COASTAL CHEMICAL COMPANY
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COMO MEJORAR LA DESHIDRATACIÓN POR GLICOL
PROCEDIMIENTOS DE MANTENIMIENTO VARIABLES DE OPERACIÓN SOLUCIÓN DE PROBLEMAS CONSERVACIÓN DE REGISTROS LIMPIEZA DEL SISTEMA CUIDADO DEL GLICOL
DON BALLARD REIMPRESIÓN CORTESÍA DE:
CONTENIDO CÓMO MEJORAR LA DESHIDRATACIÓN DESHIDRATACIÓN POR GLICOL ................... ............................ .................. .................. .................. .................. ............. 1 ¿QUÉ ES LA DESHIDRATACIÓN DESHIDRATACIÓN DE GAS? ................. ........................... ................... .................. .................. .................. .................. ................... ................. ....... 1 CÓMO FUNCIONA EL PROCESO .................. ........................... .................. .................. .................. ................... ................... .................. .................. .................. ............... ...... 1 EFECTO DE LAS VARIABLES DE OPERACIÓN......... OPERACIÓN ................... ................... .................. .................. .................. .................. ................... ................. ....... 2 CÓMO ELIMINAR LOS PROBLEMAS DE OPERACIÓN .................. ........................... .................. .................. .................. ................... .............. .... 3 CÓMO CUIDAR EL GLICOL...................... GLICOL............................... .................. .................. ................... ................... .................. .................. .................. .................. .................. ......... 11 CÓMO MEJORAR LA FILTRACIÓN FILTRACIÓN DE GLICOL......................... GLICOL.................................. .................. ................... ................... .................. ................ ....... 13 EL USO DE PURIFICACIÓN PURIFICACIÓN POR CARBÓN ................. ........................... ................... .................. .................. .................. .................. ................... ............... ..... 14 CÓMO REDUCIR LAS PÉRDIDAS DE GLICOL ................. ........................... ................... .................. .................. .................. .................. .................. ......... 14 CÓMO LIMPIAR UN SISTEMA DE GLICOL .................. ........................... .................. .................. ................... ................... .................. .................. ............. .... 15 ANÁLISIS Y CONTROL DEL GLICOL ................... ............................ .................. .................. .................. .................. ................... ................... .................. ............. .... 15 CÓMO SOLUCIONAR PROBLEMAS....................... PROBLEMAS................................ ................... ................... .................. .................. .................. .................. ................... .............. 17 CÓMO LLEVAR REGISTROS .................. ............................ ................... .................. .................. .................. .................. ................... ................... .................. .................. ........... 19 ¿QUIÉN ES RESPONSABLE? RESPONSABLE? .................. ........................... .................. .................. ................... ................... .................. .................. .................. .................. ................... .............. 19 CÓMO ELEGIR UN PROVEEDOR DE GLICOL.................... GLICOL............................. .................. ................... ................... .................. .................. ................ ....... 20 CÓMO MEJORAR EL PROCESO DE INYECCIÓN DE GLICOL...................... GLICOL............................... .................. .................. ............... ...... 20 CÓMO FUNCIONA EL PROCESO .................. ........................... .................. .................. .................. ................... ................... .................. .................. .................. ............. .... 20 CÓMO MEJORAR LA INYECCIÓN................. INYECCIÓN.......................... .................. ................... ................... .................. .................. .................. .................. ................... .............. 21 CÓMO EVITAR CONGELAMIENTOS CONGELAMIENTOS .................. ........................... ................... ................... .................. .................. .................. .................. ................... ............... ..... 21 CÓMO MEJORAR LA SEPARACIÓN DE GLICOL-HIDROCARBUROS GLICOL-HIDROCARBUROS ................... ............................ .................. ............. .... 22 REFERENCIAS.................. REFERENCIAS........................... .................. .................. .................. .................. ................... ................... .................. .................. .................. .................. ................... .................. ........ 23 APÉNDICE......................... APÉNDICE.................................. .................. .................. .................. .................. ................... ................... .................. .................. .................. ................... ................... ................. ........ 24 Fig. 1 – La cantidad de agua que es transportada por el gas natural a diversas temperaturas y presiones puede pue de estimarse a partir part ir de esta gráfica. Note la línea líne a de formación de d e hidratos. (Cortesía (Co rtesía de E.L. McCarthy, W. L. Boyd, L. S. Reid y AIME.) ................... ............................ .................. .................. .................. ................... ............... ..... 24 FIGURA 2 - EL ESQUEMA TÍPICO DE FLUJO PARA UNA PLANTA DE GLICOL MUESTRA EL USO DE UNA BOMBA DE GAS-GLICOL................... GAS-GLICOL............................ .................. .................. ................... ................... .................. ............. .... 25 FIGURA 4 - PUNTOS DE ROCÍO DE EQUILIBRIO DEL AGUACON DIVERSAS CONCENTRACIONES CONCENTRACIONES DE TEG...................... TEG............................... ................... ................... .................. .................. .................. .................. ................... ............... ..... 27 FIGURA 5 - DEPRESIÓN CALCULADA DEL PUNTO DE ROCÍO VS RELACIÓN DE CIRCULACIÓN DEL TRIETILENGLICOL TRIETILENGLICOL ................... ............................ .................. .................. .................. .................. .................. .................. ......... 28 FIGURA 6 - SEPARADOR A BAJA TEMPERATURA TEMPERATURA CON INYECCIÓN DE GLICOL.......... 29 FIGURA 7 - TEMPERATURAS TEMPERATURAS DE CRISTALIZACI CRISTALIZACIÓN ÓN DEL ETILENGLICOL ETILENGLICOL ACUOSO ..... 30 FIGURA 8 - TEMPERATURAS TEMPERATURAS DE CRISTALIZACI CRISTALIZACIÓN ÓN DEL DIETILENGLICOL DIETILENGLICOL ACUOSO . 31 FIGURA 9 - TEMPERATURAS DE EBULLICIÓN DEL ETILENGLICOL ACUOSO (760 MM) .................................. ................ ................................... .................................. ................................... ................................... .................................. ................................... ................................... ................. 32 FIGURA 10 - TEMPERATURAS DE EBULLICIÓN DEL DIETILENGLICOL ACUOSO (760 MM) ................... ............................ .................. .................. .................. .................. ................... ................... .................. .................. .................. .................. ................... ................... ................. ........ 33 REPORTE DE DESHIDRATACIÓN DESHIDRATACIÓN POR GLICOL...................... GLICOL............................... .................. ................... ................... .................. .................. ........... 34 SOLICITUD DE MUESTRA DE GLICOL ................... ............................ .................. .................. ................... ................... .................. .................. .................. ........... 36 PRODUCTOS QUÍMICOS COASTAL................... COASTAL............................ .................. .................. .................. .................. ................... ................... .................. ................ ....... 37
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CÓMO MEJORAR LA DESHIDRATACIÓN POR GLICOL Se pierden innecesariamente millones de dólares al año en altas pérdidas de glicol, paros excesivos de las plantas y cambio de equipo. Sin embargo, una planta de glicol, cuando está diseñada, operada y mantenida adecuadamente, brindará una operación a bajo costo, con poca dificultad y necesidad de atención. Esto puede hacerse entendiendo por completo los principios del proceso y las limitaciones físicas del equipo. Con este conocimiento, más estas sugerencias de operación y mantenimiento, la mayoría de los problemas de la planta pueden ya sea evitarse o eliminarse rápidamente.
