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- 1. INGENIERIA QUIMICA Por: Luiggi Gabriel Gomez C.I:22.140.181 Septiembre, 2017
- 2. Representa una planta de deshidratación de gas natural por adsorción y absorción e identifique sus componentes La deshidratación del gas natural juega una parte importante en la producción de gas natural. Una deshidratación efectiva previene la formación de hidratos de gas y la acumulación de agua en los sistemas de transmisión. El gas natural cumple una importante función social en Venezuela, desde el punto de vista de los servicios que presta a los sectores de la comunidad en general. Es un combustible de excelente calidad, limpio y de fácil transporte y ha reemplazado con grandes ventajas a combustibles tradicionales como la leña, el carbón y el kerosene, evitando la degradación y tala de árboles. En general, la corriente de gas natural posee, impurezas o contaminantes como nitrógeno, hidrógeno, anhídrido carbónico, y sulfuro de hidrógeno. El hidrógeno y el nitrógeno son gases inertes que solo van a afectar el poder calorífico del gas y también, lógicamente, el costo de transporte. Mientras que el anhídrido carbónico (CO2) y el sulfuro de hidrógeno, forman ácidos o soluciones ácidas en presencia del agua contenida en el gas. Estas sustancias son muy indeseables y deben eliminarse del gas natural. El contaminante al que hay que prestarle suma importancia es el agua, siempre presente en el gas proveniente del yacimiento, ya que produce corrosión y formación de hidratos. Los hidratos son inclusiones sólidas que se forman cuando los hidrocarburos del gas natural están en contacto con el agua líquida bajo ciertas condiciones de presión y temperatura.
- 3. El acondicionamiento del gas natural consta de dos procesos fundamentales: la deshidratación y el endulzamiento. El primero consiste en la eliminación del excedente de agua presente en la corriente gaseosa por medio de una técnica denominada deshidratación que será el tema central del presente trabajo de investigación. Una Planta Deshidratadora es una instalación compuesta fundamentalmente por equipos destinados a separar el agua que el petróleo puede contener en el momento de su extracción. Estos equipos están complementados con los de bombeo, calentamiento y accesorios necesarios.
- 4. Descripción de los procesos de la planta de deshidratación del gas natural. Proceso de deshidratación del gas con Aminas (MDEA) En un típico sistema de aminas el gas a tratar ingresa desde una unidad “Scrubber” cuya función es remover agua e hidrocarburos líquidos, a la
- 5. torre absorbedora donde se contacta en contracorriente con la solución de aminas. Luego del contacto amina – gas, la amina deja el fondo del absorbedor “cargada” con los gases ácidos (solvente rico). El solvente rico es “flasheado” en un tanque para remover de los gases de hidrocarburos y los condensados disueltos. Luego del tanque flash la amina rica (en CO2 / SH2) pasa por un intercambiador amina rica / pobre y finalmente a la torre de “stripping” donde el calor proveniente del “reboiler” rompe las uniones amina – CO2 / SH2 separándose los gases ácidos por un lado y la amina pobre por otro. Usualmente el calor del reboiler es provisto por vapor de agua saturado a 45 /55 psia (274 / 287 oF) el que produce una temperatura de stripping (regeneración) máxima de 260 oF (127 oC). La amina pobre caliente procedente del “stripper” intercambia con la amina rica (solvente rico) hasta una temperatura de no menos de 10 oF (5 oC) por sobre la del gas de entrada para prevenir la condensación de hidrocarburos gaseosas superiores (condensables) y es bombeada a la torre absorbedora donde comienza un nuevo ciclo. Deshidratación de Gases con Glicoles (TEG) La deshidratación de gas es el proceso de remoción de vapor de agua en una corriente gaseosa para reducir la temperatura a la cual el agua condensará en la línea. Esta temperatura se denomina punto de rocío del gas. Además, la deshidratación a punto de rocío por debajo de la temperatura operativa del gas, previene formación de hidratos y corrosión por agua condensada.
