hidrocarburos es proporcionado por el aceite caliente que fluye en el haz de tubos del Rehervidor DesButanizador. El flujo de aceite caliente a través del Rehervidor es controlado para alcanzar la temperatura deseada de rehervidor por medio de la acción del Controlador de Temperatura del Rehervidor DesButanizador (TIC-1224 / TIC-2224).
La porción líquida del efluente del rehervidor fluye sobre el vertedero interno y se acumula en la sección de oleaje del rehervidor. El vertedero interno mantiene el nivel de la sección de baño más arriba del haz de tubos. Este líquido es el producto de gasolina.
La gasolina sale del rehervidor bajo control de nivel y se enfría en parte por intercambio de calor con los vapores de evaporación del DesEtanizador en el Intercambiador de Gasolina/Evaporación del DesEtanizador (E-1226 / E-2226). El líquido enfriado fluye a través de la válvula de control de nivel del rehervidor DesButanizador, donde la presión es reducida hasta casi la presión atmosférica, antes de entrar a los Tanques de Almacenamiento de Gasolina.
IV. SISTEMA DE COMPRESIÓN DE GAS RESIDUAL
El propósito del Sistema de Compresión de Residuos es de recomprimir el gas residual, de toda la planta, para entrega a los gasoductos de venta. Los equipos mayores del Sistema de Compresión de Residuos se listan más abajo: Descripción No. ID Compresores Recompresor C-111 Recompresor C-112 Recompresor C-113 Recompresor C-114
Compresor de Evaporación del DesEtanizador C-121
Recompresión de Evaporación del DesEtanizador:
Puesto que la presión operativa de los DesEtanizadores es menor que la presión operativa de las Plantas Frías, el gas residual de estos equipos no puede ser recombinado inmediatamente. En cambio, primero se combina junto con el gas residual de las dos Unidades DesEtanizadoras. Este gas residual es comprimido entonces de 185 psig hasta 535 psig en el Compressor de Evaporación del DesEtanizador (C-121). El gas residual del DesEtanizador tendrá entonces presión suficiente para fluir hacia el Cabezal de Succión de Residuo.
Además de todo control de velocidad que pueda ser suministrado en el Compresor de Evaporación del DesEtanizador, la presión de succión es controlada por la Válvula de Control de Presión de Repaso del Compressor PCV-121. Cuando la presión de succión del Compresor baja más abajo del punto fijado del PIC-121, entonces se abrirá la PCV-121. Cuando la PCV-121 se abre, el gas residual es repasado desde la descarga, de vuelta a la succión. Esto aumentará la carga sobre el compresor, y por lo tanto, aumentará la presión de succión. Si la presión de succión aumenta para más del punto fijado del PIC-121, entonces la PCV-121, si está abierta, empezará a cerrarse. Esto disminuirá la carga sobre el compresor y permitirá una caída de presión de succión. Sin embargo, si la presión de succión aumenta para más que el punto fijado del PIC-121 y la 121 está cerrada, entonces la 1226 y/o 2226 se abrirán cuando se alcancen sus puntos fijados. Cuando la PCV-1226 y/o la PCV-2226 se abren, el exceso de gas residual del DesEtanizador fluirá hacia el quemador.
Recompresión de Gas Residual:
Las corrientes de gas residual que dejan las dos Plantas Frías y el gas residual del DesEtanizador se combinan en una sola corriente a nivel del cabezal de succión de residuo. Este gas se recomprime entonces, hasta la presión del gasoducto de venta, por los Recompresores (111, C-112, C-113, & C-114). Todos los cuatro Recompresores trabajan en paralelo para comprimir el gas residual de 535 psig hasta 960 psig.