¿QUÉ ES LA DESHIDRATACIÓN DE GAS? El vapor de agua es probablemente la impureza indeseable más común en una corriente de gas. Cuando el gas es comprimido o enfriado, el vapor de agua se convierte a una fase líquida o sólida. El agua líquida puede acelerar la corrosión y reducir la eficiencia de transmisión del gas. El agua, en estado sólido, forma hidratos helados, los cuales pueden tapar válvulas, acoplamientos e incluso líneas de gas. Para evitar estas dificultades, parte del vapor de agua debe sacarse de la corriente de gas antes de que sea transportado en las líneas de transmisión. El gas se considera saturado con vapor de agua cuando viene de los pozos. La cantidad de agua llevada por el gas a diversas presiones y temperaturas puede estimarse a partir de la Figura 1, la cual se basa en la correlación de McCarthy, Boyd y Reid. Esta gráfica además muestra una línea de formación de hidratos para el gas. A la izquierda de la línea, los hidratos sólidos se formarán cuando el gas saturado se enfría. Por ejemplo, puede esperarse que se formen hidratos a alrededor de 64ºF cuando la presión del gas es 1,000 psia y su gravedad específica es de alrededor de 0.65. El gas contiene 21 libras de agua por MMSCF a estas condiciones. Otro método útil de indicar el contenido de agua de cualquier gas es en términos del punto de rocío del agua. El punto de rocío se define como la temperatura a la cual el vapor empieza a condensarse en líquido. Las especificaciones de las tuberías normalmente requieren que el gas no contenga más de 7 libras de agua por MMSCF. Esto corresponde a un punto de rocío de alrededor de 32ºF a 1,000 psia. Por lo tanto, un gas a 100ºF y 1,000 psia debe tener una depresión del punto de rocío de alrededor de 68ºF para cumplir con las especificaciones de la tubería. La depresión del punto de rocío es la diferencia en ºF entre la temperatura del gas de entrada y el punto de rocío del agua del gas de salida. La depresión del punto de rocío se logra por deshidratación. La deshidratación es el proceso de sacar vapor de agua de la corriente de gas. Esto puede lograrse por varios métodos, pero el proceso descrito en este trabajo se denomina absorción. En este proceso, un líquido higroscópico se usa para eliminar vapor de agua del gas. El dietilenglicol y el trietilenglicol son los dos líquidos que se usan normalmente para la deshidratación de gases. El trietilenglicol es el favorito y tiene las siguientes ventajas: 1. Se regenera más fácilmente a una solución del 98-99.5 por ciento en un purificador atmosférico debido a su alto punto de ebullición y otras propiedades físicas. Esto permite depresiónes del punto de rocío más altas en el rango de 80-140ºF. 2. Tiene una temperatura de descomposición teórica inicial de 404ºF, mientras que la temperatura del etilenglicol es de sólo 328ºF. 3. Las pérdidas por vaporización son menores. 4. Se requiere equipo de regeneración más simple. 5. Los costos principales de operación de deshidratación son menores que con el dietilenglicol.
CÓMO FUNCIONA EL PROCESO FLUJO DE GAS.
El gas húmedo pasa a través de un depurador de entrada para eliminar impurezas líquidas y sólidas, y luego entra al fondo del absorbedor. (Vea la Figura 2). Éste fluye hacia arriba a través de una cama empaquetada o a través de una serie de bandejas de válvulas o tapas burbujeantes llenas de glicol, donde se hace contacto estrecho. El gas suelta vapor de agua hacia el glicol y pasa a través de un eliminador de neblina en la parte superior del absorbedor para retener todo líquido arrastrado. El gas seco sale del absorbedor y fluye a través del enfriador de glicol (intercambiador de calor de glicol-gas) y hacia la línea de ventas.
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FLUJO DE GLICOL .
El glicol seco de baja concentración se bombea continuamente a la bandeja superior del absorbedor. Conforme el glicol se mueve hacia abajo a través de los tubos de descenso de bandeja en bandeja, absorbe el vapor de agua de la corriente de gas ascendente. El glicol rico en agua es removido en el fondo de la torre y bombeado a través de un serpentín de precalentamiento grande en el acumulador (tanque de almacenamiento). Luego pasa a través de un filtro y entra a la parte superior del depurador (columna de destilación) localizado arriba del recalentador. El vapor ascendente, generado en el recalentador, extrae el vapor de agua del glicol rico que fluye hacia abajo a través de la cama rellena del purificador. El glicol, llevado por el vapor ascendente, es condensado en la sección de reflujo en lo alto y se regresa al recalentador. El vapor no condensado deja la parte superior del purificador y es enviado a un pozo de desechos. El glicol regenerado se derrama sobre un rebosadero en el recalentador y baja hacia el acumulador. Luego es bombeado a la presión del absorbedor, pasa a través del enfriador de glicol y entra a la parte superior del absorbedor para iniciar otro ciclo.
