PL A NT PLA NTA A S DE DE AJ A J US USTE TE DE DE PUN PUNTO TO DE ROCÍO
OBJETO: RECUPE RECUPERA RACIÓN CIÓN DE DE GLP GL P
PL A NT PLA NTA A S DE DE AJ A J US USTE TE DE DE PUN PUNTO TO DE ROCÍO
PROCESOS
DESCRIPCIÓN DEL PROCESO
Pro rocc eso soss usu u sua al es, medi media ant nte e f r ío Unidades
LTS: Refrigeración Refrige ración Mecánica Mecá nica
Unidades
TEF: Turbo Turbo expansión
Unidades
JT : Joule Thomson
Otros procesos procesos poco usua usuale less Absorción Adsorción
(Lean Oil Process)
(Silica Gel) Membranas
RECUPERACIÓN DE GLP • LPG significa Liquefied Petroleum Gas • Consiste en una mezcla de Propano (C3) Comercial con Butano (C4) Comercial en proporciones variables • La condición es que la tensión de vapor real de la mezcla no supere 125 psig. a 100 °F • C3 y C4 comercial significa la posibilidad de que los componentes contengan isomeros
RECUPERACIÓN DE GLP Luego
de la separación primaria, se habrán
eliminado Pentano y superiores (C5+) La
mayor proporción (80%+) del gas es
Metano (C1) con algo de Etano (C2) Luego
de los anteriores procesos el gas
contiene una cierta cantidad de LPG En
la unidad LTS se reduce el contenido de
C3 + C4 hasta un valor aceptable
RECUPERACIÓN DE LPG De
este modo se reduce el Punto de Rocío
para evitar la condensación en cañerías El
flujo bifásico hace el bombeo inestable y
aumenta la pérdida de carga en gasoductos El
GLP recuperado tiene mayor valor
comercial por su mayor poder calorífico La
Unidad LTS reduce el contenido de GLP
hasta valores normalizados.
RECUPERACIÓN DE LPG La
máxima recuperación de GLP se obtiene
en las Unidades de Turbo expansión (TEF) En
las Unidades TEF se alcanzan menores
temperaturas y mayor recuperación Solo
se justifican para grandes caudales y
altas presiones En
las TEF se aprovecha el trabajo mecánico
resultante de la expansión del gas
SISTEMA CRIOGENICO RECUPERACIÓN DE GLP
RECUPERACIÓN DE GLP POR ABSORCIÓN
PLANTAS DE AJUSTE DE PUNTO DE ROCÍO
DIAGRAMA PRESIÓN-ENTALPÍA (P-H)
DIAGRAMA P-H Como
refrigerante se usa Propano porque:
Tiene
presión positiva a la temperatura de
evaporación Condensa La
con aire o agua a baja presión
baja relación de compresión permite
operar en dos etapas Calor Bajo
latente de evaporación elevado
costo y buena disponibilidad
DIAGRAMA P-H Presión
Líquido Sub-enfriado
Mezcla Líquido - Vapor
Vapor Sobrecalentado
Contenido de Calor (Kcal / kg.) en este caso del Refrigerante
Entalpía
DIAGRAMA P-H
Presión
Evaporador El Refrigerante absorbe el calor de la carga del sistema
Entalpía
DIAGRAMA P-H Presión
Evaporador
Efecto de Refrigeración
Entalpía
DIAGRAMA P-H Presión
Compresor Trabajo de compresión
Entalpía
DIAGRAMA P-H
Presión
El Refrigerante libera el calor a la atmósfera
Condensador
Entalpía
DIAGRAMA P-H
Presión
Dispositivo de expansión - Válvula de expansión termostática - Orificio
Entalpía
DIAGRAMA P-H
Presión El Refrigerante libera el calor a la atmósfera
Condensador Expansión Evaporador
Entalpía
Compresor El Refrigerante absorbe el calor de la carga del sistema
DIAGRAMA P-H
CICLO DEL REFRIGERANTE EAL-4590 MX-2016
KVA-2015
VBA-3240
VBA-3235
F-2027
VBA-3245
PBB-1565 MX-2026 KVA-2020 MX-2021 F-2032 VBA-3246 PBB-1570 EBG-4010
EBG-4005
VBA-3241 MX-2031
PLANTAS DE AJUSTE DE PUNTO DE ROCÍO
PROCESO DE AJUSTE DEL DP
AJUSTE DEL DP Secuencia
del proceso de ajuste de DP
Preenfriamiento
con
el
gas
tratado
y
precalentamiento de la gasolina separada Enfriamiento final con Propano en el Chiller Separación
de hidrocarburos y solución
acuosa de Etilén Glicol en el LTS Recuperación
de calor con el gas a tratar Estabilización de la gasolina Regeneración
del Etilén Glicol
PROCESO DE AJUSTE DEL DP GAS DE VENTA
PC
A Sist. Propano MEG
MEG
E-1
LC
E-2 GAS DE ENTRADA
V-1
E-3
LC
De Sist. Propano
LC
A Trat. Agua
PC
V-3
LC
A Regen. MEG
PC
K-2
LC
T-3 De Sist. Aceite Térmico
TC
E-7 LC
GASOLINA
LC
LC
V-8 A Trat. Agua
LC
V-2
MEG
E-13
E-8 A Sist. Aceite Térmico
PLANTAS DE AJUSTE DE PUNTO DE ROCÍO
CARACTERISTISCAS DEL MEG
CARACTERISTISCAS DEL MEG MEG Se
significa Mono Etilén Glicol
lo identifica con EG, Etilén Glicol
Fórmula
química: (CH2-OH)2, PM:62
Se
descompone a partir de los 160 °C
Se
regenera a menos de 150 °C
A
baja temperatura, para evitar el congelamiento, el MEG regenerado debe contener 15-25 % de agua
CARACTERISTISCAS DEL MEG Se