Además de cualquier control de velocidad que pueda ser proporcionado en los Recompresores, la presión de succión es controlada por la Válvula de Control de Presión de Repaso del Recompressor PCV-111. Cuando la presión de succión de los Recompresores baja más abajo del punto fijado del PIC-111, entonces se abirá la PCV-111. Cuando la PCV-111 se abre, el gas residual es repasado desde la descarga, de vuelta a la succión. Esto aumentará la carga sobre los compresores y, por lo tanto, aumentará la presión de succión. Si la presión de succión aumenta para más allá del punto fijado del PIC-111, entonces el PCV-111, si está abierto, empezará a cerrarse. Esto disminuirá la carga sobre los compresores y permitirá la caída de presión de succión. Sin embargo, si la presión de succión aumenta para más del punto fijado del PIC-111, y la PCV-111 está cerrada, esto indica que los Recompresores ya no pueden trabajar al paso de la carga sobre la planta. Cuando los Recompresores ya no puedan mover el gas para fuera de la planta, entonces habrá un aumento en la presión desde el cabezal de succión de residuos, y de vuelta hasta el cabezal de entrada de la planta.
Cuando la presión a la entrada de la planta aumenta para más del punto fijado del PIC-101, y luego de la Válvula de Control de Desvío (by-pass) de la Planta, se abrirá la PCV-101. Cuando la PCV-101 se abre, el gas de entrada será desviado alrededor de la planta, desde el gasoducto de gas de entrada hasta el gasoducto de gas residual, hasta que la presión baje otra vez hasta el punto fijado. Sin embargo, si el PI-101E, situado en el gasoducto de gas residual, detecta una presión mayor que el PIC-101, situado en el gasoducto de entrada a la planta, el sistema de control mantendrá la PCV-101 cerrada para prevenir el contraflujo de gas del gasoducto de residual hasta el gasoducto de entrada.
V. ALMACENAMIENTO DE PRODUCTO LÍQUIDO & SISTEMA DE CARGA DE CAMIONES
Este sistema proporciona el almacenamiento y transporte de GPL líquido y productos de Gasolina.
Los equipos mayores de almacenamiento del producto y Sistema de Carga de Camiones son:
Descripción No. ID
Medición/Carga
Auto Medición de GPL y Llenadera M-911
Auto Medición de Gasolina y Llenadera M-921
Bombas
Bomba de Carga de GPL P-611
Bomba de Carga de GPL P-612
Bomba de Carga de Gasolina P-621
Bomba de Carga de Gasolina P-622
Bomba de Carga de Gasolina P-631
Tanques
Tanque de Almacenamiento de GPL TK-811 hasta TK-816
Tanque de Almacenamiento de Gasolina TK-821 hasta TK-824
A. Unidad de Almacenamiento y Carga de GPL
El producto de GPL es conducido desde el Tambor de Reflujo del DesButanizador hasta los Tanques de Almacenamiento de GPL (TK-811 hasta TK-816) a control de presión del DesButanizador. Los Tanques de Almacenamiento de GPL tienen una capacidad nominal de 30,000 galones cada uno. Los tanques trabajan a una presión de vapor de aproximadamente 122 psig a 37.8 oC. Esta presión mantendrá el producto de GPL en fase líquida a una temperatura ambiente de 37.8 oC. La presión de todos los tanques se iguala por medio de una línea de vapor de 2” situada en la parte de arriba de cada tanque y la presión es controlada por válvulas de control de contrapresión de GPL (PCV-800).
Periódicamente, los camiones tanques deben ser programados para remover el producto de GPL de los Tanques de Almacenamiento y hacer la entrega a su destino final. Los Camiones clasificados para presión de trabajo y de diseño más alta, efectuarán la carga del producto de GPL en la Llenadera y Medición Automática de GPL (M-911). Cuando el operador del
camión lléga en el sitio de carga, el/ella debe llevar a cabo las siguientes actividades antes de cargar el producto dentro del camión:
- Fijar correctamente la tierra al camión
- Fijar seguramente las mangueras de carga y regreso de vapor al camión
- Abrir las válvulas manuales de bloqueo de 2” situadas en la línea de carga y la línea de regreso de vapor
Una vez efectuados los pasos mencionados más arriba, el operador podrá oprimir el botón de arranque “start” del sistema de carga. Cuando se reciba el permisivo de tierra, se abrirá la válvula de cierre de la línea de regreso de vapor (XV-911B), se abrirá la válvula de cierre de la línea de carga automática (XV-911A), y la Bomba de Carga de GPL (P-611/612; una en operación, una de reserva) arrancarán automáticamente. El producto de GPL será entonces contado mientras sea trasferido al camión.