EFECTO DE LAS VARIABLES DE OPERACIÓN He aquí algunas variables que pueden afectar la eficiencia de un deshidratador de glicol. TEMPERATURA. La eficiencia de la planta es especialmente sensible a la temperatura del gas de entrada. A presión constante, el contenido de agua del gas de entrada aumenta conforme esta temperatura se eleva. Por ejemplo, a 1,000 psia, un gas a 80ºF retiene alrededor de 34 libras de agua por MMSCF mientras que un gas a 120ºF retendrá alrededor de 106 libras de agua por MMSCF. A la temperatura más alta, el glicol tendrá que extraer alrededor del triple de agua para cumplir con las especificaciones de la tubería. Las pérdidas por vaporización de glicol también serían mayores a la temperatura más alta. No se debe permitir que la temperatura de entrada aumente excesivamente cuando se usan calentadores de línea para evitar la formación de hidratos durante el tiempo frío. Sin embargo, 50ºF se considera como la temperatura mínima de operación debido a que el glicol se vuelve muy viscoso e ineficiente, y tiene una mayor tendencia a hacer espuma a temperaturas menores. La temperatura del glicol seco que entra al absorbedor tiene un efecto significativo en la depresión del punto de rocío del gas, y debe mantenerse a un mínimo para lograr una operación eficiente. Sin embargo, se debe mantener al menos 10ºF arriba de la temperatura del gas de entrada para evitar condensación de hidrocarburos en el absorbedor y posterior formación de espuma. Usualmente ocurren mayores pérdidas de glicol y humedad en el gas a ventas cuando la temperatura del glicol seco se vuelve demasiado caliente. La temperatura y la presión del recalentador controlan la concentración del agua en el glicol. Con una presión constante, la concentración del glicol aumenta con las temperaturas más altas del recalentador. El rango de temperaturas en el recalentador debe ser de 350ºF a 400ºF para el trietilenglicol. La máxima concentración de glicol seco lograda en un recalentador convencional, sin gas de despojamiento, es de alrededor de 98,8 por ciento. La Figura 3 muestra las concentraciones de glicol que pueden obtenerse con diversas temperaturas del recalentador. La temperatura en la parte superior de la columna de destilación también es importante. El punto de ebullición del agua es 212ºF y éste es alrededor de 546ºF para el trietilenglicol. La amplia diferencia en los puntos de ebullición de estos dos componentes permite una separación fácil por destilación fraccional. Sin embargo, si la temperatura baja demasiado en la parte superior de la torre de destilación, el vapor de agua puede condensarse y regresarse al regenerador para inundar la columna de destilación y llenar el recalentador con líquidos excesivos. Demasiada circulación de glicol frío en el serpentín de reflujo en la columna de destilación a veces puede crear los mismos problemas. Una alta temperatura en la parte superior de la columna de destilación puede aumentar las pérdidas de glicol debido a vaporización excesiva. La temperatura recomendada en la parte superior de la columna de destilación debe ser de alrededor de 225ºF. Abajo de 220ºF existe la posibilidad de que el agua empiece a condensarse y a regresarse a la columna de destilación. Cuando esta temperatura llega a 250ºF o más, las pérdidas de glicol por vaporización aumentan. Si hay un serpentín de reflujo de glicol frío disponible, esta temperatura puede reducirse aumentando la cantidad de glicol que fluye a través del serpentín.
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PRESIÓN. A temperatura constante, el contenido de agua del gas de entrada aumenta conforme baja la temperatura. Sin embargo, en el rango normal de operación, la presión de la planta de glicol no es un factor muy crítico. CONCENTRACIÓN DE GLICOL. El grado de deshidratación que puede alcanzarse con glicol, depende principalmente de la cantidad de agua extraida en el recalentador. Mientras más seco sea el glicol que va al absorbedor, más eficiente será su poder de deshidratación. Por ejemplo, cuando la temperatura de contacto en el absorbedor es de 95ºF, una concentración de trietilenglicol seco de 99 por ciento dará un punto de rocío del gas a ventas de -2ºF mientras que una concentración al 95% sólo dará un punto de rocío de 43ºF, si se logran las condiciones de equilibro (vea la Figura 4). PROPORCION DE LA CIRCULACIÓN DEL GLICOL. Cuando el número de bandejas del absorbedor y la concentración del glicol son fijos, la depresión del punto de rocío de un gas saturado es función de la proporción de la circulación del glicol. La proporción de circulación mínima para asegurar un buen contacto de glicol-gas es de alrededor de dos galones (7.57 litros) de glicol por cada libra (0.45kg) de agua que se va a extraer. Siete galones es la proporción máxima aproximada. El nivel general de operación en un deshidratador estándar es de alrededor de tres galones de glicol por libra de agua removida. La Figura 5 muestra que una depresión mayor del punto de rocío es más fácil de lograr aumentando la concentración de glicol que aumentando la proporción de circulación del glicol. Una proporción de circulación excesiva, especialmente arriba de la capacidad de diseño, sobrecarga al recalentador y evita una buena regeneración del glicol. Éste previene un contacto inadecuado de glicol-gas en el absorbedor y aumenta los problemas de mantenimiento de la bomba. La proporción de circulación excesiva también aumenta las pérdidas de glicol. La proporción de circulación del glicol puede determinarse contando el número de carreras por minuto para las bombas alimentadas con gas y/o glicol. Luego, la proporción puede establecerse consultando la gráfica de la bomba suministrada por el fabricante. Para bombas eléctricas, la proporción puede calcularse cerrando la válvula manual de la línea de descarga de glicol del absorbedor y midiendo la altura de acumulación por unidad de tiempo. Esta altura multiplicada por el área de la sección transversal interior del absorbedor dará el volumen de glicol bombeado. Un registrador de flujo de glicol puede usarse en sistemas más grandes.