inyecta en forma controlada en los puntos más fríos del sistema
Estos
son:
El
intercambiador gas-gas
El
intercambiador gas gasolina
El
chiller
Se El
regenera y se reinyecta en circuito cerrado
MEG rico contiene 55-65 % de agua, calculado con el método de Hammerschmidt
CARACTERISTISCAS DEL MEG El
caudal de MEG seco se calcula como G = W / (Xs – Xe), donde
G es el caudal de MEG seco (lb/d) W es el agua condensada (lb/d) Xe agua a la entrada (lb agua/lb MEG) Xs agua a la salida (lb agua/lb MEG) Al
valor calculado se le debe adicionar un porcentaje variable para cubrir las pérdidas por evaporación y por solubilidad
PLANTAS DE AJUSTE DE PUNTO DE ROCÍO
PROCESO DE REGENERACION DEL MEG
REGENERACION DEL MEG Secuencia
del proceso regeneración del MEG
Precalentamiento
MEG rico / MEG pobre
Expansión
en el Tanque Flash Filtración y purificación del MEG rico Regeneración Pre
en Columna y Reboiler
enfriamiento MEG pobre / MEG rico
Bombeo
del MEG pobre Enfriamiento en la bota del LTS Inyección
controlada en intercambiadores
REGENERACION DEL MEG Para
regenerar el MEG se requiere
Calor
para calentar el MEG
Q(g) = G . Cp(g) . T Calor
para calentar el agua disuelta
Q(w) = W . Cp(w) . T Calor
para evaporar el agua
Q(ev) = C . H Q = Q(g) + Q(w) + Q(ev)
PFD REGENERACION DEL MEG VENTEO
1V-121 1P-109
De Tk de MEG
Hot Oil 1H-101 Hot Oil VENTEO
1E-101 Del Tren 1
1V-101
Gas Blanketing
1P-101 Al Tren 1 MEG
1F-103 Drenaje Cerrado
1F-101
1F-102
PLANTAS DE AJUSTE DE PUNTO DE ROCÍO
HOT OIL
HOT OIL Secuencia
del proceso calefacción de Hot Oil
Calefacción
con fuego directo en la caldera
Alimentación
a reboilers
Retorno
a tanque de expansión Bombeo del Hot Oil frío a la caldera Control
de flujo de combustible
Aumento
de la recirculación por alta presión
Disminución
caudal.
de la recirculación por alto
HOT OIL El
calor total más pérdidas al ambiente se
incorpora en el reboiler por circulación de aceite térmico bajo control de temperatura Por
intercambio de calor entre corrientes frías y calientes se logran economías en el consumo total de energía
Parte
del calor se pierde al medio ambiente,
dependiendo del estado de la aislación y de la temperatura exterior, alrededor del 4%.
HOT OIL El
aporte de calor para la regeneración del MEG se realiza mediante Aceite Térmico (Hot Oil)
El
Hot Oil circula por el reboiler bajo control de temperatura
Sirve
a otros sistemas como el de estabilización de gasolina, regeneración de TEG o calentamiento de la amina, cuando estas unidades forman parte de la planta
HOT OIL El
cómputo de la energía a transportar por el Hot Oil sería: Calor
entregado en el reboiler de la torre estabilizadora de gasolina: Q1
Calor
entregado en la unidad de TEG: Q2
Calor
entregado en la unidad de MEG: Q3
Calor
entregado en la unidad de endulzamiento (si hubiera): Q4
Calor
total a suministrar: Qt = Qi
HOT OIL El
calor total (Qt), transportado por el Hot
Oil será aportado por el Gas Combustible El
caudal de Hot Oil está determinado por:
M(ho) = Qt / (Cp(ho) . T), donde: Cp(ho) : Capacidad calorífica del Hot Oil T : Temperatura de salida-entrada
(de la caldera de Hot Oil)
PFD CIRCUITO DE HOT OIL
MAP-5010
EAL-4600
VBA- 3250
EBC-4085
PBB-1185 FAJ-3250
PLANTAS DE AJUSTE DE PUNTO DE ROCÍO
PUESTA EN MARCHA Y PARADA
PLANTAS DE AJUSTE DE PUNTO DE ROCÍO
PUESTA EN MARCHA
PUESTA EN MARCHA Ítem 1
Subítem
Tarea Verificar que todos los servicios se hayan puesto en marcha y que todos los preparativos para la puesta en marcha se hayan cumplido.
2
Fijar los sets de los controladores en los valores deseados. Las válvulas de control tendrán sus válvulas de bloqueo abiertas y bypass cerrados (al menos que se indique lo contrario).
3
Se comenzará a circular gas por la unidad de la siguiente manera: Si la unidad de Aminas fue puesta en marcha previamente, habilitar la válvula de salida de la planta de aminas y luego presurizar lentamente la unidad de ajuste de punto de Rocío habilitando el by-pass de la válvula de entrada al filtro separador de gas de entrada, de manera de llevar el sistema hasta la presión de operación. Si la Unidad de Aminas no fue Puesta en Marcha, presurizar la sección de entrada a Planta descripta anteriormente, y continuar la presurización aguas abajo abriendo la válvula de by-pass de la unidad de aminas.