Cuando tenga cargado el volumen requerido de producto en el camión, el operador debe oprimir el botón de paro “stop” del sistema de carga. Esto causará el paro de la Bomba de Carga de GPL y el cierre de las válvulas de cierre automático.
B. Unidad de Almacenamiento y Carga de Gasolina
El producto de Gasolina es transferido desde el Rehervidor DesButanizador a los Tanques de Almacenamiento de Gasolina (TK-821 thru TK-824) bajo control de nivel. Los Tanques de Almacenamiento de gasolina tienen una capacidad nominal de 400 BBLS cada uno. Los tanques trabajan a una presión un poco más arriba de la presión atmosférica. Las Válvulas de Control del Colchón de Gas (PCV-822A y PCV-824A) y la Válvula de Control de las Presiones del Tanque (PCV-822B y PCV-824B) trabajan juntas para mantener la presión. A medida que se bombea el producto de los Tanques de Almacenamiento, el nivel de líquido baja y la presión disminuye a medida que se expande el gas dentro del espacio arriba del líquido. Cuando la presión empieza a caer más abajo del punto fijado, las PCV-822A y PCV-824A proporcionarán un aflujo de gas natural, desde el sistema de gas combustible, para mantener la presión positiva. A la inversa, a medida que el producto líquido se entrega a los Tanques de Almacenamiento, el nivel de líquido sube y la presión aumenta cuando el gas es comprimido dentro del espacio arriba del líquido.
Cuando la presión empieza a aumentar más arriba del punto fijado, las PCV-822B y PCV-824B liberan parte del colchón de gas de los tanques.
Periódicamente, los camiones tanques deben ser programados para remover el producto de Gasolina de los Tanques de Almacenamiento y entregarlo a su destino final. Los camiones serán cargados de Gasolina en la Llenadera y Medición Automática de Gasolina (M-921). Cuando el operador del camión llega al sitio de carga, el/ella debe efectuar las actividades indicadas más abajo, antes de cargar el producto en el camión:
- Fijar correctamente la tierra al camión
- Fijar seguramente las mangueras de carga y regreso de vapor al camión
- Abrir las válvulas manuales de bloqueo de 2” situadas en la línea de carga y la línea de regreso de vapor Una vez efectuados los pasos mencionados más arriba, el operador podrá oprimir el botón de arranque “start” del sistema de carga. Cuando se reciba el permisivo de tierra, se abrirá la válvula de cierre de la línea de regreso de vapor (XV-921B), se abrirá la válvula de cierre de la línea de carga automática (XV-921A, y la Bomba de Carga de Gasolina (P-621/622; una en operación, una de reserva) arrancarán automáticamente. El producto de Gasolina será entonces medido mientras sea transferido al camión. Cuando tenga cargado el volumen requerido de producto al camión, el operador debe oprimir el botón de paro “stop” del sistema de carga. Esto causará el paro de la Bomba de Carga de Gasolina y el cierre de las válvulas de cierre automático.
Para cualquier actividad de mantenimiento o reparación, una vez que se bombeó la mayor parte del producto desde los Tanques de Almacenamiento utilizando la llenadera, la pequeña cantidad de producto líquido que queda en el fondo de los tanques puede ser bombeada a otro lugar por la Bomba de Residuo de Gasolina (P-631).
VI. SISTEMAS AUXILIARES
A. Unidad de Aceite Caliente
El objetivo de la Unidad de Aceite Caliente es de transferir calor del Calentador de Aceite Caliente al Rehervidor DesEtanizador y el Rehervidor DesButanizador.