CÓMO ELIMINAR LOS PROBLEMAS DE OPERACIÓN Dado que la mayoría de las dificultades de operación es causada por fallas mecánicas, es sumamente importante mantener a todo el equipo de la planta en buen estado de operación. He aquí algunas sugerencias de operación y mantenimiento para ayudar a proporcionar una operación libre de problemas. DEPURADOR DE ENTRADA. Mientras más limpio sea el gas que entra al absorbedor, menos problemas operativos habrá. Si no hubiera depurador, considere los problemas potenciales. El acarreo de agua líquida diluiría el glicol, reduciría la eficiencia del absorbedor, requeriría un ritmo mayor de circulación del glicol, aumentaría la carga de líquido-vapor en la columna de destilación, inundaría la columna de destilación y aumentaría enormemente la carga de calor del recalentador y los requerimientos de gas combustible. Los resultados probablemente serían mayores pérdidas de glicol y gas a ventas húmedo. Si el agua contuviera sal y sólidos, éstos se depositarían en el recalentador para contaminar las superficies de calentamiento y posiblemente harían que se quemaran. Si hubiera hidrocarburos líquidos, pararían a la columna de destilación y al recalentador. Las fracciones más ligeras pasarían a la parte alta como vapor y crearían un riesgo de incendio, si estuvieran presentes en grandes cantidades. Los hidrocarburos más pesados se recolectarían en la superficie del glicol en el tanque de almacenamiento y, si no se retiraran, finalmente desbordarían el sistema. La expansión del vapor de hidrocarburos puede inundar la columna de destilación y aumenta enormemente la carga de calor del recalentador y las pérdidas de glicol. El programa de control de corrosión de pozos debe planearse y coordinarse con cuidado para evitar la contaminación del glicol. El fluido excesivo se transferirá a la planta si el depurador de entrada está sobrecargado. Por lo tanto, el gas de los pozos tratados debe ser pasado lentamente a través de un tanque o sistema separador en la boca del pozo hasta que el inhibidor de corrosión y el transportador de destilado puedan ser recolectados. No abra todos los pozos tratados al mismo tiempo. Esto mantendrá los tapones de líquido grandes fuera de las líneas de recolección que van a la planta. 3
El uso de un buen lavador de entrada es esencial para la operación eficiente de una planta de glicol. El depurador puede ser parte integral del absorbedor o un recipiente separado. Si es un recipiente separado, el depurador puede ser de dos fases para separar gas y líquido, o tres fases para separar gas, hidrocarburos y agua. Este recipiente debe ser lo suficientemente grande para remover todos los sólidos y líquidos libres y evitar que estas impurezas entren al sistema de glicol. Debe inspeccionarse por completo ocasionalmente para evitar malfuncionamiento. La línea de descarga de líquidos debe estar protegida contra el congelamiento durante el tiempo frío. Esto puede lograrse con un serpentín de calentamiento en el depurador o separador. Se bombea glicol caliente a través de este serpentín. El flujo se dirige a través del serpentín por medio de válvulas de bloqueo y derivación. Asegúrese de que estas válvulas estén puestas para la dirección de flujo deseada. Además del serpentín de calentamiento, se le puede poner al separador una cámara de calentamiento en el controlador de nivel de líquido, y en el tubo de nivel. La previsión para tiempo frío puede incluir un serpentín de calentamiento en el recalentador para calentar el gas de purga, el cual puede ser purgado hacia la línea de descarga de líquido del separador para mantener el líquido en movimiento y así éste no se congele. El separador debe ubicarse suficientemente cerca del absorbedor de forma que el gas no condense más líquidos antes de que entre al absorbedor. Si a un separador adelante de la planta de glicol se le pone un cabezal de seguridad o una válvula de alivio de plena capacidad, usualmente debe instalarse una válvula de retención en la entrada al absorbedor para proteger las partes internas de la torre. A veces, un extractor eficiente de neblina, el cual remueve todos los contaminantes mayores a un micrón, se necesita entre el separador de entrada y la planta de glicol para limpiar el gas entrante. Este recipiente es particularmente útil cuando hay parafina u otras impurezas en forma de vapor fino. Donde el gas se comprime justo antes de la deshidratación, un depurador tipo coalescente colocado adelante del absorbedor asegurará la eliminación del aceite del compresor en forma de vapor. El aceite del compresor y el destilado pesado pueden recubrir los empaques de la torre ya sea en el absorbedor o en la columna de destilación, y reducir su efectividad. ABSORBEDOR. Este recipiente contiene bandejas de burbujeo o válvulas o empaques para dar un buen contacto gas-líquido. La limpieza es muy importante para evitar puntos de rocío altos del gas a ventas por formación de espuma y/o poco contacto gas-líquido. Las bandejas o empaques obstruidos también podrían aumentar las pérdidas de glicol. Durante el arranque de una planta, la presión en el absorbedor debe llevarse lentamente al rango de operación y luego el glicol debe hacerse circular para alcanzar un nivel de líquido en todas las bandejas. Luego, la proporción del gas que va al absorbedor debe aumentarse lentamente hasta alcanzar el nivel de operación. Si el gas entra al absorbedor antes de que las bandejas sean selladas con líquido, éste subirá a través de los tubos de descenso y de las tapas de burbujeo. Cuando existe esta condición y el glicol es bombeado hacia el absorbedor, el líquido tiene dificultad para sellar los tubos de descenso. Entonces, el líquido será llevado con la corriente de gas en lugar de fluir hacia el fondo del absorbedor. El flujo de gas debe aumentarse lentamente al cambiar de una proporción baja a una alta. Aumentos rápidos de gas a través del absorbedor pueden causar suficiente caída de presión a través de las bandejas para romper los sellos de líquido y/o levantar el glicol de las bandejas, inundarán el extractor de neblina y aumentarán las pérdidas de glicol. Cuando se para la planta, el combustible hacia el recalentador debe cerrarse primero. Luego la bomba de circulación debe operar hasta que la temperatura del recalentador baje a aproximadamente 200ºF. Esta precaución evitará la descomposición del glicol causada por sobrecalentamiento. Luego puede pararse la planta reduciendo lentamente el flujo de gas para evitar impactos innecesarios en el absorbedor y en la tubería. La planta debe despresurizarse lentamente para evitar una pérdida de glicol. El deshidratador debe despresurizarse siempre desde el lado corriente abajo (salida del gas) del absorbedor. Un deshidratador instalado en el lado de descarga de una estación de compresores debe equiparse con una válvula de retención en la línea de gas de entrada, localizada lo más cerca posible del absorbedor. La experiencia muestra que algo de glicol es succionado hacia esta línea cuando un compresor detona o se para. También se han causado daños internos al absorbedor a las bandejas y a la almohadilla de malla por una falla del compresor. La instalación de una válvula de retención usualmente puede eliminar esta