PUESTA EN MARCHA Ítem
Subítem
4
1
2 3
Tarea Luego, se abrirá la válvula de entrada al filtro separador y poniendo en funcionamiento el lazo de la válvula de presión de gas de salida a venteo, se dejará fluir el gas a través de la planta, el cual será enviado a venteo hasta alcanzar los parámetros de calidad especificados para el gas de venta. Cerrar las válvulas de by-pass del filtro separador. Antes de enfriar el gas, se deberá comenzar la inyección de glicol en el gas de entrada por medio de las toberas ubicadas en los intercambiadores gas / gas, gasolina / gas y el chiller (lado tubos) de la siguiente manera: Cerrar las válvulas de bloqueo de entrada en el módulo de MEG y salida, ubicada en la bota del Separador frío y abrir el by-pass. Poner en funcionamiento las bombas de inyección de MEG o regular las presiones con la válvula aguja del by-pass del módulo. Poner en servicio los lazos de las válvulas de nivel del Separador flash de MEG. Ajustar el set de la válvula de blanketing en 1,3 kg/cm2g y de contrapresión en 1,7 kg/cm2g teniendo presente la lectura del indicador de presión.
PUESTA EN MARCHA Ítem
5
Subítem
Tarea
4
Una vez alcanzada una circulación de glicol estacionaria, habilitar el cuadro de control de temperatura. En estado estacionario mantener una temperatura de 126°C en el regenerador de glicol.
5
Reponer glicol periódicamente, de manera de mantener estacionario el nivel del acumulador en el regenerador de glicol cuando sea requerido.
6
Regular el caudal de reflujo a la columna del regenerador, con la válvula globo en la línea al serpentín del regenerador.
7
Una vez estabilizada la temperatura del regenerador, abrir las válvulas de bloqueo de entrada y salida al módulo de MEG anteriormente mencionadas y cerrar el by-pass, permitiendo de esta manera la inyección de glicol al tren de frío.
8
Cuando se observe una interfase en el nivel del Separador frío, poner en servicio el lazo de la válvula de control de nivel de la bota. Una vez logrado el flujo estacionario de glicol y gas a través de la planta, poner en operación el sistema de refrigeración de la siguiente manera:
PUESTA EN MARCHA Ítem
Subítem
Tarea
1
Arrancar los compresores del refrigerante instrucciones del fabricante para este paso.
siguiendo
las
2
Arrancar uno o más ventiladores del condensador de propano y poner en servicio el lazo de control de temperatura del acumulador de propano.
3
Poner el lazo de control de nivel del economizador de propano en servicio.
4
Poner el lazo de control de nivel del chiller en servicio.
5
El sistema está esencialmente en operación. Las variaciones de carga que sufra el sistema serán compensadas por las acciones que tome el microprocesador del compresor de propano para corregirlas.
6
Reponer periódicamente y a medida que se necesite, propano al acumulador y al chiller para mantener el nivel.
7
Vigilar el deshidratador de propano y renovar los cartuchos a medida que se requiera.
PUESTA EN MARCHA
Ítem
Subítem
Tarea
8
Cuando se observe una interfase en el Separador frío mediante visor de nivel, poner el lazo de control de nivel en servicio, enviando los líquidos al intercambiador gas / gasolina.
6
Cuando se haya logrado el funcionamiento a Plena Carga deberán estar circulando por el tren de frío el máximo caudal, lo cual será indicado por el indicador de caudal ubicado en la salida del Separador de entrada.
7
La condensación en el sistema de refrigeración se aumentará poniendo más ventiladores en servicio.
8
Los compresores de propano funcionarán a capacidad total.
PUESTA EN MARCHA Ítem Subítem Tarea Permitir una operación estable de temperaturas, presiones y 1 caudales, tolerando alguna variación de nivel mientras no sea extrema ni abrupta. Mantener un flujo estable a través de las válvulas controladoras de nivel.
2
En la medida de que se alcanza una operación estable en la planta en aquellos controladores seteados en manual, los controladores electrónicos deben ser ajustados para proporcionar un control suave en modo "auto". Asegurarse siempre de que sean iguales las salidas "manual" y "auto" antes de conmutar.
3
Verificar que las variables físicas del proceso estén cerca de sus valores de diseño. No malgastar tiempo en el logro de valores exactos, sino los más cercanos posibles en un lapso razonable.
4 5
Abrir la válvula de shutdown de salida de gas de planta. Una vez alcanzada la operación estable del tren y verificado que el gas cumple con las especificaciones requeridas, el operador deberá habilitar lentamente el lazo de la válvula de presión a venteo, de manera de conmutar el gas fuera de especificación y el gas a gasoducto.
PUESTA EN MARCHA Ítem Subítem Tarea Fijar los controladores en sus respectivos puntos deseados con 1 las válvulas de bloqueo abiertas y by-pass cerrados (a menos que se indique lo contrario en los párrafos subsiguientes).
2
Se habilitarán los siguientes lazos de control: 1
Ya habilitado el lazo de control de nivel de Separador frío, los lazos de control de nivel del Separador de Entrada, del filtro de entrada a Dew Point, y del Filtro Coalescedor, se procede a habilitar el lazo de control de presión del separador flash de gasolina y condensados, enviando el gas a la antorcha.
2
Cuando se tenga nivel suficiente de gasolina en el separador flash de gasolina, habilitar el lazo de control de salida a torre estabilizadora.
3
Cuando se tenga nivel suficiente de condensado en el separador flash de condensado, habilitar el lazo de control de salida a torre estabilizadora.
4
Luego habilitar el lazo de control de presión de la Torre Estabilizadora, enviando el gas a antorcha.
PUESTA EN MARCHA Ítem
3 4 5
Subítem
Tarea
5
Cuando sea visible el nivel en el rebalse del reboiler de la estabilizadora, comenzar a circular aceite térmico poniendo en funcionamiento los lazos de control de temperatura de fondo de la torre y control de nivel del reboiler. Luego se debe poner en marcha el aeroenfriador de gasolina. Aumentar el flujo de condensado hasta la capacidad operativa normal. Luego de que se alcanza una operación estable en manual, los controladores deben ser ajustados para proporcionar un control suave en modo "auto".
