CAPITULO I
CAPITULO I
INTRODUCCION
INTRODUCCION Y
Y OBJETIVOS
OBJETIVOS
INTRODUCCION
INTRODUCCION
Es importante conocer todos los procesos que se realizan en la planta Es importante conocer todos los procesos que se realizan en la planta porque estos eliminan los contaminantes e impurezas con los
porque estos eliminan los contaminantes e impurezas con los que saleque sale el gas del reservorio y que
el gas del reservorio y que pueden ocasionar problemas en el manejo ypueden ocasionar problemas en el manejo y procesamiento del gas por esto !ay
procesamiento del gas por esto !ay que eliminarlos para llevar elque eliminarlos para llevar el contenido de impur
contenido de impureza de estos gaseeza de estos gases s a los niveles a los niveles e"igidos por lose"igidos por los consumidores
consumidores del gas del gas para cumplir para cumplir con los con los contratos#contratos#
OBJETIVO GENERAL
OBJETIVO GENERAL
El objetivo general del proyecto es el de
El objetivo general del proyecto es el de conocer y elaborar un conocer y elaborar un in$ormein$orme en el cual se pueda apreciar y a%anzar los conocimientos adquiridos en en el cual se pueda apreciar y a%anzar los conocimientos adquiridos en la universidad& al mismo tiempo aplicar
la universidad& al mismo tiempo aplicar todos los conocimientotodos los conocimiento inculcados en la universidad para
inculcados en la universidad para los distintos procesos relacionadoslos distintos procesos relacionados con el tratamiento que recibe el gas antes de su venta#
con el tratamiento que recibe el gas antes de su venta#
OBJETIVO ESPECIFICO
OBJETIVO ESPECIFICO
Los objetiv
Los objetivos espec'%cos de eos espec'%cos de este campo ste campo $ueron los sig$ueron los siguientes(uientes( )#
)# ConocConocer la Planta Carer la Planta Carrasco y re*rasco y re*ejarlejarlo en el preseno en el presente in$orte in$orme#me# +#
+# OtOtororgagar r nunuevevas as idideaeas s u u obobseservrvacacioionenes s papara ra lalas s opopereracacioionenes s yy procedimie
procedimientos en la ntos en la planta a tratar planta a tratar ,Carrasco-#,Carrasco-# .#
.# /es/esarrarrollollar en ar en detdetallalle los e los prproceocesos que su$rsos que su$re el e el gas dentgas dentro de laro de la planta#
planta#
UBICACIÓN DE LA PLA
UBICACIÓN DE LA PLANT
NTA CARRASCO
A CARRASCO
La planta Carrasco& que
La planta Carrasco& que se encuentra en $uncionamiento desde )001&se encuentra en $uncionamiento desde )001& est2 ubicada en la
est2 ubicada en la provincia Carrasco del departamento deprovincia Carrasco del departamento de Coc!abamba& a +.
Coc!abamba& a +.3 4il5metr3 4il5metros de 6anta os de 6anta Cruz# Cruz# 6u capacidad de6u capacidad de procesamiento es de 73 millones de pies c8bicos d'a#
procesamiento es de 73 millones de pies c8bicos d'a# La planta de Carrasco es alimentada por los pozos
La planta de Carrasco es alimentada por los pozos que se encuentran enque se encuentran en los Campos C
y Carrasco <oot=
y Carrasco <oot=all# 6u all# 6u producci5n promedio de >LP es producci5n promedio de >LP es de )3?#3de )3?#3
toneladas por d'a de condensado& es de .+33 barriles por d'a& mientras toneladas por d'a de condensado& es de .+33 barriles por d'a& mientras que de gasolina es de ..? barriles por d'a#
que de gasolina es de ..? barriles por d'a#
– – Bulo – 3
Bulo – 3 AArrrreeggllo o ssiimmppllee RRoobboorree
KNT – 1 KNT – 1 KNT – x2 - D KNT – x2 - D
A
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y Carrasco <oot=all# 6u all# 6u producci5n promedio de >LP es producci5n promedio de >LP es de )3?#3de )3?#3
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A
INFORMACION GENERAL DE LOS CAMPOS P
INFORMACION GENERAL DE LOS CAMPOS PRODUCTORES
RODUCTORES
Campo Carrasco
Campo Carrasco
El Campo Carrasco $ue descubierto
El Campo Carrasco $ue descubierto en )00)# Inicialmente se e"plot5 elen )00)# Inicialmente se e"plot5 el 2rea por agotamiento natural& sin embargo a partir del a@o +33+& se 2rea por agotamiento natural& sin embargo a partir del a@o +33+& se inyecta gas pobre o residual a la $ormaci5n para mejorar la producci5n y inyecta gas pobre o residual a la $ormaci5n para mejorar la producci5n y la recuperaci5n de los
la recuperaci5n de los !idrocarburos del reservorio productor!idrocarburos del reservorio productor# En # En esteeste campo se per$oraron )+ pozos&
campo se per$oraron )+ pozos& actualmente + son productores& . sonactualmente + son productores& . son inyectores de
inyectores de gas y uno es inyegas y uno es inyector de agua de $orctor de agua de $ormaci5n# maci5n# LaLa pro$undidad media es de ?3
pro$undidad media es de ?33 m# 3 m# <orm<ormaciones productoras( Baciones productoras( Bobor I yobor I y II& Decua& Petaca y Dantata# La producci5n promedio de este campo es de II& Decua& Petaca y Dantata# La producci5n promedio de este campo es de )3 barriles diarios de petr5leo& ).&? millones de pies c8bicos de
)3 barriles diarios de petr5leo& ).&? millones de pies c8bicos de gasd'a& 13
gasd'a& 13
barriles de gasolina naturald'a y
barriles de gasolina naturald'a y alrededor de +F metros c8bicos de gasalrededor de +F metros c8bicos de gas licuadod'a#
licuadod'a#
Actualmente producen los pozos CBCG7 y ))# Actualmente producen los pozos CBCG7 y ))# Pozos inyectores de >as $ueron( CBCG 1GF y 0# Pozos inyectores de >as $ueron( CBCG 1GF y 0# 6on inyectores de agua el CBCG+= y CBCG)+=# 6on inyectores de agua el CBCG+= y CBCG)+=#
Campo Bulo Bulo
Campo Bulo Bulo
<ue
<ue descubiedescubierto el rto el a@o )01) a@o )01) con el con el Pozo 99LPozo 99LGH) GH) $ormaci5n Cajon$ormaci5n Cajones# es# ElEl a@o )00. con el
a@o )00. con el Pozo 99LG. Pozo 99LG. se descubre la <se descubre la <ormaci5n Bobor# ormaci5n Bobor# Ingresa aIngresa a producci5n en novi
producci5n en noviembre de embre de +333# +333# Este Campo se Este Campo se e"plota pore"plota por agotamiento natural#
agotamiento natural# La producciLa producci5n de los 5n de los pozos ,Condensado& gapozos ,Condensado& gas ys y agua- converge a un ani$old y luego se transporta !asta la
agua- converge a un ani$old y luego se transporta !asta la plantaplanta Carrasco por una ca@er'a de )+J de +F :m# de longitud#
Carrasco por una ca@er'a de )+J de +F :m# de longitud# 6e per$oraron varios pozos&
6e per$oraron varios pozos& de los cuales el 99LG+& .& F& de los cuales el 99LG+& .& F& ))&). y )LC y))&). y )LC y LL& )3 LC y LL
LL& )3 LC y LL son productores# La prson productores# La producci5n promedio actual eoducci5n promedio actual es des de +#)?3 barril
+#)?3 barriles de petr5lees de petr5leo por d'a& o por d'a& 1)#. mill1)#. millones de pies c8bicones de pies c8bicos de gas&os de gas& +33 metros c8bicos de >LP que se e"traen del gas
+33 metros c8bicos de >LP que se e"traen del gas y unos 33 barrilesy unos 33 barriles de gasolina natural#
de gasolina natural#
Pro$undidad edia <ormaciones productoras( Pro$undidad edia <ormaciones productoras( Bobor I y
Bobor I y III( III( 33 metros& D33 metros& Dantatantata ,Pro$a ,Pro$# )1.3 m-& Cajones ,)1F3 m-# A# )1.3 m-& Cajones ,)1F3 m-# A partir de
partir del l +?G31G)3 +?G31G)3 el el pozo pozo 99LG+ 99LG+ esta esta *uyendo *uyendo con con 6istema 6istema dede elevaci5n arti%cial Plunger Li$t#
elevaci5n arti%cial Plunger Li$t#
Campos a!a"a
Campos a!a"a Sur
Sur# a!a"a
# a!a"a Nor"$# a!a"a
Nor"$# a!a"a Foo"%all &
Foo"%all &
a!a"a Es"$
a!a"a Es"$
El Pozo :;TGH) $ue descubierto y puesto en producci5n en agosto de El Pozo :;TGH) $ue descubierto y puesto en producci5n en agosto de +33+#
+33+# 6e per$orar6e per$oraron )) on )) pozos ,pozos ,algunos con algunos con arreglo arreglo doble-# Ldoble-# Lasas $ormaciones productoras son(
