CONTROL DE PUNTO DE ROCIO DEL GAS:
El proceso de Acondicionamiento del Punto de rocío del gas, consiste en el enfriamiento del mismo mediante refrigeración mecánica e inyección de MEG (mono-etilen glicol) para prevenir la formación de hidratos.
2.10 UNIDADES DE CONTROL DE PUNTO DE ROCÍO Las unidades de control de punto de roció están diseñados para inhibir la formación de hidratos sólidos en el gas. Esto se logra mediante la inyección inyección de un agente líquido directamente en el flujo de gas. El agente es líquido seleccionados sobre la base de baja viscosidad y baja temperatura de congelación en lugar de capacidad de deshidratación. Hay 2 tipos comunes de líquidos utilizados para el control del punto punto de rocío: rocío: Mono de etileno-glicol (MEG) El metanol (MeOH) El tipo de líquido utilizado y el paquete de diseño dependen de varios factores, y los usuarios finales requisitos específicos y objetivos para el flujo fl ujo de gas que está siendo procesado. Cada paquete es típicamente diseñado en estrecha consulta con el cliente para garantizar el mejor diseño global. 2.11 EQUIPOS QUE INTERVIENEN EN LA PLANTA P LANTA DE CONTROL DE PUNTO DE ROCÍO EXPANSIÓN JOULE – THOMPSON THOMPSON En la expansión Joule – Thompson Thompson el gas pasa primero por un intercambiador de calor para recibir un pre-enfriamiento, pre-enfriamiento, y posteriormente posteriormente a través de una válvula de expansión o estrangulador. Esta expansión es un proceso isoentálpico donde la caída de presión genera una disminución de temperatura, la cual provoca una separación de los líquidos condensables. condensables. Generalmente en este tipo de proceso, el gas debe comprimirse para alcanzar la presión requerida para su transporte. FIGURA 6. ESQUEMA DE PROCESO DE ENFRIAMIENTO DE GAS NATURAL MEDIANTE EXPANSIÓN CON VÁLVULA (EFECTO DE JOULE-THOMPSON). REFRIGERACIÓN EXTERNA O MECÁNICA La refrigeración es el proceso mas directo dir ecto para la recuperación de líquidos, en la cual la refrigeración externa o mecánica es proporcionada por un ciclo de expansión – compresión de vapor, que generalmente utiliza al propano como agente refrigerante. FIGURA 7. ESQUEMA DE PROCESO DE ENFRIAMIENTO DE GAS NATURAL
MEDIANTE REFRIGERACIÓN MECÁNICA O EXTERNA (CICLO DE REFRIGERACIÓN DE PROPANO). PIG. La limpieza mediante PIG de líneas y conductos, no es más que el lanzamiento o impulsión de una serie de ´balas´ de polietileno de alta densidad, por medio de agua o aire, con la misión de arrastrar y como consecuencia limpiar la zona por la que transcurren. Existen variantes y formas diferentes de PIG en el mercado, utilizados en función de las necesidades para unos fines u otros. La variedad de medidas, longitudes y composición de los PIG varía en función de los cometidos para los cuales sean previstos.
SEPARADOR DE BAJA TEMPERATURA. Estos dispositivos se utilizan para la separación de gas y condensados, a baja temperatura, mediante una expansión. Están diseñados para manejar y fundir los hidratos que se pueden formar al disminuir la temperatura del flujo. Para la reducción del punto de rocío se puede usar dos métodos: Si hay suficiente presión disponible, se puede usar una refrigeración por expansión en un sistema LTS (Separación a baja temperatura). El sistema de refrigeración por expansión utiliza el efecto Joule Thompson para reducir la temperatura mediante expansión. Esta reducción de temperatura permite además de la condensación de los hidrocarburos, la condensación de agua, por lo que el proceso puede permitir la remoción de hidrocarburos y agua en una misma unidad. El punto de rocío que puede alcanzarse esta limitado tanto por la caída de presión disponible como por la composición del gas. Este proceso es atractivo donde se puede lograr suficiente remoción de líquidos a las condiciones de operación disponibles. A este proceso se le inyecta glicol al gas de alta presión para reducir el punto de rocío del agua. El uso de glicol ayuda a asegurar que no habrá formación de hidratos. 4.2. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO EN LA PLANTA DE CONTROL DE PUNTO DE ROCÍO EN EL MEDITERRANEO El gas que proviene de la plataforma costa afuera llega a la planta en tierra a través de un gasoducto submarino a un Slug Catcher. El Gas del slug catcher alimenta entonces a dos separadores paralelos de temperatura baja (LTS), cada módulo consiste en un intercambiador de calor gas/gas, una válvula de Joule Thompson y un separador de baja temperatura. El Gas que proviene del slug catcher se enfría con el gas seco frío de los separadores de temperatura baja antes de ser expandidos en las válvulas de Joule Thompson en el orden de cada especificación del punto de rocío de los hidrocarburos.