PUESTA EN MARCHA Ítem 1
Subítem
Tarea Abrir los venteos refrigeración.
y
drenajes
manuales
del
sistema
de
2
Abrir las válvulas del circuito que involucra al acumulador de propano y el chiller.
3
Habilitar las salida de propano vapor del tanque de propano. El propano comenzará a circular desplazando el aire del circuito.
4
A medida que se vaya desplazando el aire, ir cerrando los venteos y drenajes, hasta que finalmente con todos estos cerrados dejar ecualizar presiones entre el circuito de refrigeración y el tanque de propano.
5
Cerrar la salida de propano vapor del acumulador de propano.
PUESTA EN MARCHA
Ítem 6
Subítem
Tarea Habilitar la succión y descarga de la bomba de carga-reposición de propano y arrancarla.
7
Bombear propano líquido hasta que los tubos del chiller estén sumergidos y el acumulador de propano lleno hasta la mitad.
8
Apagar la bomba de carga-reposición de propano y cerrar las líneas de succión y descarga.
9
Cerrar las válvulas que interconectan el circuito de refrigeración y el tanque de propano.
PLANTAS DE AJUSTE DE PUNTO DE ROCÍO
PARADA
PARADA Los
paros programados en la planta suponen prestar la máxima atención a la seguridad del personal y los equipos procediendo mediante cambios graduales y controlados de las variables operativas Antes del comienzo del paro se debe prestar atención a todas las hojas que contengan datos de seguridad aplicables. Releer todas las instrucciones de los fabricantes de los equipos y sacarlos de operación siguiendo esas instrucciones
PARADA Secuencia
Descripción
1
Bajar la carga de los compresores de propano hasta el paro completo de las unidades. Una vez alcanzada una temperatura tal que se asegure la no formación de hidratos en el chiller, se podrá sacar de servicio a la unidad de inyección / regeneración de MEG de la siguiente manera: Bloquear las inyecciones de MEG en los distintos puntos de la planta de dew point (intercambiadores gas-gas, intercambiadores gas-gasolina y chiller) y habilitar las válvulas de by pass de las mismas, ya sea aguas arriba del intercambio en la bota del separadores frío o bien dentro del módulo de regeneración de MEG. Continuar la circulación del MEG hasta regenerarlo. Parar las bombas de inyección de MEG. Retirar la carga térmica del reboiler de la torre estabilizadora y del regenerador de MEG, cerrando las respectivas válvulas de circulación de fluido de calentamiento y/o entrada de fuel gas.
2
2.1
2.2 2.3
3
PARADA
Secuencia 4
Descripción Habiéndose puesto fuera de servicio, el sistema de refrigeración y el sistema de inyección y regeneración del glicol, se deberán seguir los siguientes pasos para efectuar la parada normal del sistema de proceso de gas:
4.1
Cerrar la válvula de bloqueo de la línea de ingreso de gas
4.2
Cerrar la válvula de bloqueo de la línea en la salida del gas tratado
4.3
Cerrar la válvula de bloqueo de la línea de salida de gasolina a estabilización
PLANTAS DE AJUSTE DE PUNTO DE ROCÍO
CONTROL DE LA OPERACIÓN
CONTROL DE LA OPERACIÓN Po r
baja presión, una válvula reduce el
caudal de gas a través de la planta Por
alta presión, una válvula descarga gas
a l c o l e c t o r d e v e n te o s a n t i c i p a n d o l a descarga a través del sistema de seguridad Parte
del caudal de gas se pre enfria con
gasolina, bajo control de la temperatura de salida de la gasolina
CONTROL DE LA OPERACIÓN El
gas pre enfriado se expande a la presión del gasoducto aprovechando el enfriamiento producido por efecto Joule-Thomson
Los s Lo
nivele nive les s lí líqu quid idos os se co cont ntro rola lan n me medi dian ante te lazos de control
Lo s
l í q u i d o s fl a s h e a n controladoras de nivel
La
en
l as
v ál v u l a s
mezcla líquido-vapor se conduce a los separadores
CONTROL DE LA OPERACIÓN El
MEG se inyecta en los cabezales de los
intercambiadores
gas-gas,
gas-gasolina
y
chiller, en forma manual, con flujo controlado El
MEG separado, en el LTS se devuelve al
circuito bajo control de nivel de la interfase Lo s
hidrocarburos livianos se separan del
MEG en el tanque flash bajo control de presión
CONTROL DE LA OPERACIÓN El
Hot Oil circula por el reboiler de la columna
estabilizadora bajo control de temperatura en el fondo de la columna La
presión
de
tope
de
la
columna
estabilizadora, se controla bajo presión de gas a primera etapa del compresor de reinyección Por
alta presión, descarga a la antorcha
CONTROL DE LA OPERACIÓN La
presión de los separadores se controla
bajo caudal de aspiración de segunda etapa del compresor de reinyección. Por
alta presión descarga a la antorcha
Como
alternativa, se puede actuar sobre los
descargadores neumáticos de las válvulas del compresor alternativo o sobre sus RPM para control de capacidad
CONTROL DE LA OPERACIÓN El
compresor de reinyección eleva la presión del gas entre la presión de tope de la estabilizadora y la presión del gas a la entrada
La
presión de descarga del compresor de reinyección queda definida por la presión del gas a la alimentación de la planta
CONTROL DE LA OPERACIÓN Las
alternativas de control de capacidad del compresor de refrigeración dependen del tipo de máquina: Turbo
compresor: control antisurge
Compresor
a
tornillos:
válvulas
deslizantes Compresor
alternativo: by pass, descargadores neumáticos de válvulas, control de las RPM
CONTROL DE LA OPERACIÓN La
presión de condensación depende de la temperatura del aire o agua refrigerante
Para
controlar la presión de descarga del compresor de refrigeración: Se
regula el caudal de aire o agua
Existen
varias maneras de controlar el aire
Por
alta presión, se descarga a antorcha
Por
baja se puentea el condensador
PLANTAS DE AJUSTE DE PUNTO DE ROCÍO
VARIABLES CONTROLADAS
VARIABLES CONTROLADAS El
punto de rocío del gas monitoreado permanentemente.
debe
ser
El
caudal de gas tratado debe ser computado a la entrada y a la salida.