$ormaciones productoras son( DDantata y Petacantata y Petaca con una pro$undidada con una pro$undidad media de .F33 m y .133 m respectivamente#
Actualmente se encuentran en producci5n los pozos( :;TGH)& :;TG 3K& :;;G. LC& :;;K& :<=G3)& y :;EGH)# El pozo :;TGH)/ $ue convertido en pozo inyector de gas para mantener la presi5n del reservorio# /esde mayo del +337 nuevamente como productor# Todos los Pozos cuentan con Telemetr'a)& a e"cepci5n del :;EGH)#
Campo Carrasco Foo"%all
El Campo Carrasco <ootall& pertenece a una $ormaci5n independiente de la $ormaci5n productora del Campo Carrasco# El Pozo Carrasco
<ootall H ) entr5 en producci5n a %nes de diciembre# El pozo C<=G3+ $ue descubierto el .3G31G31 y el pozo C<=G3. $ue descubierto el +.G))G 3F# La pro$undidad media es de .F33m# <ormaci5n Productora( Petaca y Dantata#
El gas natural del campo 99L contiene +#7 M de C3+& el de el campo CBC +#?M& raz5n por la que los pozos tienen arreglos super%ciales con tuber'a cromada& resistentes a la corrosi5n# Los gases de :;T tienen m'nimo C3+ ,3#) M de C3+-#
ACTIVIDADES OPERATIVAS
Campo Carrasco Foo"%all
El Campo Carrasco <ootall& pertenece a una $ormaci5n independiente de la $ormaci5n productora del Campo Carrasco# El Pozo Carrasco
<ootall H ) entr5 en producci5n a %nes de diciembre# El pozo C<=G3+ $ue descubierto el .3G31G31 y el pozo C<=G3. $ue descubierto el +.G))G 3F# La pro$undidad media es de .F33m# <ormaci5n Productora( Petaca y Dantata#
El gas natural del campo 99L contiene +#7 M de C3+& el de el campo CBC +#?M& raz5n por la que los pozos tienen arreglos super%ciales con tuber'a cromada& resistentes a la corrosi5n# Los gases de :;T tienen m'nimo C3+ ,3#) M de C3+-#
ACTIVIDADES OPERATIVAS
En el proceso primario se separan los *uidos en l'quidos ,Condensado y Agua- y gaseosos# Esto se realiza en los 6eparadores# Posteriormente el gas se acondiciona& eliminando CO+& des!idrata y procesa en dos
Plantas Criognicas para obtener >LP y >asolina ;atural# Los
l'quidos a su vez se separan en agua y condensado& este 8ltimo se
estabiliza& almacena y mide en tanques# Luego se %scaliza& y se entrega a DP<9GTBA;6POBTE6 para
enviar a 6anta Cruz o a Coc!abamba a travs de gaseoductos# La
producci5n de gas se acondiciona en una Planta de Amina con capacidad
de 73 PC/& para la eliminaci5n del CO+& de modo de cumplir con las especi%caciones para el gas de venta& seg8n contrato ,Contenido de CO+ menor al +M-# /e la corriente de gas natural se e"traen los Componentes Licuables ,>asolina ;atural y >LP- en Plantas Criognicas# En la zona& C!aco cuenta con + plantas( de 73 y ?3 PC/ cu# Estas plantas de procesamiento de gas son del tipo Criognica con Turbo E"pansor#
Los productos %nales que se obtienen son( >asolina& >LP y >as Besidual que son distribuidos en el mercado interno#/esde $ec!a 3.G31G30 se recibe un promedio de F#? PC/ de gas del Campo N9B en Planta :anata#
El gas residual ,seco- es %scalizado y entregado& para su transporte mediante gasoducto& a DP<9GTBA;6POBTE# Tambin& se entrega gas a empresas Termoelctricas de Nalle Kermoso& 9ulo 9ulo y Ende Andina para la generaci5n de Electricidad que va destinada al 6istema
Integrado ;acional
DP<9GTBA;6POBTE es la encargada de transportar el volumen de gas sobrante& por el gasoducto de alta& !asta los centros de consumo nacional ,Coc!abamba y 6anta Cruz- e internacional# A partir de diciembre del +330 el compresor ; 0 de Inyecci5n se adecu5 para comprimir gases de Intermedia por lo que ya no se tiene esta opci5n# El >as Licuado de Petr5leo ,>LP- es producido& medido& almacenado en tanques y transportado mediante camiones cisternas a los di$erentes centros de consumo del pa's# En la parte oeste se tiene el 2rea de almacenamiento y cargu'o de >LP a cisternas# 6on +3 tanques !orizontales de )33 metros c8bicos cada uno#
El agua de $ormaci5n es recibida en una Pileta API& de donde es bombeada para ser %ltrada& tratada con compuestos qu'micos& almacenada y posteriormente inyectada a pozos CBCG += 5 )+= ,especialmente dise@ados para la disposici5n de agua de $ormaci5n-# La Planta cuenta con un 6istema de Control /istribuido ,/C6- que
permite desde 6ala de Control el monitoreo de par2metros operativos& como ser( Presiones& Temperaturas& Caudales& Apertura de N2lvulas& Estado de Equipos& composici5n de >ases de Alimento y Besidual mediante Cromat5gra$os en L'nea& etc#
En caso de emergencia se puede cerrar Pozos de :;T& C<= y 99L con solo enviar una se@al de Cierre desde Pantallas#
Para las actividades cotidianas se tiene como 6istemas de
Comunicaci5n tel$onos %jos& <a"& tel$ono Celular est2tico& Badio& Kandies& Correo Electr5nico& Intranet& Internet y para casos de emergencia Tel$ono 6atelital
ESTRUCTURA ORGANI'ATIVA
En cuanto a la estructura organizativa del 2rea de producci5n& se podr'a decir que cuenta con un >erente de Producci5n que est2 encargado de todos los campos del pa's#
normalizar todo el proceso productivo y de tratar de cumplir con las demandas de los encargados de m2s alto nivel#
Los turnos en la planta cuentan con un supervisor y un programador& que son los encargados de velar la producci5n y el cronograma
respectivamente de los procesos de las di$erentes 2reas de producci5n para todos los campos#
En el caso espec'%co de Carrasco& se cuenta con un operador de planta& operador de turno& operador de cargu'o de >LP& etc#
CAPITULO II
RECOLECCION Y SEPARACION DEL GAS
RECOLECCION Ma!()ol*
La producci5n de los pozos integrados al sistema se recibe en los mani$olds colectores& que los agrupan de acuerdo a la presi5n de recepci5n# Cada mani$old est2 compuesto b2sicamente por dos l'neas !orizontales a las cuales se conectan& mediante el empleo de v2lvulas y bridas#
Una de las l'neas ,la de mayor di2metro- est2 asociada al circuito de producci5n mientras que la otra se conecta al circuito de control#
Por medio de v2lvulas de seccionamiento se puede seleccionar qu pozo ser2 controlado& mientras que la producci5n de los otros ingresa al circuito de producci5n general#
Los mani$olds y el depurador asociado operan a una
temperatura cercana al ambiente& y una presi5n de !asta )+33 Psi# Slu+ Ca"c,$r
Para procesar el gas procedente de 9ulo 9ulo se dispone de un equipo separador de l'quidos y gas denominado 6lug Catc!er ,Amortiguador de variaciones de *uido-#
El mismo est2 compuesto por dos matrices de l'neas de .3 de di2metro de disposici5n !orizontal& las cuales operan en paralelo#
Los l'quidos separados son colectados en el recipiente vertical el cu2l mediante presurizaci5n con el mismo gas es vaciado regularmente para su procesamiento# Paralelamente el gas depurado ingresa a la planta para su tratamiento#
PROCESO DE SEPARACION Separadores
Los separadores son los arte$actos m2s ampliamente conocidos en la industria petrolera& debido a que se los necesita para un sinn8mero de aplicaciones& comenzando en las cercan'as del pozo y siguiendo con ellos a la entrada de cualquier planta de procesamiento de gas o de l'quido# 6u uso puede ser resumido de la siguiente manera(
• Ocasionar una separaci5n primaria de los *uidos que son l'quidos
de aquellos que son gases& ya que la corriente que viene del pozo es una mezcla compleja de variados !idrocarburos en estado
l'quido y gaseoso& agua& vapor de agua& s5lidos& que *uye de manera turbulenta y a alta velocidad
• ejorar la separaci5n primaria removiendo los l'quidos atrapados
en el gas
• ejorar la separaci5n a8n m2s& removiendo el gas atrapado en el
l'quido
• /escargar ambos *uidos en $orma separada desde el recipiente
sin posibilidad de que vuelvan a mezclarse Pr(!c(p(os *$ s$parac(-!