El Dietilenglicol (80% en peso) se inyecta aguas arriba y aguas abajo del intercambiador de calor gas/gas para evitar la formación de hidratos. El Condensado y el glicol inyectado son separados en los separadores de baja temperatura. El Gas seco es descargado a la red nacional. El hidrocarburo líquido separado y el glicol desde el slug catcher y los separadores de baja temperatura son previamente calentados en un precalentador y conducida al separador glicol/hidrocarburos. El hidrocarburo líquido separado se va hacia a la columna estabilizadora, mientras que el glicol separado se dirige a un tanque de almacenamiento. El Gas proveniente del separador glicol/hidrocarburos es vertida al sistema de gas combustible. El estabilizador de la columna produce condensado con un máximo de presión de vapor Reid de 11 psia. El condensado estabilizado se almacena en dos depósitos de techo flotante después de haber sido enfriado en el condensador. El condensado se exporta a las instalaciones de almacenamiento en tierra utilizando dos bombas de suministro. El gas de glicol proveniente del tanque de gas de glicol es bombeado a dos paquetes de regeneración de glicol. Cada paquete consiste en un tanque de almacenamiento, un intercambiador de glicol/glicol, un regenerador, bombas de circulación y filtros. El glicol regenerado es almacenado en un tanque de regeneración de glicol desde la cual es bombeado al sistema LTS y la plataforma costa afuera CONDICIONES DE LA PLANTA DE GAS. Condiciones de funcionamiento 1) Slug catcher Temperatura, 25-30 C Presión, 93 Barg Saturación de gas contenido en agua, 33 lb / mmscf Temperatura del hidrato, 17 c 2) intercambiador de calor de gas / gas Temperatura, 0-5 C Presión, 92 Barg Saturación de gas contenido en agua, 6 lb / mmscf Temperatura del hidrato, 17 C 3) separador a baja temperatura Temperatura, -10 a -15 C Presión, 72 barg Saturación de gas contenido en agua, 3lb / mmscf Temperatura del hidrato, 15 C El actual sistema de inyección de glicol en la planta utiliza 80% DEG para inhibición de hidratos. El Glicol se inyecta antes del proceso del intercambiador gas/gas, y también aguas arriba de las válvulas JT en cada tren. 4) Típica concentración de glicol rico 55 - 60% en peso 5) Tasa de inyección de gas aguas arriba / intercambiadores de gas 0,12 bbl / mmscfd
6) tasa de Inyección de aguas arriba JT válvulas 0,038 bbll / mmscfd 4.4. PROBLEMAS QUE PRESENTA LA PLANTA DE CONTROL DE PUNTO DE ROCÍO. Debido a que la planta no marca la especificación de punto de rocío esperada, se estudiaron las posibles causas de ello, entre esos problemas operacionales se puede mencionar: Pobre actuación de operación del inhibidor (DEG) debido al taponamiento de la boquilla de rociado y a la contaminación de este con la sal. Perdidas de DEG por las vaporización y la solubilidad de este en los hidrocarburos líquidos. Reducción de la transferencia de calor en el rehervidor y el pre-calentador debido a la reducida solubilidad de la sal (cloruro de calcio) a altas temperaturas, causando incrustaciones. Otro contaminante del glicol son los productos de degradación y componentes de gas surfactante. Problemas en el sistema de regeneración de glicol y sistemas de inyección por acumulación de lodos y sólidos de perforación, trayendo como consecuencia la perdida de inyección debido al taponamiento de la boquilla de rociado; además, pueden hacer erosionar equipos como bombas, válvulas y tapar los intercambiadores. La planta ha sido diseñada para operar un poco más caliente que las plantas típicas, lo que implica que la concentración de DEG pobre debe aumentar de 80 a 85% para evitar la congelación de la solución agua-glicol. La planta de gas ha experimentado problemas de líquido remanente, una cantidad excesivamente alta de DEG y condensado se fue a las ventas de gas. 4.5. SOLUCIONES PLANTEADAS PARA OPTIMIZAR EL PUNTO DE ROCÍO DE HIDROCARBUROS. 4.5.1. CAMBIO DE GLICOL (DE DEG A MEG). Una de las soluciones que plantean los ingenieros que operan la planta de control de punto de rocío es el cambio del DEG a MEG, debido a poca capacidad inhibidora del DEG, ya que lo que se espera es que el glicol tenga puntos de congelación por debajo del mínimo de la temperatura de funcionamiento del sistema, normalmente en el LTS o aguas debajo de la válvula Joule Thompson, todo esto para entregar hidrocarburos con especificaciones de punto de rocío estipuladas y que no condensen por encima de 5 grados en cualquier presión por debajo de la presión de entrega.
El análisis del glicol es muy útil para determinar la eficiencia operacional de la planta. Existen especificaciones que deben cumplir los glicoles y existen también propiedades típicas, algunas de los cuales puedan ser comparados con los mismos glicoles en uso para observar su comportamiento