También Las
los líquidos separados.
mediciones de gas se realizan con un puente de medición y elementos de flujo seleccionados de acuerdo al caudal a medir.
VARIABLES CONTROLADAS Los
caudales líquidos se miden con:
Caudalimetros
por efecto coriolis.
Turbinas. Caudalimetros
por
desplazamiento
positivo. Placas Una
Orificio, Cuñas, etc.
correcta medición de caudales permite
cerrar el balance de masa de la planta y evaluar la eficiencia de la operación.
VARIABLES CONTROLADAS Otras
variables a monitorear son los P de:
Filtros
de cartuchos, que de perforarse incorporarían material indeseable al proceso. Extractores de niebla y cajas de chicanas, que indican el estado en que se encuentran. Intercambiadores
fríos, para prevenir su obstrucción por formación de hidratos y verificar la adecuada distribución de MEG.
Columna
estabilizadora de gasolina, para prevenir su inundación.
VARIABLES CONTROLADAS La
temperatura de regeneración de MEG
debe controlarse para evitar la degradación del producto. La
temperatura del Hot Oil a la salida de la
caldera debe controlarse por lo mismo. Demás
variables
de
operación
deben
mantenerse dentro de los valores prescriptos en el manual de operación.
PLANTAS DE AJUSTE DE PUNTO DE ROCÍO
PRINCIPALES EQUIPOS: FILTRO SEPARADOR
PRINCIPALES EQUIPOS
PRINCIPALES EQUIPOS Para
lograr la máxima separación a la entrada de la unidad se utilizan filtros separadores.
Constan
de un conjunto de cartuchos filtrantes
En
segunda etapa el gas pasa por un extractor de niebla.
El
liquido separado se acumula en el mismo recipiente o en uno independiente. Se utilizan también en otras aplicaciones que no toleren la presencia de liquido.
PRINCIPALES EQUIPOS
PRINCIPA PRINCIP A L ES EQUIPOS
PL A NT PLA NTA A S DE DE AJ A J US USTE TE DE DE PUN PUNTO TO DE ROCÍO
PRINCIP PRINCIPA A L ES EQUIPOS: EQUIPOS: INTER INTERCA CAMB MBIA IADO DORE RES S DE CAL CA L OR
PRINCIPA PRINCIP A L ES EQUIPOS
PRINCIPALES EQUIPOS
PRINCIPALES EQUIPOS
PRINCIPALES EQUIPOS
PRINCIPALES EQUIPOS Los
intercambiadores de haz tubular, caso gasgas y chiller, se diseñan sobre las siguientes bases: El
calor intercambiado.
La
diferencia media de las temperaturas de los fluidos.
Las
resistencias a la transferencia del calor.
Caudales
y estado físico de los fluidos. La caída de presión admitida en ambos lados: tubos y envolvente.
PRINCIPALES EQUIPOS Aspectos
a tener en cuenta en la selección
Propiedades
de los fluidos.
Temperatura
y Presión de diseño.
Materiales
de construcción.
Necesidades Costos Ø
de mantenimiento.
de fabricación.
y posición de las conexiones.
Instrumentación
y accesorios asociados.
PLANTAS DE AJUSTE DE PUNTO DE ROCÍO
PRINCIPALES EQUIPOS: SEPARADORES BI Y TRIFÁSICOS
PRINCIPALES EQUIPOS
PRINCIPALES EQUIPOS Para
separar del gas las gotas mas pequeñas se usan scrubbers.
Son
separadores verticales provistos de extractores de niebla (demisters) de alta eficiencia.
No
permiten gran tiempo de retención del liquido separado.
Se
aplican a la aspiración de los compresores.
PRINCIPALES EQUIPOS
PRINCIPALES EQUIPOS En
el LTS se separan las fases liquidas de la gaseosa y las liquidas entre si.
Las
fases liquidas, MEG y gasolina se separan porque son inmiscibles.
La
fuerza impulsora para que se opere la separación es la gravedad.
Los
fluidos se separan debido a su diferente densidad: la gasolina más liviana se extrae por la parte superior.
PRINCIPALES EQUIPOS La
fase gaseosa se dimensiona para no superar la velocidad límite en que se produciría el arrastre de las gotas. La formula para la velocidad límite es: V=K [(l – g) / g]^½ Donde: K= constante empírica (m/seg) V= velocidad de desplazamiento del gas (m/seg) l = densidad del liquido g = densidad del gas (Kg/m³)
PRINCIPALES EQUIPOS Los
valores de K se encuentran tabulados en API 12J. En general se usa 0.35 ft/seg. Para mejorar la separación se colocan en este sector elementos coalescentes: cajas de chicanas o extractores de malla (demisters). Estos elementos favorecen la coalescencia aumentando el tamaño de las gotas. En la fase líquida la separación se produce por desplazamiento de un fluido discontinuo en el seno de otro continuo.
PRINCIPALES EQUIPOS
PRINCIPALES EQUIPOS
PRINCIPALES EQUIPOS El
volumen necesario para la separación de de las fases líquidas esta gobernado por el “tiempo de residencia”.
El
API de 12J recomienda los tiempos de residencia a utilizar en cada caso.
Para
la separación MEG – gasolina el tiempo de residencia será de 5 a 10 min.