Los principios $'sicos b2sicos para la separaci5n son(
• I!solu.(l(*a* $!"r$ los /u(*os0 El estado gaseoso y el l'quido
en condiciones estables de temperatura y presi5n& as' como el agua y el petr5leo& no son solubles& es decir que si bien se
mezclan& no son miscibles& conservando su estructura original#
• D()$r$!c(a *$ *$!s(*a*$s0 Los tres *uidos a separar conservan
en la mezcla di$erentes densidades& actuando el e$ecto de la gravitaci5n& de manera que los *uidos se separan por di$erencia en el peso de cada componente#
• D$ca!"ac(-!0 Es el e$ecto de la gravedad sobre los di$erentes
pesos de los *uidos a separar& !aciendo que el m2s pesado tenga la tendencia a acumularse en lo m2s pro$undo#
• Coal$sc$!c(a0 Es la propiedad de las gotas de un mismo *uido a
atraerse y unirse entre s'& $acilitando el proceso de decantaci5n# Co!*(c(o!$s *$ op$rac(-!
Para que los *uidos cuenten con las mejores condiciones en el interior del equipo para la separaci5n& ser2 necesario considerar algunos
aspectos $undamentales(
T$mp$ra"ura0 Que los *uidos estn a una adecuada temperatura a %n de bajar lo su%ciente la viscosidad del petr5leo como para ayudar al desprendimiento de las burbujas de gas& disminuyendo las necesidades de tiempo de residencia#
En la $ase l'quida mejorar2 la disociaci5n petr5leoGagua mejorando la separaci5n#
6e debe considerar el tipo de petr5leo& pues si la temperatura es muy alta& evaporar2 algunos livianos que luego puede ser necesario
condensar por en$riamiento y recuperar#
Pr$s(-!0 Que estn sometidos a la menor presi5n posible de trabajo a los e$ectos de aumentar la di$erencia de densidades entre gas y l'quido& lo que tambin $avorecer2 la separaci5n del gas libre y del gas disuelto# En la mayor'a de los casos la m'nima presi5n de trabajo deber2 ser
compatible con la necesaria para el drenaje de los l'quidos por el $ondo# Las limitaciones a las bajas presiones& est2n dadas tambin por el
aumento del volumen del gas al disminuirlas& dado que a tal aumento& le corresponder2 un incremento de la velocidad de su pasaje por el separador
La separación
La producci5n de todos los pozos ingresa& por di$erencia de presi5n# Estos equipos est2n con$ormados por recipientes cil'ndricos de
disposici5n !orizontal& montados sobre 4ids de acero& que permiten la separaci5n entre la $ase gaseosa y la l'quida#
En una ampliaci5n de este subsector se !an instalado los
separadores de caracter'sticas constructivas similares a la de los otros separadores#
Por medio de las v2lvulas ubicadas al ingreso& y las asociadas a la salida de cada unas de las $racciones obtenidas& se puede regular las condiciones de $uncionamiento de cada equipo en particular#
Las condiciones de operaci5n son del orden de( 6eparadores de media
• Temperatura( F3 < • Presi5n( F33 Psi
Los equipos de baja presi5n& operan tambin a temperatura de F3 <& siendo sus presiones del orden de los ?10 Psi#
Los separadores operan a +33 Psi#
Los *uidos ingresan al separador por su sector medio& circulan por el interior del equipo durante un cierto tiempo mientras se produce el
$en5meno de separaci5n debido a la di$erencia de peso entre el gas y el l'quido# /urante este proceso las burbujas de gas ascienden a la parte
superior del separador por ser m2s livianas& y los l'quidos van
descendiendo por ser m2s pesados y se acumulan en la parte in$erior# 6i el caudal que recibe el separador es alto& la velocidad de circulaci5n del gas en el interior del mismo ser2 elevada y puede arrastrar !acia la parte superior a las gotas m2s peque@as de petr5leo pulverizado# Para evitar estas prdidas y $avorecer la separaci5n& se dise@an de*ectores de turbulencia& de*ectores de condensaci5n y %ltros rejillas como
elementos internos del equipo#
Estos dispositivos& como los e"tractores de nieblas& que se colocan en el interior de un separador& normalmente se dise@an para permitir que el gas pase a travs de los mismos pero e$ectuando bruscos cambios de direcci5n# Al mismo tiempo& esta corriente de gas impacta contra una super%cie de c!oque& producindose la coalescencia ,agrupaci5n- de las part'culas& las que al aumentar de tama@o caen por gravedad a la parte in$erior del equipo#
Adem2s& por el !ec!o de que la corriente de gas y l'quido es conducida por el interior de una ca@er'a dentro de la cual e"iste una determinada presi5n& y que al ingresar al separador se produce una brusca e"pansi5n en una c2mara m2s amplia& el *ujo pierde velocidad& RcortandoS el
arrastre de part'culas& permitiendo la ca'da gravitacional de las mismas !acia el lec!o l'quido#
El proceso de separaci5n ser2 entonces(
)# Asegurar las condiciones 5ptimas de temperatura y presi5n de trabajo#
+# /isminuir la velocidad de *ujo de la mezcla al ingresar al equipo .# Ayudar a la separaci5n mec2nicamente con barreras de c!oque&
tubos cicl5nicos y mallas de retenci5n de niebla
# /arle al *ujo el tiempo de residencia necesario dentro del equipo# Un tiempo de retenci5n de ) a . minutos puede ser su%ciente si no
e"iste la $ormaci5n de espuma& en caso contrario puede ser necesario ? a +3 minutos& dependiendo de la estabilidad de la espuma y de la con%guraci5n del equipo#
Condiciones mecánicas del separador
Entre los mecanismos de separaci5n& que tienen que ver con la estructura y dise@o del equipo& se puede considerar como m2s importantes(
C,o1u$0 El c!oque de la mezcla a la entrada del separador propondr2 la dispersi5n de los *uidos de di$erente densidad#
Cambio de velocidad( Asociado al principio de inercia& los cambios de velocidad se mani$estar2n en una reducci5n de velocidad de cada una de las $ases en $orma di$erente y consecuente con sus densidades# Cam.(o *$ *(r$cc(-!0 E"iste la tendencia a la separaci5n entre $ases,
cuando al *uido se le modi%ca su direcci5n& generada por la di$erencia de densidad de los *uidos#
T($mpo *$ r$s(*$!c(a0 O de retenci5n& es el tiempo que le lleva al *uido pasar por el separador# Para un determinado caudal o *ujo& ste tiempo est2 $undamentado por el volumen disponible# Est2 dado por el di2metro del separador& el largo& y el nivel de l'quido de operaci5n# Un aumento de estos par2metros causar2 un aumento en el tiempo de residencia#
El tiempo de residencia es necesario para obtener una buena separaci5n& pero posee una estrec!a vinculaci5n con la presi5n& temperatura y caracter'sticas del *uido(
2s viscosidad ayor tiempo de residencia enor viscosidad enor tiempo de residencia
Sup$r2c($ (!"$r)as$0 Es importante la mayor super%cie en el 2rea de contacto entre las $ases# /e aqu' la conveniencia& en muc!os casos& de utilizar separadores !orizontales en lugar de los verticales#
El equipamiento b2sico para separar l'quidos de vapores utiliza tanto las $uerzas gravitacionales como las centr'$ugas# Las primeras se utilizan al reducir la velocidad de modo que el l'quido pueda asentarse en el
espacio provisto a tal %n# Las $uerzas centr'$ugas se usan para cambiar la direcci5n del *ujo# Ambas $uerzas necesitan de un tiempo para
actuar# Por lo cual la verdadera $unci5n de un separador es proveer un espacio $'sico& es decir& un recipiente& en donde los *uidos puedan permanecer el tiempo necesario para asegurar la separaci5n de los componentes gaseosos de los l'quidos
stos deben tener cuatro secciones principales( a3 S$cc(-! *$ $!"ra*a o s$parac(-! pr(mar(a
Unas placas de*ectoras& o alg8n otro arte$acto& recibe el c!oque de la corriente que ingresa& la cual disipa parte de su energ'a& permitiendo a los gases una primera separaci5n# Aqu' !ay cambio de velocidad y de direcci5n de la corriente#
S$cc(-!