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dificultad. Todos los compresores que toman gas de un deshidratador o que lo alimentan a éste, deben tener atenuadores de pulsación. La ausencia de este dispositivo de seguridad puede causar falla por fatiga de los instrumentos, bandejas, serpentines, almohadillas de malla y otras partes del deshidratador. La válvula de descarga de glicol y el controlador de nivel deben ajustarse por acción de estrangulamiento, para dar un flujo homogéneo del glicol hacia el regenerador. Esto evitará tapones que podrían inundar al depurador y causar pérdidas excesivas de glicol. El absorbedor debe ser vertical para asegurar el flujo correcto de glicol en el recipiente y el contacto adecuado del glicol y del gas. A veces las bandejas y las tapas de burbujeo no sellan correctamente después del montaje y deben inspeccionarse si hay pérdidas muy altas de glicol. Los puertos de inspección en las bandejas pueden ser muy útiles al inspeccionar o limpiar el recipiente. Si se usa gas seco proveniente de una planta de glicol para levantamiento por gas, debe tenerse cuidado en las dimensiones y en la operación de la planta, debido a una proporción de gas inestable requerido en este servicio. Debe instalarse una válvula de contrapresión en la salida de gas del absorbedor que opera en un sistema de levantamiento por gas. Si esto no se hace, entonces una válvula corriente abajo del absorbedor puede colocarse para evitar una sobrecarga repentina del absorbedor y para ayudar a controlar el flujo de gas a través de la unidad. Una sobrecarga repentina del absorbedor puede romper los sellos de los tubos de descenso en un recipiente tipo bandeja y causar pérdida excesiva de glicol en el gas para venta. A veces los absorbedores necesitan aislarse cuando se colecta condensación excesiva de hidrocarburos ligeros en las paredes del recipiente. Esto ocurre con frecuencia al deshidratar gases ricos y cálidos en climas fríos. Estos hidrocarburos muy ligeros pueden causar inundación de la bandeja o formación de espuma en el absorbedor y pérdidas excesivas de glicol del regenerador. El eliminador de neblina debe recibir atención especial debido a que el arrastre de glicol y el arrugamiento de las paredes son difíciles de controlar de manera efectiva. El tipo y espesor de la almohadilla de malla debe estudiarse con cuidado para minimizar las pérdidas de glicol. También debe tenerse cuidado después de la instalación para evitar daño a la almohadilla de malla. La caída máxima de presión a través del contactor para evitar daño a la almohadilla de malla es alrededor de 15 psig. INTERCAMBIADOR DE CALOR DE GLICOL-GAS. La mayoría de las plantas están equipadas con un intercambiador de calor de glicol-gas, el cual usa el gas que sale del absorbedor para enfriar el glicol seco que entra al absorbedor. Este intercambiador puede ser un serpentín en la parte superior del absorbedor o uno externo. Puede usarse un intercambiador enfriado con agua cuando deba evitarse el calentamiento del gas. Este intercambiador puede acumular depósitos, como sal, sólidos, coque o goma, los cuales contaminan las superficies del intercambiador de calor. Estos depósitos pueden reducir la velocidad de transferencia de calor y aumentar la temperatura del glicol seco. Esto aumentaría las pérdidas de glicol y haría la deshidratación más difícil. Por lo tanto, este recipiente debe inspeccionarse regularmente y limpiarse cuando sea necesario. TANQUE DE ALMACENAMIENTO DE GLICOL SECO O ACUMULADOR. Normalmente este recipiente contiene un serpentín intercambiador de calor de glicol, el cual enfría el glicol que viene del recalentador y precalienta el glicol rico que va al purificador. El glicol seco también es enfriado por radiación en la pared del tanque de almacenamiento. Por lo tanto, este acumulador normalmente no debe estar aislado. El enfriamiento de agua también puede usarse para ayudar a controlar la temperatura del glicol seco. En regeneradores convencionales, sin gas de despojamiento, el acumulador normalmente debe ventearse para evitar captura de gas. Los vapores, atrapados en el tanque de almacenamiento, podrían hacer que la bomba se bloqueara por vapor. Usualmente se proporciona una conexión en la parte superior del tanque de almacenamiento para venteo. La línea de venteo debe entubarse lejos del equipo de proceso, pero usualmente no debe conectarse al venteo del purificador, porque esto podría hacer que el vapor de agua diluyera el glicol concentrado. Algunas plantas están equipadas para proporcionar un gas de protección seco (que no sea oxígeno ni aire) en el tanque de almacenamiento. Usualmente no es necesario conectar un venteo separado en estos tanques de almacenamiento. El gas de protección se entuba normalmente hacia una conexión de venteo regular en la parte superior del tanque de almacenamiento. Si se usa un gas de protección, éste comúnmente se toma de la línea de gas combustible. Cuando se usan protecciones de gas, puede ser