Para
un análisis cualitativo es útil la fórmula de Stokes, aplicable a sistemas líquido líquido y sólido líquido.
PRINCIPALES EQUIPOS Fórmula de Stokes: V= g(Dp)^2(H-L) / (18 ) donde: V= velocidad terminal (m/seg). G= aceleración de la gravedad. Dp= diámetro de la gota, burbuja o partícula (m). H= densidad del fluido pesado (Kg/m³). L= densidad del fluido liviano (Kg/m³). = viscosidad de la fase continua (Kg/m seg).
PLANTAS DE AJUSTE DE PUNTO DE ROCÍO
PRINCIPALES EQUIPOS: COMPRESORES
PRINCIPALES EQUIPOS
PRINCIPALES EQUIPOS En
las plantas de ajuste de DP, se utilizan compresores de Propano para el circuito refrigerante. Son del tipo: Rotativo
a tornillo de dos etapas.
Rotativo
centrífugo multietapa.
Alternativo En
de dos (o más) etapas.
las plantas de estabilización de la gasolina se utiliza un compresor de 2 etapas tomando gas de media presión en la interetapa.
PRINCIPALES EQUIPOS Los
equipos periféricos mas importantes, además de la máquina de accionamiento son: Aeroenfriador
de gas y de aceite.
Separador-filtro
a la succión de cada etapa.
Separador
de aceite de alta eficiencia, en compresores a tornillo. Amortiguadores de pulsaciones en los compresores alternativos. Sistema
de regulación de capacidad.
PRINCIPALES EQUIPOS La
potencia en el eje de un compresor alternativo se puede estimar con: BHP = 22 . r . n . Q . F, donde: r : relación de compresión / etapa n : n° de etapas Q : caudal en MM cfd @ t entrada y 14.7 psia F : 1.08 para 2 etapas Esta fórmula da valores conservadores y se usa para una estimación muy preliminar. Para cálculos más precisos se debe consultar con el fabricante.
PRINCIPALES EQUIPOS
PRINCIPALES EQUIPOS
PRINCIPALES EQUIPOS
PRINCIPA PRINCIP A L ES EQUIPOS
PRINCIPA PRINCIP A L ES EQUIPOS
PL A NT PLA NTA A S DE DE AJ A J US USTE TE DE DE PUN PUNTO TO DE ROCÍO
PRINCIP PRINCIPA A L ES EQUIPOS: EQUIPOS: COLUMNAS
PRINCIPALES EQUIPOS Columna
estabilizadora de gasolina
Columna Ø
de acero al carbono para Pd y Td.
según los caudales de gas y de líquido.
Platos
de válvulas más comunes.
Se
controla la presión de salida del gas.
Se
controla el caudal de líquido que circula.
Se
monitorea estabilizada.
la
TVR
de
la
gasolina
PRINCIPALES EQUIPOS
PRINCIPALES EQUIPOS
PRINCIPALES EQUIPOS Reboiler Intercambiador
de haz tubular, de acero al carbono calefaccionado con Hot Oil o vapor. Tipo
termosifón o marmita (kettle).
Prestar La
especial atención a la temperatura.
carga térmica se requiere para:
1) Suplir calor para calentar la gasolina. 2) Desorber los gases livianos.
PRINCIPALES EQUIPOS
PLANTAS DE AJUSTE DE PUNTO DE ROCÍO
OBJETO DEL PROCESO DE ESTABILIZACIÓN
OBJETO DEL PROCESO DE ESTABILIZACIÓN TVR:
Tensión de Vapor Reid.
Significa
presión de vapor de la gasolina
medida con el instrumento Reid. Si
la presión (tensión) de vapor es mayor que
la presión atmosférica, 14.7 psia a nivel del mar, la gasolina almacenada en un tanque API emitirá vapores al medio ambiente. Para
evitarlo, la TVR no debe superar 12 psia
medida a 100 ºf.
OBJETO DEL PROCESO DE ESTABILIZACIÓN La
TVR e la gasolina separada en el LTS es
superior a la máxima permitida para su almacenaje y debe ser estabilizada. El
proceso de estabilización consiste en
separar los componentes livianos tales como el Metano, Etano y parte de los LPG. Estos
gases se recuperan en media y baja
presión por lo que se los re-comprime a la presión del gas a la entrada.
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DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE ESTABILIZACIÓN
DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE ESTABILIZACIÓN
DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE ESTABILIZACIÓN Secuencia Los
del proceso de estabilización
condensados separados en distintas
unidades de tratamiento se colectan en un separador de entrada a presión intermedia. Precalentamiento
del condensado con la
gasolina estabilizada caliente. Expansión
del condensado separado a baja
presión en la LCV y alimentación del condensado a la columna de estabilización.
DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE ESTABILIZACIÓN Secuencia El
del proceso de estabilización (cont.)
condensado separado en el LTS se
precalienta con el gas de entrada a la planta de ajuste de DP. Expansión
a presión intermedia en un tanque
flash. El
gas separado se envía al colector de
presión intermedia. El
líquido se alimenta al tope de la columna.
DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE ESTABILIZACIÓN Secuencia
del proceso de estabilización (cont.)
Destilación
de los livianos que se separan
por el tope de la columna. Calentamiento
del condensado con los
vapores generados por el reboiler. La
gasolina estabilizada del fondo de la
columna se pre-enfria con la alimentación. El
enfriamiento final se realiza con aero-
refrigerantes antes del almacenaje final.
DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE ESTABILIZACIÓN Secuencia Los
del proceso de estabilización (cont.)
gases destilados por el tope de la
estabilizadora se alimentan a la primera etapa de un compresor de dos etapas. Los
gases del colector de media presión se
alimentan
a
la
segunda
etapa
del
compresor. El
compresor descarga a la presión del gas
a la entrada de la planta de ajuste de DP.