Pr(mar(a
S$cc(-! S$cu!*ar(a
.3 S$cc(-! *$ las )u$r4as +ra5("ac(o!al$s0
Las gotas de l'quido contenido en el gas tratan de separarse al m2"imo# El gas asciende a una velocidad menor a la inicial& y las gotas de l'quido decantan# En esta zona pueden generarse turbulencias& las cuales a su vez $avorecen la $ormaci5n de espumas# La colocaci5n de placas
paralelas minimiza la turbulencia y ayuda a des!acer las incipientes espumas#
E6"racc(-! *$ N($.la
En esta zona se separan las gotitas m2s peque@as de l'quido que acompa@an todav'a al gas& mediante dispositivos que operan con $uerzas de c!oque o $uerza centr'$uga# 6e las retiene mediante unas almo!adillas o mallas tejidas& o tambin mediante placas de metal corrugadas& desde donde caen a la secci5n de l'quidos#G
*3 S$cc(-! *$ acumulac(-! *$ l71u(*o0
Los l'quidos que se !an ido separando se van acumulando en la parte in$erior del recipiente& lo cual requiere de un tiempo m'nimo para que la operaci5n se e$ect8e# Cuando se alcanza un determinado nivel& se
produce la descarga !acia la l'nea correspondiente# En la parte in$erior de esta secci5n& y especialmente en los separadores verticales& suele colocarse un dispositivo rompe v5rtices& con el %n de evitar la $ormaci5n de remolinos en la salida del l'quido#
Almac$!am($!"o *$ l71u(*o
EFICIENCIA DE UN SEPARADOR
6i el separador es e%ciente en su operaci5n& el gas captado ser2 limpio& sin !umedad y sin l'quidos# A la salida del separador no deber2 ensuciar la mano o una placa que se interponga# En caso contrario& si el gas sale sucio& no es e%ciente la separaci5n& lo que puede deberse a varios
$actores tales como( alta velocidad de circulaci5n del *uido ,muc!o caudal a tratar-& temperatura e"cesiva ,se producen muc!os livianos- retenedor de niebla roto o tapado ,no retienen las part'culas de l'quidos-etc#
6i !abitualmente un separador entrega un gas limpio y en un
determinado momento se produce un rebase o salida de petr5leo por la salida de gas& puede ser que est ingresando m2s l'quido del que puede tratar o que no sea adecuada la salida de l'quidos ,muc!a prdida de carga por bajo di2metro en la ca@er'a de descarga-& o que alguno de los par2metros no est2n bien regulados& como por ejemplo una
temperatura m2s baja que lo conveniente lo que provoca elevar la viscosidad del petr5leo y aumentar las di%cultades para movilizarlo !acia a$uera del equipo#
A %n de desempe@ar las $unciones para las cuales !a sido dise@ado& un separador debe cumplir con lo siguiente(
a- Controlar y disipar la energ'a de la corriente del pozo& a medida que entra al separador
b- Asegurar que las velocidades del l'quido y del gas sean lo su%cientemente bajas para que tengan lugar la segregaci5n gravitacional y el equilibrio vaporGl'quido
c- inimizar la turbulencia en la secci5n de gas del separador& y reducir la velocidad
d- Controlar la acumulaci5n de espumas en el recipiente e- Eliminar la posibilidad de mezcla de los *uidos separados
$- Proveer una salida para los gases con controles apropiados para mantener la presi5n de operaci5n pre%jada#
g- Proveer una salida para l'quidos con apropiados controles de nivel de l'quidos#
!- Proveer puertas y puntos en donde puedan acumularse los s5lidos& si los !ubiera#
i- Proveer v2lvulas de alivio para el gas en caso de presiones e"cesivas& y de salidas de l'quido en caso de taponamiento de las l'neas#
j- Poseer el equipamiento necesario ,man5metros& term5metros& medidores de nivel con ventanas de vidrio& etc#- para veri%car visualmente las operaciones#G
Adem2s& de acuerdo con el tipo de *uido y las condiciones de operaci5n& dentro del recipiente se encontrar2n dispuestos de di$erentes maneras& diversos accesorios tales como placas de*ectoras& venas enderezadoras de *ujo& placas rompeolas& placas rompe v5rtices& tabiques& mallas&
ciclones& etc#G
TIPOS DE SEPARADORES
Kay cuatro tipos de separadores usados en la industria( separadores verticales& !orizontales de un solo cuerpo& o barril& !orizontales de doble cuerpo& o doble barril& y 6eparadores es$ricos# Cada uno de estos tipos tiene ventajas y desventajas que deben ser tenidas en cuenta cuando se selecciona un separador#
S$l$cc(-! *$ u! S$para*or
de distintas $ormas(
• 6eparadores Nerticales • 6eparadores Korizontales • 6eparadores Es$ricos • Otras con%guraciones
S$para*or 8or(4o!"al9: El separador !orizontal emplea cuatro mecanismos b2sicos para liberar el gas del l'quido# El desviador de ingreso impone una direcci5n repentina y un cambio de impulso en la corriente de *ujo& causando que los l'quidos m2s pesados caigan# La secci5n de asentamiento de gravedad provee la oportunidad para que las gotas m2s peque@as salgan de la corriente de gas& y el e"tractor de neblina $unde los l'quidos restantes mientras el gas sale del recipiente# Adicionalmente& el gas arrastrado se escapa en la secci5n de colecci5n de l'quidos#
Estos separadores son m2s e%cientes donde los vol8menes grandes de *uidos totales# La mayor 2rea de la super%cie l'quida en esta
con%guraci5n provee las 5ptimas condiciones para soltar el gas atrapado#
El aumentando la capacidad del slug se obtiene a travs de un acortado del tiempo de retenci5n y aumento del nivel del l'quido#
S$para*or V$r"(cal9: Estos separadores son e$ectivos en aplicaciones >OB bajas o altas& y $recuentemente es utilizado en plata$ormas
donde !ay poco espacio en el piso#
gasGl'quido es alta y la $orma en que opera este separador es similar al !orizontal#
S$para*or Es);r(co9: Los separadores es$ricos pueden ser
considerados como un caso especial de separadores verticales sin un casco cil'ndrico entre los dos cabezales# Este dise@o puede ser muy e%ciente de punto de vista de contenci5n de presi5n& pero debido a su capacidad limitada de oleada l'quido y di%cultades con la
$abricaci5n& los separadores es$ricos ya no son especi%cados para aplicaciones para campos petrol'$eros#
Algunos de los $actores considerados para un separador es$rico son(
• El tama@o
reducido
• Capacidad de surgencia ,oleada- l'quida
limitada
O"ras
co!2+urac(o!$s9: Algunos separadores operan con $uerza centr'$uga# Aunque los separadores centr'$ugos ocupan un
espacio e%ciente& no son com8nmente utilizados en las operaciones de producci5n porque son sensibles a la tasa de *ujo y requieren de ca'das en presi5n mayores a las de las con%guraciones standard#
Otro tipo de separador utilizado en ciertas aplicaciones de *ujo alto de gas bajo de l'quidos es el separador de %ltro# Estos pueden ser
!orizontales o verticales en con$iguraci5n# Los separadores de $iltro pueden remover todas las part'culas mayores a + micras y el 00M de aquellas !asta un m'nimo de 3&? micras# Estas unidades&
tambin disponibles en con%guraciones verticales& son utilizadas en ingresos de compresores y en otras aplicaciones de >OB alto#
CAPITULO III
DES8IDRATACION DEL GAS NATURAL
DES8IDRATACION
La des!idrataci5n de gas es el proceso de quitar el vapor de agua
contenido en la corriente te de gas para bajar la temperatura a la cual el agua condensa# Esta temperatura es el punto de roc'o& y por ello el
punto de roc'o# Este proceso debe realizarse debido a las siguientes razones principales(
a- El gas natural se combina con agua libre& o l'quida para $ormar !idratos s5lidos& que pueden taponar las v2lvulas& cone"iones o tuber'as#
b- El agua puede condensarse en las tuber'as ocasionando bolsones de l'quido& y causando erosi5n y corrosi5n#
c- El agua presente en el gas natural puede combinarse con el CO+ y el K+6 que pudieran estar presentes& tornando corrosivo al gas#
d- El vapor de agua aumenta el volumen de gas a ser transportado#
e- El vapor de agua disminuye el poder calor'%co del gas $- Las operaciones de las plantas de criogenia o absorci5n
re$rigerada pueden verse entorpecidas por los congelamientos g- Los contratos de venta del gas y las especi%caciones de
transporte por los gasoductos %jan un contenido de agua m2"imo& generalmente 7 libras de agua por mill5n de pies c8bicos de gas& o bien un determinado punto de roc'o#
DES8IDRATACIÓN POR GLICOL
Es un proceso de absorci5n donde el vapor de agua se disuelve en una corriente de glicol l'quido# 6eguidamente este vapor de agua es e"tra'do del glicol mediante aplicaci5n de calor( al !ervir el agua se desprende del glicol& el cual se VregeneraJ o VreconcentraJ& torn2ndose apto para volver a ingresar a la torre de proceso#