El equipo mayor del sistema de aceite caliente se listan a continuación:
Descripción Tren #1 Tren #2
Intercambiadores Rehervidor DesEtanizador (lado de los
tubos) E-1232 E-2232
Rehervidor DesButanizador Rehervidor
(lado de los tubos) E-1224 E-2224
Calentadores
Calentador de Aceite Caliente H-1741 H-2741
Bombas
Bomba de Aceite Caliente P-1641 P-2641
Bomba de Aceite Caliente P-1642 P-2642
Recipientes Tanque de Expansión de Aceite Caliente V-1441 V-2441
El Calentador de Aceite Caliente (H-1741 / 1742) es un calentador de serpentín helicoidal con mechero de tiro forzado. Los controles del mechero son ajustados automáticamente por la Válvula de Control de Temperatura del Calentador (TCV-1741 / TCV-2741) para mantener una temperatura constante a la salida del calentador (TIC-1741 / TIC-2741).
El aceite caliente se divide en tres corrientes después de salir del Calentador de Aceite Caliente.
• Una corriente fluye por el lado de los tubos del Rehervidor DesEtanizador (E-1232 / E-2232). Dentro del rehervidor, el aceite caliente se enfría cuando éste trransfiere calor al líquido de hidrocarburos del lado acorazado del rehervidor. La tasa de flujo del aceite caliente dentro del rehervidor es ajustada automáticamente por la válvula de control de temperatura (TCV-1232 / TCV-2232) para mantener la
temperatura deseada del rehervidor (TIC-1232 / TIC-2232). • La otra corriente fluye del lado de los tubos del Rehervidor
DesButanizador (E-1224 / E-2224). Dentro del rehervidor, el aceite caliente se enfría a medida que transfiere calor al líquido de hidrocarburos del lado acorazado del rehervidor. La tasa de flujo de aceite caliente dentro del rehervidor, es ajustada automáticamente por la válvula de control de temperatura (TCV-1224A / TCV-2224A) para mantener la temperatura deseada del rehervidor (TIC-1224 / TIC-2224). • La tercera corriente fluye dentro de la línea de desvío
“by-pass” del Rehervidor DesButanizador cuando esto sea necesario. La tasa de flujo de aceite caliente dentro de esta línea es ajustada automáticamente por la válvula de control de desvío de aceite caliente (TCV-1224B / TCV-2224B). La válvula de control de desvío de aceite caliente protege el Calentador de Aceite Caliente y la Bomba de Aceite Caliente contra las condiciones de flujo bajo durante contratiempos con la planta o bajas de operación. Está diseñada para abrirse cuando se cierra la TCV-1224A / TCV-2224ª, y cerrarse cuando se abre la TCV-1224A / TCV-2224A.
Las corrientes de aceite caliente se recombinan y fluyen hacia el Tanque de Expansión de Aceite Caliente (V-1441 / V-2441). El tanque de expansión se ajusta a los cambios de volumen de aceite caliente que resulten de cambios de la temperatura de trabajo. Cuando aumenta la temperatura de trabajo, el aceite caliente se expande y el nivel en el tanque sube. Cuando baja la temperatura de trabajo, el aceite caliente quedará más denso y bajará el nivel dentro del tanque.
La presión del Tanque de Expansión se mantiene por un sistema de colchón de gas que introduce el gas de colchon dentro del tanque bajo control de entrada de presión (1441A / PCV-2441A), y libera el exceso de gas al quemador bajo control de alivio de presión (PCV-1441B / PCV-2441B).
El aceite caliente es bombeado desde el Tanque de Expansión de Aceite Caliente y regresa al Calentador de Aceite Caliente por la Bomba de Aceite Caliente (P-1641 o P-1642 / P-2641 o P-2642); una en operación, otra de reserva). Las bombas están equipadas con Enfriadores de Baldeo de los Sellos, que enfrían el
líquido de baldeo del sello de la bomba por intercambio de calor con aire ambiente por convección natural.
Cuando el aceite caliente entra otra vez dentro del Calentador de Aceite Caliente, el bucle de circulación de aceite caliente estará completo.