- 6. La capacidad de una corriente gaseosa para mantener vapor de agua es reducida si se comprime o enfría luego el agua puede también ser removida de la corriente gaseosa comprimiendo o enfriando la misma. El proceso con glicol se basa en el contacto del gas con un líquido higroscópico tal como un glicol. Es un proceso de absorción donde el vapor de agua presente en el gas se disuelve en la corriente de glicol líquido puro. La performance de una unidad deshidratadora es medida por su habilidad para reducir el punto de rocío del gas. En un proceso típico el gas húmedo pasa a través de un (scrubber) removedor de líquidos libres. Luego, el gas ingresa al contactor e “intercambia” el agua con el glicol que circula en contracorriente. El agua es absorbida por el glicol y el gas deja el contactor a través de un removedor de niebla (demister) para reducir el transporte de glicol en el gas de salida a la línea de venta. El glicol rico (en agua) es bombeado a través de un filtro y luego a un intercambiador glicol – glicol que eleva la temperatura del glicol rico antes que ingrese al regenerador. El glicol es separado del agua y los contaminantes de bajo punto de ebullición en la columna del regenerador (reboiler) reteniéndose estos últimos. El reboiler usualmente es del tipo tubos de fuego y funciona produciendo la temperatura requerida para alcanzar la eficiencia de remoción de agua buscada. Un acumulador almacena el glicol reconcentrado que luego pasa al intercambiador glicol – glicol que reduce la temperatura a un nivel que no dañe las bombas. Usualmente, antes de las bombas se intercala un filtro para remover contaminantes que cause excesivo desgaste de la bomba.
- 7. Mencione las variables con las que intervienen en el proceso. . Explique el diseño de equipo regeneración y equipo de enfriamiento. Las Unidades de Regeneración MEG se suministran como paquetes independientes; se asocian típicamente con las plantas LTS donde el MEG usado se regenera en un rango del 60 al 80% del peso. Las Unidades de Regeneración DEG o TEG pueden ser suministradas como paquetes independientes o asociadas con la sección de Deshidratación de Gas. Con TEG (normalmente utilizado para la deshidratación de gas); la máx. pureza del glicol regenerado puede alcanzar el valor del 99,95% del peso. La finalidad del proceso de deshidratación con glicol del gas natural es eliminar el contenido de agua, en el gas natural o cualquier otra corriente de proceso cuya presencia sea indeseable. Las especificaciones del Gas en ductos son las siguientes: Menor de 4 lbsde vapor de agua/ MMSCF de gas a la temperatura y presion standard. SECCIONES DEL PROCESO:
- 8. El proceso de Deshidratacion consta de dos secciones definidas: Seccion de Absorcion y Seccion de Regeneracion. La seccion de Absorcion tiene como objetivo retirar del gas natural, el agua mediante un desecante. La seccion de Regeneración tiene como objetivo eliminar el agua del desecante para su reuso. Primero el gas húmedo ingresa por la parte inferior de la columna en donde ingresa al SCRUBBER -lugar donde se hace una separación incial-luego de alli pasa al COALESCEDOR-el cual retira el agua y hidrocarburos para evitar que quite eficiencia en el proceso. El gas húmedo fluye en contracorriente al Lean Glicol ocurriendo una transferencia de masa, este es llamado también Proceso de Difusión. Los PLATOS ubicados en la columna retienen otros hidrocarburos y evitan que el Glicol pueda perderse con el Gas Seco. Por el Tope dela Columnaa sale el Dry GAS y por el Fondo del a Columna sale el Liquido libre (FREE LIQUID). PROCESO DE DESHIDRATACION CON GLICOL-ABSORCION Y REGENERACION El RICH GLICOL , el cual esta saturado debido a la cantidad de agua, se dirige a la etapa de Regeneración, pasando por le STIll ( destilador) previamente por el SERPENTIN ,luego al FLASH TANK. Cuando llega al Serpentin (Condensador de Reflujo) , este provee un reflujo y mejora la separación del solvente y el agua. Luego se dirige al Flash Tank en donde por diferencia de presiones se separa gran parte de los gases y vapores(compuestos volatiles son vaporizados). Esta reducción incluye también el CH4, HAPs y VOCs. Luego por la parte inferior el Glicol sale del Flash tank para dirigirse hacia el INTERCAMBIADOR DE GLICOL RICO-
- 9. POBRE- en donde recupera parte del calor del flujo saliente- pasa por el FILTER en donde se atrapan particulas solidas que no hayan sido removidas. Por la parte superior del Flash Tank sale los FLASH GASES. En el still el glicol no debe vaporizarse; una vez que que ingresa estan deben seer estripeados o agotados para separar los gases disueltos. Luego de ello, en el REBOILER, el solvente es regenerado y caen por gravedad hacia el TANK SUAGE-donde se acumula para estabilizar su nivel de modo que su flujo de retorno al contactor sea estable. Observación: El Scrubber es donde se hace una separacion inicial. El Glicol permite la mayor difusión absorviendo H2S, CH4, benceno, Tolueno, Etilbenceno, Xylenos en el Gas Natural. La absorcion es una de las mas antiguas operaciones unitarias utilizadas en la industria de procesos del gas natural.