Tiene las siguientes ventajas con respecto a los desecantes s5lidos( )GCostos de instalaci5n menores( una planta de glicol para
procesar )3 sc$d cuesta ?3M menos que una de desecantes s5lidos una planta para procesar ?3 sc$d cuesta ..M menos si trabaja con glicol#
+G enores ca'das de presi5n ,? a )3 psi& en vez de )3G?3 psi para desecantes
s5lidos-.G Es un proceso continuo#
GLa preparaci5n del glicol ,y su regeneraci5n- se consigue
r2pidamente# El recargado de las torres de desecantes s5lidos es una operaci5n demorada que a veces requiere la interrupci5n de las operaciones#
?GLas unidades de glicol requieren menos calor de regeneraci5n por libra de agua removida& bajando de ese modo los costos operativos#
1GLos sistemas de glicol operan en presencia de materiales que podr'an ensuciar los desecantes s5lidos#
7GLas unidades de glicol pueden des!idratar el gas natural !asta 3#? lb de agua sc$d#
FGLas unidades de TE> son m2s simples para operar y mantener# Pueden ser $2cilmente automatizadas para operaciones no
atendidas en lugares remotos#
;aturalmente& tambin tiene algunas desventajas(
)GLos puntos de roc'o al agua por debajo de G+?W< requieren gas de despojamiento y una columna 6ta!l ,es decir& una columna de platos-#
+GEl glicol es susceptible a la contaminaci5n
.GEl glicol es corrosivo cuando est2 contaminado o descompuesto# ;ota( /e entre los glicoles& el TE> es la elecci5n m2s popular y
generalmente es la mejor& a menos que !aya otras circunstancias que recomienden otra elecci5n
GLICOL
El glicol es un alco!ol di!'drico ,dos grupos !idro"ilos- 2vido de agua# Kay cuatro tipos de glicoles que pueden usarse con "ito en distintas operaciones(
• E"(l;! +l(col ,E>-& que se usa como in!ibidor de !idratos
inyectado en las l'neas& y puede ser recuperado del gas por medio de separaci5n a temperaturas por debajo de ?3 W<# ;o es apropiado para torres a causa de su equilibrio de vapor muy alto& que tiende a perder la $ase de gas en la torre de contacto#
• D($"(l;! +l(col ,/E>-& 6u presi5n de vapor alta lleva a prdidas
grandes en el contactor# 6u temperatura de descomposici5n es baja ,.+F W <- lo cual requiere bajas temperaturas en el reconcentrador ,.)? a .3 W <-& por lo cual no se lo puede puri%car lo su%ciente para la mayor'a de las aplicaciones# 6e lo usa para ser inyectado en las l'neas y actuar como in!ibidor de $ormaci5n de !idratos# Este es un proceso de corriente paralela& no tan e%ciente como los procesos a contracorriente realizados en las torres de absorci5n#
• Tr($"(l;! +l(col ,TE>-& Es el m2s com8n# 6e lo reconcentra a
temperaturas entre .3 y 33 W < para lograr una alta pureza# En el absorbedor no debe trabajarse por encima de )+3 W < porque tiende a tener altas prdidas de vapor !acia la corriente de gas#
• T$"ra$"(l$! +l(col ,TBE>-& Es m2s caro que el TE> pero tiene
menos prdidas a altas temperaturas de contacto# Beconcentra entre 33 a .3 W <#
El TE> es el m2s usado en las plantas de tratamiento& debido a varias razones& entre ellas(
• Permite su regeneraci5n a presi5n atmos$rica& !asta
concentraciones de 0F a 00#0? M de pureza& debido a su alto punto de ebullici5n y de temperatura de descomposici5n ,te5rica inicial de 3W < - Esto permite depresiones mayores del punto de roc'o del gas natural en el rango de F3 a )?3 W<#
• Las prdidas por vaporizaci5n son menores que el E> o el /E># • El TE> no es demasiado viscoso por encima de 73 W <#
• El capital invertido y los costos de operaci5n son menores# • Las presiones del proceso pueden variar desde 7? a +?33 psig# • Las temperaturas del proceso pueden ir desde ?? a )13 W <#
Los glicoles de etileno tienen una $ormula general de KO,C+KO-nK# Los
glicoles de etileno& dietileno& trietileno corresponden a los valores de )& +& . y para n& respectivamente#
El glicol utilizado en la des!idrataci5n del gas en la Planta de Carrasco es el
Trietilen X >licol ,TE>-& en su proceso de absorci5n ,des!idrataci5n del gas-& se presenta en dos etapas que son(
• Gl(col Po.r$9: Es el glicol puro& de $2brica o ya regenerado que
mantiene un alto porcentaje de su pureza inicial ,01X0FM-& est2 en el tanque de surgencia del circuito de regeneraci5n& de donde a un determinado caudal y temperatura va !acia la torre contactora a cumplir con su $unci5n de absorci5n#
• Gl(col R(co9: Es el glicol que !a sobresaturado sus molculas
con agua presente en el gas que *uye en sentido inverso en la torre contactora& tiene una pureza de 0)G0.M apro"imadamente Luego su$re un proceso de regeneraci5n para adquirir sus condiciones in'ciales y llegar al tanque surgencia e iniciar un nuevo ciclo#
PROCEDIMIE NTO
La corriente de gas que sale de la planta de amina al 3M de CO+& se dirige !acia la torre de absorci5n& en el cu2l se produce una
des!idrataci5n del gas donde un gas saturado con agua entre 1 X &? LbPC/ contenido de agua#
El trietilenglicol que *uye por la torre en contracorriente con el gas es %ltrado& regenerado en los tanques de calentamiento y
vaporizaci5n a .?3 < y bombeado a la torre#
El gas parcialmente des!idratado pasa por el separador !orizontal& el cu2l separa partes de glicol que pudo arrastrar el gas& para ir a las cribas moleculares y absorber el porcentaje sobrante de agua#
El glicol es sometido a calentamiento en el equipo regenerador& el cual emplea gas como combustible# /e esta $orma se logra la evaporizaci5n del agua presente& obteniendo glicol pobre en agua& el cual es reintroducido en el sistema por medio de las bombas a
pist5n& las cuales alcanzan presiones de !asta ))13 Psi y )33 <# El contenido de agua a la salida de la corriente de gas de la torre
contactora de glicol es de 1&F LbsPC# PROCESO DE REGENERACION DEL TEG#
La des!idrataci5n con glicol involucra la absorci5n del agua del gas natural por el glicol a presi5n alta y temperatura baja y la
reconcentraci5n del glicol a presi5n baja y temperatura alta# El
secado ocurre en el absorbedor# El resto de los equipos eliminan el agua del glicol para reciclarla& este proceso es todo un ciclo#
Una de las causas para la prdida del glicol ocurre en la regeneraci5n& para ello se debe tomar en cuenta varios $actores& no solo para la prdida& sino tambin para evitar su deterioro& stos pueden ser(
• PK bajo
• /emasiado alta la temperatura de regeneraci5n del glicol • Contaminaciones de todo tipo
• <ormaci5n de espuma • Etc#
A continuaci5n se muestra el interior de la torre contactora de glicol junto con sus partes internas m2s importantes y necesarias de recalcar#
ENDUL'AMIENTO DEL GAS NATURAL
INTRODUCCION
El gas tal como es e"tra'do de los yacimientos& contiene algunos
compuestos indeseables como el nitr5geno es un gas inerte que solo va a a$ectar el poder calor'%co del gas y tambin& l5gicamente& el costo de transporte& mientras que el an!'drido carb5nico ,CO+- y el sul$uro de !idr5geno& $orman 2cidos o soluciones 2cidas en presencia del agua contenida en el gas# Ello provoca serios inconvenientes tanto durante el transporte del gas& como en su $raccionamiento 5 en su utilizaci5n %nal# Los procesos para eliminar los gases 2cidos de las corrientes de gas natural se conocen como Vprocesos de endulzamiento de gas naturalJ y se realizan& generalmente& por absorci5n del gas 2cido en una soluci5n b2sica& entre ellas las soluciones acuosas de aminas#
Un gas acido es aquel que contiene cantidades apreciables de sul$uro de !idrogeno K+6& di5"ido de carbono CO+ y otros componentes 2cidos CO6 ,sul$uro de carbonilo-& C6+ ,disul$uro de carbono-& B6K&
,mercaptanos-& etc# raz5n por la cual se vuelve corrosivo en presencia de agua#
Las normas C6A& espec'%camente la ;W +)F para tuber'as& de%ne un gas acido como aquel que contiene mas de ) grano de K+6)33 pies c8bicos de gas& lo cual es igual a )1 ppm ,) gramo )?#. granos-# La de%nici5n de gas acido aplica tambin al contenido de CO+ y es as' que la >P6A de%ne la calidad de un gas a ser transportado como aquel que tiene Y ppm# de K+6 Y .M de CO+ y Y 1 a 7 lb# de agua pcn#