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necesario ver que la válvula del gas de protección, la tubería y el orificio de control de flujo estén abiertos para pasar gas. Sólo se requiere un flujo muy ligero de gas para evitar que el vapor de agua generado en el recalentador contamine el glicol regenerado. Este recipiente debe inspeccionarse ocasionalmente para ver los depósitos de lodos e hidrocarburos pesados no se acumulen en el fondo del recipiente. El serpentín intercambiador de calor también debe mantenerse limpio para que se pueda hacer la transferencia de calor correcta. Esto además evitará la corrosión. Si en este serpentín intercambiador de calor ocurre una fuga, el glicol rico en agua podría diluir el glicol seco. Verifique el nivel del glicol en el tanque de almacenamiento y siempre mantenga un nivel en el tubo de nivel. Mantenga limpio el tubo de nivel para asegurar un nivel óptimo. Se debe agregar glicol conforme baje el nivel bombeado. Un registro de la cantidad de glicol agregado es muy útil. Asegúrese de que el tanque de almacenamiento no se llene demasiado. PURIFICADOR O COLUMNA DE DESTILACIÓN. Este recipiente generalmente es una columna empacada localizada en la parte superior del recalentador para separar el agua y el glicol por destilación fraccional. El empaque usualmente es un asiento cerámico Intalox, pero pueden usarse anillos Pall de acero inoxidable 304 para evitar la ruptura. El purificador estándar usualmente tiene un condensador atmosférico aleteado en la parte superior para enfriar los vapores de agua y recuperar el glicol arrastrado. El condensador atmosférico depende de la circulación de aire para enfriar los vapores calientes. Puede haber mayores pérdidas de glicol en días sumamente calientes cuando el enfriamiento insuficiente en el condensador causa una mala condensación. También puede haber altas pérdidas de glicol en días de viento sumamente fríos cuando la condensación excesiva (agua y glicol) sobrecarga el recalentador. Los líquidos en exceso se derraman del venteo del purificador. Si se usa gas de despojamiento, normalmente se provee un serpertín de reflujo interno para enfriar los vapores. El reflujo para el purificador es más crítico cuando se usa gas de despojamiento para evitar pérdidas excesivas de glicol. Esto es debido a una cantidad mayor de vapor que sale del purificador, el cual llevará glicol. Un reflujo adecuado se obtiene haciendo pasar el glicol rico y frío del absorbedor a través del serpentín del condensador en el purificador. Si se ajusta adecuadamente, puede proporcionar una condensación uniforme durante todo el año. Una válvula manual en la tubería se proporciona para derivar el serpentín de reflujo. Bajo condiciones normales, esta válvula se cerrará y el flujo total será a través del serpentín de reflujo. En una operación en clima frío, con temperaturas ambiente bajas extremas, esto podría producir demasiado reflujo y el regenerador podría sobrecargarse. En este caso, el recalentador puede no ser capaz de mantener la temperatura requerida. Con estas condiciones, el aire ambiental está proporcionando parte o todo el reflujo requerido. Por lo tanto, una parte o toda la solución de glicol rico debe derivar el serpentín de reflujo. Esto se hace abriendo la válvula manual hasta que el recalentador pueda mantener la temperatura. Esto reduce la cantidad de reflujo producido por el serpentín y reduce la carga en el recalentador. A veces, puede generarse una fuga en el reflujo del glicol frío en la parte superior del purificador. Cuando esto ocurre, el glicol en exceso puede inundar el empaque de la torre en la columna de destilación, afectar la operación de destilación y aumentar las pérdidas de glicol. Por esta razón, el serpentín de reflujo debe mantenerse adecuadamente. Un empaque roto, descascarado, puede causar que la solución forme espuma en el purificador y que aumenten las pérdidas de glicol. El empaque se rompe usualmente por movimiento excesivo de la cama causado cuando los hidrocarburos se expanden en el recalentador. El manejo poco cuidadoso al instalar el empaque también puede causar que se descascare. Conforme las partículas se desprenden, la caída de presión a través del purificador aumenta. Esto restringe el flujo de vapor y líquido, y causa que el glicol se filtre de la parte superior del purificador. Un empaque sucio, causado por depósitos de residuos de sal o hidrocarburos de alquitrán, también causará formación de espuma de la solución en el purificador y aumentará las pérdidas de glicol. Por lo tanto, el empaque debe limpiarse o cambiarse cuando haya obstrucción o descarapelamiento. Debe usarse el mismo tamaño de empaque de torre para el reemplazo. El tamaño estándar es un asiento cerámico Intalox de 1 pulgada o anillo Pall de acero inoxidable 304 de una pulgada. Cuando se usa gas de despojamiento y se pone un empaque de torre en el tubo de descenso entre al recalentador y el tanque de almacenamiento, deben tomarse provisiones para cambiar el empaque de la torre sin cortar en el tubo
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de descenso. Coastal Chemical Company puede proveer inmediatamente todo tipo de empaque de torre requerido para la planta de glicol. Durante relaciones de circulación bajos, el glicol rico puede encanalarse a través del empaque, causando un mal contacto entre el líquido y los vapores calientes. Para evitar la canalización, puede ponerse una placa distribuidora justo debajo de la línea de alimentación del glicol rico para dispersar uniformemente el líquido. Un arrastre grande de hidrocarburos líquidos hacia el sistema de glicol puede ser muy problemático y peligroso. Los hidrocarburos se expandirán en el recalentador, inundarán el purificador y aumentarán las pérdidas de glicol. Los vapores y/o líquidos de hidrocarburos pesados también podrían derramarse sobre el recalentador y crear un grave riesgo de incendio. Por lo tanto, los vapores que salen del venteo del purificador deben entubarse lejos del equipo de proceso como una medida de seguridad. La línea de venteo debe inclinarse adecuadamente todo el tramo desde el purificador hasta el punto de descarga para evitar que los líquidos condensados tapen la línea. Si la línea de venteo es demasiado larga y va arriba del suelo, un venteo superior, en el punto a no más de veinte pies (6m) del purificador, debe instalarse probablemente para permitir el escape de vapores en caso de congelamiento en la línea larga de venteo. La tubería debe ser del mismo tamaño o más grande que la conexión del recipiente. En áreas donde hay posibilidad de clima frío, bajo cero, esta línea debe estar aislada del purificador