PFD ESTABILIZACIÓN Gas de media
K-2
Gas de baja
Gas a reciclo
Condensado
Gasolina Condensado
Quemador
T-3
V-221
Cond.+Gasol. Agua
E-13
De Hot oi l
Cond.+Gasol. E-7 A Tk Cond.
E-8
A Hot oi l
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LISTA DE LOS PRINCIPALES EQUIPOS
PRINCIPALES EQUIPOS Lista
de equipos de la unidad de estabilización
Separador
flash de condensado a la entrada.
Separador
flash del agua separada.
Precalentador Columna
de condensado.
estabilizadora.
Reboiler. Compresor
de reciclo.
Aero-enfriador
de la gasolina estabilizada.
DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE ESTABILIZACIÓN Control En
de la operación de estabilización
el separador flash:
Lazos
de control de nivel del agua separada
y de condensado, lazo de control de presión de media al compresor y descarga a la antorcha por alta presión. En
el separador flash de agua:
Lazos
de control de nivel y de presión de
gas descargando a la antorcha.
DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE ESTABILIZACIÓN Control En
de la operación de estabilización (cont.)
el reboiler:
Lazos de control de nivel de gasolina estabilizada y lazo de control de caudal de Hot Oil controlando la temperatura del plato inferior de la columna En
el tope de la columna:
Lazo de control de alta presión de tope a la antorcha y al compresor de reciclo
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PRINCIPALES PROBLEMAS OPERATIVOS
PRINCIPALES PROBLEMAS OPERATIVOS Estos
son:
Formación Inertes
en el sistema de propano.
Arrastre
de hidrocarburos con el MEG.
Inundación Alta
de hidratos.
de la torre de MEG.
TVR de gasolina.
PRINCIPALES PROBLEMAS OPERATIVOS Las
corrientes de gases húmedos que se despresuricen a través de una válvula, restricción, u otro dispositivo disminuirán su temperatura como consecuencia de la reducción de presión (efecto JouleThomson); los componentes pesados y la humedad que se separen de la corriente gaseosa por condensación pueden solidificar obstruyendo el pasaje de fluido.
PRINCIPALES PROBLEMAS OPERATIVOS
La formació formación n de hielo e hidrato hidratos s se previene mediante trazador eléctrico y aislamiento.
Sin em Sin emba barg rgo o du dura rant nte e la puest puesta a en ma marc rcha ha puede ocurrir la formación de hidratos en lugares imprevistos, que no cuenten con esa protección.
La formación de hidratos en estos casos deberá resolverse elevando la temperatura de la zona afectada, por ejemplo mojándola con agua caliente.
PRINCIPALES PROBLEMAS OPERATIVOS Como
se ha visto, la formación de hidratos se prod pr oduc ucir irá á en lo los s in inte terc rcam ambi biad ador ores es ga gass-ga gas, s, gas-gasolina y en el chiller chil ler..
El
problema se manifiesta por una excesiva pérdida de carga detectada a través de los medidores de presión diferencial.
En
este caso, verificar si los caudales de inyección inyecci ón de glicol son los correctos y también verificar el estado de las toberas.
PRINCIPALES PROBLEMAS OPERATIVOS Si
durante la operación el sistema de refrigeración requiere un aumento de la capacidad de aspiración para mantener la misma producción de frío, es posible que el aceite esté contaminando el Propano produciendo una reducción de la presión de vapo porr co corrres esp pon ondi die ent nte e a la tempe perrat atu ura de evaporación. En este caso se debe purgar el aceite acumulado en el chiller y en el recibidor de propano c on d en s a do u t i l i z a ndo l os dispositivos previstos para tal fin.
PRINCIPALES PROBLEMAS OPERATIVOS Si
se observa un aumento de la presión de condensación respecto de la temperatura de salida de los aeroenfriadores, esto indica una acumulación de gases inertes en el sistema de Propano.
Para
solucionar este inconveniente será necesario eliminarlos, purgando el circuito de Propano a través de las válvulas que a tal efecto se instalan en los puntos altos de ingreso a los aerocondensadores.
PRINCIPALES PROBLEMAS OPERATIVOS
Si se detectan problemas operativos en el sistema de regeneración de glicol tales como formación de espumas y dificultades para mantener adecuadamente los niveles, deberá sospecharse la presencia de hidrocarburos dentro de esta unidades. Esta situación no es normal dado que los hidrocarburos no deben llegar hasta aquí. La separación gruesa entre los hidrocarburos y el glicol se produce en el separador frío, mientras que el pulido se logra en el equipo separador flash de MEG. Por lo tanto deberá verificarse el buen funcionamiento de estas unidades.
PRINCIPALES PROBLEMAS OPERATIVOS Asegurarse
que el nivel de interfase en el separador flash de MEG esté en el valor adecuado y que los transmisores de nivel estén operando correctamente sin que se produzcan oscilaciones en los niveles.
Verifique
la calidad de la separación lograda (que no haya emulsiones).
Puede
ser necesario tomar una muestra del glicol de salida de este equipo y determinar el contenido de hidrocarburos.
PRINCIPALES PROBLEMAS OPERATIVOS Controlar
que el nivel de interfase líquidolíquido en el LTS es el adecuado, si el nivel es muy bajo puede haber un arrastre excesivo de hidrocarburo hacia el separador flash de MEG.
Esto
se debe a que no se habría logrado el
tiempo de residencia mínimo para que se produzca una correcta separación de fases.
PRINCIPALES PROBLEMAS OPERATIVOS Si
se inunda la torre de glicol significa que se ha excedido la máxima relación líquido-gas, de manera que deberá verificarse que: La
unidad de regeneración esté operando a la temperatura de diseño.