El endulzamiento del gas en la planta Carrasco se lo realiza por medio de un proceso con solventes quimicos& en donde los componentes 2cidos del gas natural& reaccionan qu'micamente con un componente activo& para $ormar compuestos inestables en un solvente que circula dentro de la planta# Este proceso consta de dos etapas(
• A.sorc(-! *$ +as$s <c(*os9: Es la parte del proceso donde se
lleva a cabo la retenci5n del 2cido sul$!'drico y el di5"ido de carbono de una corriente de gas natural amargo utilizando una soluci5n acuosa de dietanolamina ,/EA- a baja temperatura y alta presi5n#
• R$+$!$rac(-! *$ la soluc(-! a.sor.$!"$9: Es el complemento
del proceso donde se lleva a cabo la desorci5n de los compuestos 2cidos& diluidos en la soluci5n mediante la adici5n de calor a baja presi5n& reutilizando la soluci5n en el mismo proceso#
AMINA
El solvente utilizado para la remoci5n del CO+ de la corriente del gas es el /ietanol amina ,/EA-& es una amina secundaria& la cual se usa
com8nmente en un rango de concentraci5n entre +? y .?M en peso# La carga de gas 2cido para la /EA se limita a 3#. G3# molesmol cuando se usan equipos de acero al carb5n La /EA tiene calores de reacci5n m2s bajos y una menor a%nidad con el K+6 y el CO+ con respecto a la EA& puede usarse en concentraciones m2s altas con cargas m2s grandes de gases 2cidos La mayor aplicaci5n de la /EA es el tratamiento de gases de re%ner'as& en las cuales se consiguen compuestos sul$urosos que podr'an degradar la EA ,por ejemplo CO6& C6+-#
Es el solvente endulzante m2s ampliamente usado# 6i se lo compara con la EA& tiene calores de reacci5n m2s bajos con el K+6 y con el CO+& es menos corrosivo y puede usarse en concentraciones m2s altas con
circulaci5n reducida& que signi%ca costos de capital y operaci5n menores#
La /EA tambin es muy resistente a la degradaci5n producida por los B6K y CO6# 6u mayor desventaja es la incapacidad de desprenderse del CO+& y el precio& que en algunos casos es aventajado por nuevos
procesos#
La ventaja de estos procesos es que la soluci5n que !ace el tratamiento puede ser regenerada y recirculada& por lo que puede usarse para quitar grandes cantidades de sul$uros& y tambin CO+ cuando es necesario# Kay varias otras ventajas& entre ellas(
A# Bemoci5n completa de gases 2cidos desde concentraciones medias a altas& a8n a caudales de gas altos& con consumos despreciables del reactante#
9# Costos operativos relativamente bajos por libra de sul$uro removido& comparado con los procesos en tandas#
C# La composici5n de la soluci5n puede prepararse de acuerdo a la composici5n del gas 2cido#
D9 >randes cantidades de compuestos de sul$uros org2nicos tambin pueden ser quitados cuando se a@ade un solvente $'sico a la
soluci5n de amina#
La corriente de alimentaci5n ingresa al %ltro separado& en el cu2l se atrapan !idrocarburos l'quidos y gotitas de agua mayores a )3
micrones arrastradas por el gas con el %n de evitar que los mismos contaminen la soluci5n de amina#
Los l'quidos separados se env'an al drenaje de !idrocarburos#
El e*uente del %ltro atraviesa& por carcasa& el intercambiador de calor& donde se precalienta por intercambio con la corriente de gas que
emerge del contactor de amina# La temperatura asciende !asta )+1 <# En el contactor de amina& el gas se pone en contacto en
contracorriente con la soluci5n .? M /EA y 1? M agua desmineralizada# La /EA absorbe el di5"ido de carbono& removindolo de la corriente gaseosa# Este equipo posee en su interior +3 platos& operando con las siguientes condiciones de presi5n y temperatura(
• Presi5n( ))11 Psi#
• Temperatura Amina( ))3 < • Temperatura gas( 03 <
El e*uente gaseoso& despojado de di5"ido de carbono& se en$r'a !asta )3 < en el intercambiador& intercambiando calor con la corriente de alimentaci5n al contactor de amina# A continuaci5n ingresa al
depurador de gas dulce& donde se separa cualquier resto de /EA que pudiera !aber arrastrado el gas#
<inalmente se env'a la corriente gaseosa puri%cada a la unidad de tratamiento con glicol#
Por otra parte& la soluci5n de /EA carbonatada ,/EA VricaJ-& obtenida por el $ondo de el contactor de amina y el depurador de gas dulce se deriva a una etapa de regeneraci5n& en la cual se deriva el di5"ido de carbono absorbido#
REGENERACION DE LA SOLUCION DEA
La soluci5n de /EA carbonatada contiene un m2"imo de )&7 M molar de di5"ido de carbono# La misma se acumula en el tanque de *as!eo& con un tiempo de retenci5n de apro"imadamente diez minutos#
Los vapores de !idrocarburos y los gases 2cidos se separan por
descompresi5n de la corriente l'quida& emergiendo desde el domo de gas del acumulador !acia el sistema de antorc!a# La /EA rica
procedente del acumulador atraviesa el %ltro de solido& en el cu2l se separan part'culas s5lidas#
Previo al ingreso del regenerador& la temperatura del l'quido aumenta !asta +3 < en el intercambiador de calor amina ricapobre& mediante el aporte trmico de una corriente de /EA regenerada#
La columna regeneradora& posee +3 platos& con alimentaci5n por el plato del tope# Las condiciones de operaci5n son las siguientes(
• Presi5n( )3 Psi#
• Temperatura( +F <#
El di5"ido de carbono se separa mediante arrastre con vapor de agua& el cual se genera en el re!ervidor de amina& a partir de la soluci5n de amina obtenida en el $ondo de la columna#
La $ase gaseosa procedente del tope atraviesa el aeroen$riador& en el cu2l se condensa el vapor de agua# El e*uente del mencionado
aeroen$riador se deriva al acumulador de re*ujo#
Los gases incondensables se liberan por la parte superior de este equipo& envi2ndose al sistema de venteo para su descarga %nal a la atm5s$era#
Para evitar el arrastre de gotitas de agua y minimizar la prdida de amina& el acumulador posee un eliminador de niebla en la descarga de gases#
El vapor de agua condensado es aspirado por las bombas de re*ujo& que lo env'an !acia la alimentaci5n a la columna regeneradora#
La corriente de /EA regenerada ,/EA VpobreJ- separada por el $ondo del regenerador atraviesa el intercambiador de calor de amina ricapobre& en el cu2l se en$r'a !asta +31 < por intercambio con la corriente de alimentaci5n al regenerador#
El l'quido se acumula en el tanque pulm5n de compensaci5n para amina& con un tiempo de retenci5n del orden de los veinte minutos# La $ase gaseosa de este tanque pulm5n se encuentra inertizada con gas combustible& para evitar que el di5"ido de carbono atmos$rico entre en contacto con la amina#
La soluci5n de /EA es aspirada desde el tanque por las bombas centr'$ugas !orizontales& enviando la descarga al
debajo de los )+3 <#
A la salida del aeroen$riador& un )3 M de la corriente l'quida se
separa para ser enviada a travs del %ltro de s5lidos para amina pobre& a el %ltro de carb5n para amina pobre& con el %n de separar s5lidos en suspensi5n& part'culas de carb5n activado& !idrocarburos
arrastrados y aminas degradadas#
Ambas corrientes l'quidas posteriormente se uni%can e ingresan a la aspiraci5n de las bombas centr'$ugas& que recicla la /EA al contactor de amina& para continuar con el proceso de absorci5n de di5"ido de
carbono#
COMPONENETES DEL SISTEMA DE AMINA
El principal par2metro de $uncionamiento que debe controlar el operador como parte de sus veri%caciones de rutina es el nivel#
D$pura*or *$ $!"ra*a
Es un recipiente colocado a la entrada del sistema de amina& es el encargado de separar los contaminantes que llegan con la corriente de gas& tales como los !idrocarburos l'quidos& agua& part'culas s5lidas y los compuestos qu'micos que !an sido agregados previamente al gas
natural& los cuales suelen causar e$ectos nocivos#
!l gas se en"r#a a rans"erir $alor $on el gas %ue enra en el iner$ambia&or &e $alor gas'gas(
!l &epura&or &e gas &ul$e es un separa&or )eri$al &e &os "ases(
Cual%uier l#%ui&o %ue se a$umule* se &rena $oninuamene a ra)+s &e la ),l)ula &e $onrol &e ni)el al an%ue "las(
Ni)el. 3/ 0
luo. 2/ – / 445C'& 6resin. 117/ psig Temperaura. 1/ 9
/entro de las condiciones anormales a las que puede trabajar el depurador tenemos las siguientes(
1: !x$eso &e i&ro$arburos l#%ui&os en los separa&ores &e enra&a asa la orre $ona$ora &e amina(
2: 6ermiir %ue se inun&e la amina ; sobrepase la pare superior &el &epura&or &el gas &ul$e asa el pro$eso &e aguas abao(
5i gran&es $ani&a&es &e amina sobrepasan la orre $ona$ora* $omo $uan&o a; mu$a espuma* su$e&e lo siguiene.