al punto de descarga para evitar congelamientos. Esto evitará que el vapor de agua se condense, se congele y tape la línea. Si ocurre congelamiento, el vapor de agua se expande en el recalentador puede descargarse hacia el tanque de almacenamiento y diluir el glicol seco. La presión causada por estos vapores atrapados además podría forzar al regenerador a arder. RECALENTADOR. Este recipiente proporciona calor para separar el glicol y el agua por destilación simple. En los deshidratadores de campo, el recalentador generalmente está equipado con una cámara de combustión directa, que usa una porción del gas para combustible. Los deshidratadores en instalaciones de plantas grandes pueden usar aceite caliente o vapor de agua en el recalentador. En recalentadores de combustión directa, el elemento de calentamiento usualmente tiene forma de tubo en U y contiene uno o más quemadores. Debe estar diseñado con características mínimas para asegurar una larga vida del tubo y para evitar la descomposición del glicol causada por el sobrecalentamiento. El recalentador también está equipado generalmente con un controlador de seguridad por alta temperatura para apagar el sistema de gas combustible en caso de malfuncionamiento del controlador principal de temperatura. El flujo de calor de la cámara de combustión, una medida de la relación de transferencia de calor en BTU/H.R./SQ. FT., debe ser lo suficientemente alto para proporcionar una capacidad de calentamiento adecuada, pero suficientemente bajo para evitar la descomposición del glicol. Un flujo de calor excesivo, resultado de demasiado calor en un área pequeña, descompondrá térmicamente el glicol. Mantenga baja la flama del piloto, especialmente en recalentadores pequeños, para evitar la descomposición del glicol y el quemado del tubo. Esto es particularmente importante en las unidades más pequeñas donde la flama del piloto puede proporcionar una parte sustancial del requerimiento total de calor. La flama debe ajustarse correctamente para dar una flama larga, vibrante y con la punta ligeramente amarilla. Es posible obtener boquillas de gas que distribuyan la flama de forma más uniforme a lo largo del tubo, reduciendo así el flujo de calor del área más cercana a la boquilla sin reducir en realidad la energía calorífica total transferida. Esto evitará la incidencia directa y fuerte de la flama contra el tubo de humos. Un dispositivo de paro de la bomba puede evitar la circulación de glicol húmedo, causado por falla de la flama. Un sistema de ignición de chispa continua, o un encendedor de chispa para reencender el piloto si éste se apaga, también es útil. Limpie los orificios en los mezcladores de aire-gas y pilotos según se requiera para evitar fallas en los quemadores. Las siguientes temperaturas en el recalentador no deben excederse para evitar la degradación del glicol. TIPO DE GLICOL
TEMPERATURA TEÓRICA DE DESCOMPOSICIÓN TÉRMICA 329ºF 328ºF 404ºF
Etileno Dietileno Trietileno
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Una decoloración excesiva y una degradación muy lenta ocurrirán cuando la temperatura del recalentador se mantiene la mayor parte alrededor de 10ºF arriba de las temperaturas listadas anteriormente. Si en el tubo de humo hay coque, productos de alquitrán y/o depósito de sal, la relación de transferencia de calor se reduce y puede ocurrir una falla del tubo. Un sobrecalentamiento localizado, especialmente donde se acumula la sal, descompondrá el glicol. Un análisis del glicol determinará las cantidades y tipos de estos contaminantes. Los depósitos de sal también pueden detectarse apagando el quemador en el recalentador en la noche y viendo debajo de la cámara de combustión. Una luz brillante y roja se verá en puntos sobre los tubos donde se hayan formado depósitos de sal. Estos depósitos pueden causar un quemado rápido del tubo de humo, particularmente si el separador de entrada de la planta es inadecuado y una porción de agua salada entra al absorbedor. El coque y los productos de alquitrán presentes en el glicol circulante pueden extraerse mediante una buena filtración. Se requiere equipo más elaborado para extraer la sal. Los contaminantes, que ya se depositaron en el tubo de humo y otros equipos, pueden eliminarse con un trabajo de limpieza a fondo. Coastal Chemical ofrece este servicio. Esto ayudará a prolongar la vida del equipo. El proceso de calentamiento es controlado termostáticamente y es completamente automático. Sin embargo, la temperatura del recalentador debe verificarse ocasionalmente con un termómetro de prueba para asegurarse de que se estén registrando lecturas reales. Si la temperatura fluctúa excesivamente cuando se opera abajo de la capacidad de diseño, reduzca la presión del gas combustible. Una temperatura uniforme da una mejor operación del recalentador. Si la temperatura del recalentador no puede elevarse al valor deseado, puede ser necesario aumentar la presión del gas combustible hasta alrededor de 30 psig. Si agua y/o hidrocarburos están entrando al recalentador desde el absorbedor, puede ser imposible aumentar la temperatura hasta que se corrija este problema. Los orificios estándar provistos para los quemadores del recalentador están hechos para 10001100 BTU/SCF de gas. Si el valor del gas es menor a éste, puede ser necesario instalar un orificio más grande o agrandar el orificio existente al siguiente tamaño más grande. Algunos incendios han sido causados por fugas en las líneas de gas cerca de la cámara de combustión. La mejor precaución es poner válvulas y reguladores en la línea de gas a una distancia máxima de la cámara de combustión. Otra medida efectiva es la adición de un arrestador de flama alrededor de la cámara de combustión. Si el arrestador de flama está diseñado adecuadamente, incluso fugas de gas severas muy cercanas a la cámara de combustión no se prenderán. Durante el arranque de la planta, asegúrese de que la temperatura del recalentador aumente al nivel de operación deseado antes de que fluya gas a través del absorbedor. El recalentador debe estar horizontal al ensamblarse. Una posición no horizontal puede causar un quemado del tubo de humo. Además, el recalentador deberá ubicarse suficientemente cerca del absorbedor para evitar el enfriamiento excesivo del glicol seco en un clima