Aceite Caliente Complementar
Aunque el sistema de aceite caliente sea un sistema cerrado, ocurrirán algunas pérdidas debido a fugas y mantenimiento. El inventario del sistema es monitoreado de acuerdo con el nivel en el Tanque de Expansión de Aceite Caliente. De ser necesario, el aceite caliente complementar puede ser añadido al sistema por medio de una conexión de llenado de 2” en el tanque. El complemento de aceite caliente debe siempre ser de la más alta calidad disponible, y libre de humedad.
B. Unidad de Gas Combustible
El equipo mayor del sistema de gas combustible es:
Descripción Tren #1 Tren #2
Recipientes Depurador “Scrubber” de Gas Combustible V-1429 V-2429
Para la puesta en marcha, el gas combustible puede ser tomado del Cabezal de Gas de Entrada, corriente arriba de XV-101A. Sin embargo, para la operación normal, el gas combustible se saca del Cabezal de Succión de Residuos, que proporciona gas seco procesado. La presión del gas combustible se reduce por etapas. Se necesitan múltiples válvulas de control de presión porque la caída de presión es demasiado grande para ser manejada por una sola válvula cuando se utiliza gas de entrada de alta presión.
La corriente de gas combustible de baja presión es depurada en el Depurador “Scrubber” de Gas Combustible (V-1429 / V-2429) para remover cualquier líquido libre que pueda ser arrastrado desde el Sistema de Procesamiento de Gas. Ello es necesario porque los líquidos libres constituyen un peligro a la seguridad en los quemadores de gas combustible.
El gas limpio proporciona combustible para los Calentadores de Aceite Caliente, Calentadores de Gas de Regeneración, Quemador, Generadores de Potencia, y Compresores. Asimismo proporciona el gas de arranque para los compresores, gas de colchón para los Tanques de Expansión de Aceite Caliente y Tanques de Almacenamiento de Gasolina, y purga el gas para que el Cabezal del Quemador mantenga un pequeño flujo de presión positiva en la boquilla del quemador.
Esta es una función muy importante, ya que no permite la entrada de oxígeno al sistema de quemadores.
La presencia de oxígeno en el sistema de quemadores de la planta podría causar consecuencias severas. Es de suma importancia asegurar la disponibilidad de una pequeña purga de gas combustibe para el sistema de quemadores cuando la planta está en operación.
SEGURIDAD
La Seguridad es de suma importancia en cualquier operación. Es aun más importante para estas unidades de equipo, ya que la operación cuenta con la presencia de gas presurizado, equipo rotativo, cableado de alta tensión, y substancias combustibles. En algunos casos, también pueden estar presentes substancias tóxicas. Como resultado, el personal que trabaja dentro de la instalación podría estar expuesto a condiciones peligrosas. Todo el personal debe leer esta sección y familiarizarse con las buenas prácticas de seguridad.
A. Generalidades
Este equipo debe ser operado y mantenido solamente por personal adistrado y capacitado. Dicho personal debe estar familiarizado con todos los reglamentos y procedimientos de seguridad a nivel local, estatal, y federal.
Todo el personal debe estar enterado de lo siguiente:
• No debe limpiar, prestar servicio o hacer reparaciones de equipo o tubería sin primero aliviar toda la presión del sistema.
• Todas las fuentes de ignición deben estar desconectadas y las llamas apagadas antes de efectuar la instalación o reparación. • Obtener la autorización de trabajo en caliente antes de hacer
soldadura dentro o cerca de la unidad. Gases combustibles pueden estar presentes en cualquier momento, aún cuando la unidad está en paro. Dichos gases pueden ser inodoros, por lo tanto siempre debe utilizarse un medidor de gas combustible para su detección.
• Jamás debe entrar dentro de un recipiente sin autorización para trabajo en lugar encerrado y las medidas apropiadas de seguridad. Aún cuando un recipiente haya sido limpiado y purgado con aire, es posible que queden gases tóxicos y/o combustibles atrapados en cavidades dentro del recipiente o que estos escapen de depósitos en las partes internas del recipiente.
• No debe nunca entrar a un punto bajo o foso de la planta sin primero verificar si hay una cantidad adecuada de aire utilizando para ello un medidor portátil de oxígeno (una lectura apropiada