• !l ni)el en el &epura&or &e gas &ul$e se ele)ar, asa %ue se &es$one$e* paran&o
as# la plana(
• !l $onrol &e ni)el para el &epura&or se abrir, &emasia&o* pero no po&r, e)iar
%ue el l#%ui&o suba en el &epura&or(
D$pura*or *$ sal(*a
Es un recipiente colocado a la salida del sistema de amina& la soluci5n de amina arrastrada de la torre contactora es atrapada en el depurador de salida& la malla demister minimiza el arrastre de amina en el gas tratado# El l'quido retenido es colectado en el $ondo del separador y enviado a la c2mara de *as!eo de amina rica por el controlador de nivel#
Torr$ *$ co!"ac"o
El gas 2cido que sale del depurador entra al absorbedor por el $ondo de la torre y *uye !acia arriba para entrar en contacto directo con la
soluci5n de amina regenerada ,amina pobre- que ingresa al plato
superior del contactor y *uye !acia abajo# En este contacto& el gas 2cido es removido de la corriente gaseosa y trans$erido a la soluci5n# El gas tratado que sale por el tope& sale con muy poca cantidad de
componentes 2cidos para poder entrar al depurador de salida del
sistema de amina# La soluci5n que sale por el $ondo de la absorbedora es la llamada soluci5n rica ,amina rica en gases 2cidos- que va a un tanque de *as!eo#
La acci5n de remover el CO+ se logra al circular una soluci5n de .3G .?M de amina contra la corriente del *ujo de gas# La amina entra por la parte superior de la torre de veinte bandejas justo encima de la bandeja n8mero uno y se esparce por la bandeja para asegurar un contacto 'ntimo con el gas que est2 subiendo por la torre# Luego la amina se derrama por un vertedero y corre por una bajada !asta la pr5"ima bandeja donde nuevamente cubre la bandeja#
El gas entra a la torre y se eleva a travs de las v2lvulas de las
bandejas& donde tiene un contacto 'ntimo con la amina y las molculas del di5"ido de carbono# A la !ora en que el gas llega a la salida del contactor& el contenido de CO+ se !a reducido a )M#
Un $iltro de niebla est2 ubicado a la salida del gas para atrapar gotas de l'quido que puedan estar mezclados con el gas tratado# La amina VricaJ que se junta en el $ondo de la torre *uye al tanque *as!# La
temperatura de la amina debe mantenerse en apro"imadamente )? < m2s caliente que la corriente de gas que ingresa# Esto se !ace para que los !idrocarburos m2s pesados que entran con el gas no se
condensen en el contacto y as' causar espuma#
;ivel( ?3 M <lujo de gas( .? 6C<d <lujo de amina( +?3 gpm# Presi5n( ))F3 psig# Temperatura( ).3 <#
El problema m2s com8n que uno suele encontrar es espuma en el contactor# Por lo general& esto es causado por el ingreso de
!idrocarburos m2s pesados en la corriente de gas# >eneralmente& la espuma se detecta a ra'z de un incremento en la presi5n di$erencial a travs de la torre# El nivel de la torre tambin cae dado a que el amina no va bajando por las bandejas#
La amina tambin quiz2s suba por la parte superior de la torre y se acumule en el depurador de gas dulce#
Ta!1u$ *$ /as,$o
Es utilizado para *as!ear !idrocarburos que estan disueltos en la soluci5n de amina# Los !idrocarburos producidos se usan como combustible o se manda a quemar#
El gas de *as! contiene un alto porcentaje de CO+ al separarse de la soluci5n de aminas ,m2s del +3M molar-# Esto lo convierte en un gas de poder calor'%co pobre y con $uerte car2cter corrosivo& potenciado por el !ec!o de que se encuentra saturado de agua al !aberse separado de una soluci5n acuosa#
!l an%ue "las iene 3 "un$iones prin$ipales.
1: Desilar $ual%uier i&ro$arburo %ue la amina a;a absorbi&o(
2: 5eparar los i&ro$arburos l#%ui&os m,s pesa&os &e la amina ; re$uperarlos( 3: 6ro)eer la $apa$i&a& &e $ompensa$in para el sisema(
A me&i&a %ue la Amina Ri$a "lu;e &e la orre &e $ona$o &e amina al an%ue "las* la presin $ae &e 12// psia a 8/ psia* permiien&o %ue se &esile $ual%uier i&ro$arburo
%ue a;a absorbi&o la amina( De"le$ores )eri$ales inernos &i)i&en al an%ue "las en 3 $omparimienos(
<a amina ri$a enra al an%ue "las por un la&o* &on&e un &e"le$or &e asenamieno a;u&a a asenar la amina anes &e separarlo en sus $omponenes.
• <os i&ro$arburos gaseosos %ue se &esilan &e la amina enran en el espa$io &el
)apor &el an%ue "las(
• !l i&ro$arburo l#%ui&o %ue se a$umula en$ima &e la amina se pue&e
re$uperar(
• <a amina =sin los i&ro$arburos gaseosos o l#%ui&os: se asiena en el "on&o &el
an%ue ; &e a# )a ala regenera&or &e amina( luo. >2 gpm(
6resin.8/ psig( Temperaura. 13/ 9(
Acumula*or *$ r$/u>o
El acumulador de re*ujo es& en esencia& un separador gasGl'quido& Los vapores que salen por el tope de la torre regeneradora son una mezcla de vapor de agua y gas 2cido# Al pasar por los condensadores sale el vapor como ,una mezcla de agua y gases 2cidos- y entran al acumulador de re*ujo# Los gases que !an sido removidos de la torre regeneradora salen por el tope del acumulador de re*ujo por medio de una v2lvula de
control de presi5n y son enviados a la atm5s$era#
El agua y la posible amina que caen al acumulador es bombeada por las bombas de recirculaci5n como re*ujo& !acia el tope de la torre de
regeneraci5n#
El vapor en lo alto del regenerador atraviesa el condensador de amina& donde se en$r'a el gas del CO+ y se condensa cualquier vapor de agua que !aya# El di5"ido de carbono y la mezcla de agua luego *uyen al acumulador de re*ujo& donde se separan#
El recipiente es un separador del tipo vertical con un de*ector y un $iltro de niebla que evita el paso de vapor a la salida#
<lujo( +3 gpm# de liq# Presi5n( )3 psig# Temperatura( 0F <# REGENERACION DE LA AMINA
Torr$ R$+!$ra*ora & R$.o(l$r
La $unci5n de la torre regeneradora y el re!ervidor es remover el gas 2cido contenido en la soluci5n rica de amina mediante el suministro de su%ciente calor a la soluci5n para invertir el sentido de la reacci5n 2cidoG base que ocurri5 en la torre absorbedora# Esto se logra tratando la amina con el vapor producido en el re!ervidor# Alrededor del 03 al 0? M del gas 2cido se elimina de la soluci5n de aminas en la torre regeneradora# El otro ? a )3 M se elimina en el re!ervidor#
Cuando el dietanolamina circula a travs del contactor& la amina pobre absorbe el gas 2cido& $ormando un enlace qu'mico dbil con ello# Este enlace dbil se rompe al bajar la presi5n e incrementar la temperatura de amina#
El regenerador $unciona a )) psig con una temperatura en el $ondo de alrededor de +. <# El calor que se requiere para quitar el di5"ido de carbono de la amina lo provee el aceite caliente que circula en el
re!ervidor de amina# A medida que se calienta la amina& una parte de la soluci5n se vaporiza y ese vapor ,que es casi todo- se eleva por la torre y quita el gas 2cido de la soluci5n de amina rica y los lleva a la parte superior#
La concentraci5n de los gases 2cidos en el vapor se incrementan mientras que la concentraci5n de amina decae a medida que el vapor asciende por la torre#
La e%cacia de la acci5n de quitar el gas est2 directamente en
proporci5n al calor que se aplica al re!ervidor# 6in embargo& muc!o claor incrementa dram2ticamnte la degradaci5n de amina& lo cual a su vez& puede llevar a una corrosi5n severa#
Tal como en el la torre de contacto& la espuma es un problema serio en los regeneradores y puede ser identi%cado de maneras similares#