El El
caudal de glicol inyectado no sea excesivo.
caudal derivado al serpentín de enfriamiento de la cabeza de la columna regeneradora de MEG es el correcto.
PRINCIPALES PROBLEMAS OPERATIVOS Verificar
que la presión y temperatura de operación del reboiler de la estabilizadora correspondan con los normales de operación. Valores más bajos conducen a cortes de gasolina con mayor porcentaje de componentes de bajo punto de ebullición (mayor TVR). Un
valor alto de la presión de vapor de la gasolina estabilizada indica la presencia significativa de componentes de bajo peso molecular.
PRINCIPALES PROBLEMAS OPERATIVOS Una
elevada TVR indica que el sistema de estabilización de gasolina no opera correctamente.
Verificar
el buen funcionamiento de los controladores de presión de la torre estabilizadora y el lazo de control que maneja la alimentación de hot oil al reboiler de la torre estabilizadora.
Asegurarse
que el aceite térmico se encuentre a la temperatura de diseño.
PRINCIPALES PROBLEMAS OPERATIVOS Para
evaluar si el consumo energético es razonable se debe tener en cuenta que El mayor consumo se produce en el chiller Para minimizarlo se pre enfría el gas con el gas seco y con el condensado separado La carga térmica se produce por: Condensación de los hidrocarburos. Enfriamiento del gas. Enfriamiento del condensado. Enfriamiento del MEG inyectado.
PRINCIPALES PROBLEMAS OPERATIVOS La
energía en el sistema se consume en:
El
motor del compresor de refrigeración BHP = K x Caudal x Delta P
El
combustible para el sistema de Hot Oil
Calor = Caudal x Cap. Calorífica x Delta T Aeroenfriadores
o bombas de agua
BHP = K x Caudal x Delta P K = constante de proporcionalidad
PRINCIPALES PROBLEMAS OPERATIVOS Factores
que influyen en el consumo:
Temperatura
del refrigerante en el chiller.
Temperatura
de condensación.
Subenfriamiento Eficiencia Caudal
del refrigerante líquido.
del preenfriamiento.
de inyección de MEG.
Aplicación
del efecto Joule-Thomson.
Adecuado
no. de etapas en el compresor.
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SISTEMAS AUXILIARES DE LA UNIDAD: AIRE PARA INSTRUMENTOS
PFD AIRE COMPRIMIDO
AIRE PARA INSTRUMENTOS El
aire debe estar comprimido y seco.
Se
comprime a 150 psig, máximo 170 psig.
Se
deshidrata hasta un contenido de agua en
el aire de ~ 10 ppm. Para
evitar la formación de condensados en
las cañerías e instrumentos. Se
realiza en lechos fijos de Alumina Activada.
AIRE PARA INSTRUMENTOS La
regeneración de los lechos se realiza por
despresurización (Heat Less Dryers). O
por arrastre con aire caliente.
En
todo momento uno de los lechos está en operación mientras el otro se está regenerando.
La
regeneración por arrastre tiene una fase de
calentamiento y una fase de enfriamiento.
AIRE PARA INSTRUMENTOS El
aire atmosférico se filtra y se comprime.
Se
usan compresores alternativos de 2 etapas de pistón seco o,
Compresores
rotativos a tornillo de una etapa.
Al
enfriar el aire, luego de la compresión, se produce condensado que debe ser separado antes de la deshidratación.
Se
filtra antes y después de los lechos.
AIRE PARA INSTRUMENTOS El
sistema de aire debe contar con un pulmón de reserva por paradas imprevistas del sistema de suministro.
El
aire se distribuye por la planta a ~150 psig
A
esa presión se alimenta aire a los actuadores a pistón.
Para
accionamiento de válvulas a diafragma se reduce a 30 psig.
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SISTEMAS AUXILIARES DE LA UNIDAD: GAS COMBUSTIBLE
PFD GAS COMBUSTIBLE
GAS COMBUSTIBLE El
sistema de gas combustible se alimenta con la corriente principal de gas o con el gas excedente del tratamiento. Se precalienta en un calentador indirecto. Pasa por un tren de válvulas reductoras de donde se extraen corrientes a distintas presiones, según las necesidades de la planta. Por un separador-filtro de partículas finas. Y por un puente de medición de caudal para cerrar el balance de materiales de la planta.
GAS COMBUSTIBLE El
gas combustible alimenta a: Calentadores, calderas de Hot Oil. Motores de combustión interna. Turbocompresores y turbogeneradores. Gas de arranque. Gas de sello (a mayor presión). Gas motriz para las bombas de pre y post lubricación. Gas de antorcha. Blanketing de recipientes y tanques.
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SISTEMAS AUXILIARES DE LA UNIDAD: OTROS
PFD SISTEMA DE ANTORCHA
PFD SISTEMA DE DRENAJES
OTROS SISTEMAS AUXILIARES Se mencionan a título informativo Sistemas
de venteos a antorcha.
Sistemas
de drenajes (abiertos, cerrados).
Generación
de energía eléctrica.
Agua
potable y agua demi.
Agua
contra incendios.
Sistema
de Hot Oil (ya descrito).
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SISTEMAS AUXILIARES DE LA UNIDAD: SISTEMA DE SEGURIDAD
NIVELES DE SEGURIDAD El
sistema de seguridad de la planta se
denomina SSS (Security Shut Down System) Es
independiente del sistema de control de
procesos PCS (Process Control System) Es
el SSS comprende los sistemas de:
Shut De
Down por emergencias (ESD).
detección de fuego.
Detección
de fugas de gas.
NIVELES DE SEGURIDAD El
Security Shut Down System monitorea
datos de transmisores específicos Actúa
accionado por:
Botones
de
shut
down
voluntariamente. Switches
de seguridad.
Detectores
de fuego y gas.
accionados