;ivel( 3 M Presi5n( )) psig# Temperatura(+3 <#
I!"$rcam.(a*or +as?+as
6e usa el intercambiador gasgas para calentar al gas del separador de %ltro de entrada antes de que entre al contactor de amina# Tambin en$r'a el gas que sale del contactor& ayudando a condensar cualquier l'quido que lleva el gas& para eliminar del depurador de gas dulce# El intercambiador tiene el dise@o de un cascotubo !orizontal& donde el gas no tratado pasa a travs del casco y el gas que proviene del contactor pasa a travs del tubo#
Presi5n( ))F3 psig# Temperatura( )33 <
I!"$rcam.(a*or *$ am(!a r(ca?po.r$
El intercambiador esta constituido de un casco a!orquillado y tubo que consiste de .3 tubos de acero ino"idable#
El prop5sito del intercambiador de amina PobreBica es el de en$riar el amina pobre que sale del re!ervidor !acia el re!ervidor de amina& antes de que retorne al tanque de compensaci5n# Tambin
calienta la amina ricas que sale del tanque *as! antes de que entre al regenerador de amina#
La amina rica entra por el lado del tubo del intercambiador a
apro"imadamente ).3 < y sale apro"imadamente a )0? <# La amina pobre entra por el lado del casco del intercambiador a +3 < y sale a )73 <#
Am(!$ "r(m cool$r
El en$riador de amina est2 dise@ado para en$riar la amina pobre antes de que vaya al contactor de amina para asegurar una distribuci5n adecuada de la temperatura de Aminagas# Este es un en$riador de una pasada con + ventiladores con tiro !acia arriba con bocas de ventilaci5n autom2ticas y se debe armar para mantener una
distribuci5n de )3 < entre las temperaturas del gas en la entrada y el amina que sale del en$riador#
AMINA POBRE
AMINA POBRE
BOMBA DE AMINA
Co!*$!sa*or para am(!a
El condensador est2 dise@ado para en$riar el vapor caliente y rico que sale de la parte superior del regenerador de amina y condensar
cualquier l'quido llevado en el vapor# Este es un condensador de + ventiladores& de un solo pase que en$r'a lo que est2 en lo alto de la torre de +)+ < a apro"imadamente F3 < antes de que vaya al acumulador del re*ujo#
Ta!1u$ *$ comp$!sac(-! para am(!a
El tanque de compensaci5n para amina es un tanque de +33 barriles que se usa como un tanque de almacenamiento para el sistema para guardar la amina pobre que alimenta la succi5n de las bombas booster para amina# El tanque de compensaci5n ayuda a mantener el sistema en $uncionamiento al tomar cualquier sobrecarga
moment2nea durante los transtornos en el sistema# /urante su
$uncionamiento normal contendr2 una soluci5n de amina al .3 X .? M a un nivel predeterminado#
Ta!1u$ *$ almac$!am($!"o para am(!a
El tanque de almacenamiento se debe utilizar solamente cuando se va a agregar amina en el sistema& caso contrario& se a'sla la unidad#
S$para*or *$ 2l"ro *$ $!"ra*a
Este %ltro de entrada tiene el dise@o de una vasija con + tubos
!orizontales que est2 instalado aguas debajo de los separadores de entrada# El $iltro est2 dise@ado para quitar los l'quidos libres y atrapar las part'culas que son llevadas de la entrada#
En la parte delantera incorpora un %ltro mec2nico para quitar las part'culas& el cu2l tiene un elemento con paletas a la salida# A
medida que las peque@as part'culas s5lidas y l'quidas !acen impacto en el %ltro mec2nico& son detenidas debido a su tama@o $'sico#
Presi5n( ).?3 psi# Temperatura( )+3 <
F(l"ro *$ s-l(*os para am(!a po.r$
Este $iltro consta de )0 $iltros de cinco micrones en cada
recipiente# Una mala $iltraci5n generalmente est2 indicada por el color oscuro& nublado u opaco de la amina# La am'na limpia tiene un color
ENTRADA DE AMINA
SALIDA DE AMINA
CARBON ACTIVADO
@ FILTRAN SUPPORT MEDIA
2mbar claro#
Presi5n( 0? psi# Temperatura( )+3 < F(l"ro *$ car.o! para am(!a po.r$
El %ltro de carb5n es un absorbente que est2 dise@ado para quitar los contaminantes org2nicos solubles& tales como los 2cidos e !idrocarburos l'quidos#
Los contaminantes 2cidos se $orman como resultado de la degradaci5n del procesamiento de l'quidos#
<lujo( 3 gpm# Presi5n( F? psig# Temperatura( ).F <
F(l"ros *$ sol(*os para am(!a r(ca
El $iltro de solido para amina rica& es un $iltro para $lujo completo con ?) $iltros con cinco micrones que est2 ubicado aguas abajo del
tanque *as! para amina# Kabindose quitado el gas destilado& la amina se %ltra mec2nicamente para quitar los s5lidos suspendidos que
obstruir2n los equipos aguas arriba#
<lujo( )3 gpm Presi5n( 0? psig# Temperatura( )?3 < Bom.as *$ car+a para am(!a
Las bombas de carga para amina est2n dise@adas para entregar amina al contactor para
absorber el CO+ de la corriente de gas en la entrada# Las
bombas son bombas centr'$ugas de )) etapas que $uncionan a .133 rpm y entregan )3 gpm a )++? psi# Esto es al )33 M de las bombas& dejando siempre una como reserva#
6on impulsadas por un motor =au4es!a que $unciona a gas
combustible# Las bombas succionan la descarga de la bomba booster para amina a 03 psi y lo descarga en el contactor a apro"imadamente )+33 psi#
Bom.as .oos"$r para am(!a
Estas son dos unidades que al )33 M de su capacidad son capaces de bombear +3 gpm a F? psid# Estas succionan del tanque de
compensaci5n para amina y descargan en las bombas de alta presi5n para amina a travs del en$riador de amina#
<lujo( +3 gpm# Presi5n( F? psig# Temperatura( )?3 < Bom.as *$ r$/u>o para am(!a
Las bombas de re*ujo para amina& son bombas centr'$ugas verticales que descargan .1 gpm a 1F psi# 9ombean los vapores
condensados ,en su mayoria agua- del acumulador de re*ujo !asta la parte superior de la torre regeneradora para ayudar con el
en$riamiento y detener el e"ceso de l'quidos# El *ujo de las bombas depende del nivel en el acumulador#
<lujo( .1 gpm# Presi5n( 1F psi#
Bom.as *$ "ra!s)$r$!c(a para am(!a
Las bombas de trans$erencia trans%eren amina desde el almacenaje !asta el tanque de compensaci5n para amina#
<lujo( +? gpm# Presi5n( ?3 psi# Ta!1u$ *$ comp$!sac(-!
El tanque de compensaci5n para aceite caliente provee la
Este tiene una capa de nitr5geno para mantener el aire $uera del sistema#
Presi5n( ?3 psi# Temperatura( +7? < Bom.as *$ ac$("$ cal($!"$
Estas son bombas centr'$ugas !orizontales que descargan )))1 gpm a)+?3 psi cada una# 6on unidades al ?3 M& entonces una siempre ser2 utilizada como reserva# Las bombas se usan para bombear el aceite del calentador !asta el re!ervidor& donde intercambia el calor con la amina# Cada una de las bombas est2 equipada con
aeroen$riadores de descarga# 8or!o *$ ac$("$ cal($!"$
El calentador de aceite est2 equipado con cuatro quemadores ZECO& cada quemador esta equipado con un quemador principal y un $uego piloto# El aceite medio caliente esta a una temperatura de .? <# Co!*(c(o! (*$al
La operaci5n ideal de una planta de endulzamiento ocurre cuando se dan cuatro sucesos(
• La carga de gases 2cidos en el *ujo de salida es ligeramente
menor del l'mite permitido# ,El gas dulce esta dentro de especi%caciones-#
• Las perdidas de amina son aceptables#
• La corrosi5n esta dentro de los limites tolerables#
• La demanda de calor del re!erbidor esta a un m'nimo& para
a!orrar combustible#
Co!"rol op$rac(o!al
a- Control de gas 2cido a la salida de la planta b- Control de la concentraci5n de la soluci5n
c- Control de suministro de calor en el re!ervidor d- Otros controles de la operaci5n