frío. Esto evitará condensación de hidrocarburos y altas pérdidas de glicol en el absorbedor. GAS DE DESPOJAMIENTO. Éste es un elemento opcional usado para lograr concentraciones muy altas que no pueden obtenerse con regeneración normal. Éste proporcionará la depresión máxima del punto de rocío y una mayor deshidratación. El gas de despojamiento se usa para eliminar agua residual después de que el glicol ha sido reconcentrado en el equipo de regeneración. Se usa para proporcionar contacto estrecho entre el gas caliente y el glicol seco después de que la mayor cantidad de agua ha sido extraída por destilación. Se han reportado concentraciones de glicol seco en el rango de 99.5 a 99.9 por ciento y depresiones del punto de rocío de 140ºF y mayores. Hay varios métodos para introducir el gas de despojamiento al sistema. Un método es usar una bandeja vertical o sección empacada en el tubo de descenso entre el recalentador y el tanque de almacenamiento, donde el gas seco extrae el agua adicional del glicol regenerado. El glicol del recalentador fluye hacia abajo a través de esta sección, hace contacto con el gas de despojamiento para eliminar el exceso de agua y va al tanque de almacenamiento. Otro método es usar rociadores de gas de despojamiento de glicol en el recalentador abajo del tubo de humo. Conforme el glicol fluye a través del recalentador, se inyecta gas a este recipiente y es calentado por el glicol. El gas de despojamiento hará contacto con el glicol en el recalentador y extraerá parte del
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agua adicional. Luego el gas pasa del purificador a la fosa de desechos. El glicol seco baja del recalentador hacia el tanque de almacenamiento. El gas del purificador para inyección normalmente se toma de la línea de gas combustible del recalentador (si es gas deshidratado) a la presión del recipiente de goteo de combustible. No use aire ni oxígeno. El gas de despojamiento usualmente es controlado por una válvula manual con un manómetro para indicar la relación de flujo a través de un orificio. La relación del gas de despojamiento variará de acuerdo con la concentración ligera deseada y el método de contacto de glicol-gas. El valor de la proporción del gas de despojamiento requerido usualmente será de 2 a 10 pies cúbicos estándar por galón de glicol que circula. La proporción del gas de despojamiento no deberá subir tanto como para inundar el purificador y sacar glicol hacia la fosa. Cuando se usa gas de despojamiento, es necesario proporcionar más reflujo en el purificador para evitar pérdidas excesivas de glicol. Esto usualmente se logra usando un serpentín condensador de glicol frío en el purificador. BOMBA DE CIRCULACIÓN. Este equipo se usa para mover glicol a través del sistema. Puede alimentarse con electricidad, gas, vapor de agua o gas y glicol, dependiendo de las condiciones de operación de la ubicación de la planta. Comúnmente se usa la bomba de gas-glicol, un dispositivo muy versátil. Sus controles son durables, confiables y, si se ajustan adecuadamente, deben dar una operación larga sin problemas. La bomba alimentada con gas-glicol utiliza el glicol rico a presión en el absorbedor para alimentar parte de su energía de accionamiento requerida. Dado que la bomba no puede regresar más glicol del que bombeó, se necesita un volumen complementario para proporcionar la fuerza de accionamiento. Para suministrar este volumen adicional, gas a presión del absorbedor se lleva con el glicol rico. A una presión de operación de 1,000 psig en el absorbedor, el volumen de gas requerido es aproximadamente 5.5 SCF por galón de glicol seco que circula. He aquí algunos consejos útiles de mantenimiento. El arranque cuidadoso de una bomba nueva puede ahorrar muchas preocupaciones y tiempo improductivo. El sello de empaque de la bomba que se usa generalmente sólo se lubrica con el propio glicol. El empaque está seco cuando la bomba está nueva. Conforme absorbe el glicol, el empaque tiende a expandirse. Si se enroscó demasiado apretado, el empaque marcará el émbolo o bien el empaque se quemará. La bomba maneja un fluido que frecuentemente está sucio y es corrosivo. Esto puede llevar a corrosión del cilindro, erosión del sello, daño del impulsor, desgaste del anillo o tapa de la bomba y válvulas pegadas o tapadas. Estas partes deben verificarse y mantenerse en una condición adecuada para mantener la bomba a su máxima eficiencia. El ajuste de la bomba debe ser acorde con el volumen del gas que se esté procesando. La velocidad debe reducirse para proporciones bajas de gas, y aumentarse para proporciones altas. Estos ajustes proporcionales permiten un mayor tiempo de contacto de gas-glicol en el absorbedor. Cuando las válvulas de retención de la bomba se desgastan o se tapan, la bomba operará de forma normal, excepto que no irá fluido al absorbedor. En este caso, hasta un manómetro indicará un ciclo de bombeo. La única evidencia de este tipo de falla es poca o ninguna depresión del punto de rocío. Una forma segura de verificar el volumen que fluye es cerrar la válvula en la salida del absorbedor y calcular el flujo midiendo el aumento en el tubo de nivel (si se cuenta con uno) contra la cantidad bombeada normalmente. Una de las fuentes más comunes de pérdida de glicol ocurre en el sello de empaque de la bomba. Si la bomba deja escapar uno o dos cuartos de glicol por día, el empaque probablemente necesita ser reemplazado. Ordinariamente, un ajuste no recuperará el sello. El empaque debe apretarse a mano cuando se instale, y luego aflojarse una vuelta completa. Si el empaque se aprieta demasiado, los pistones pueden marcarse y requerir reemplazo. Generalmente, una proporción de circulación de glicol de 2-3 galones por libra de agua que se va a extraer es suficiente para proporcionar una deshidratación adecuada. Una proporción excesiva puede sobrecargar el recalentador y reducir la eficiencia de la deshidratación. La proporción debe verificarse regularmente cronometrando a la bomba para asegurarse de que está funcionando a la velocidad correcta.
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El mantenimiento adecuado de la bomba reducirá los costos de operación. Cuando la bomba no está funcionando, toda la planta debe pararse debido a que el gas no puede secarse de forma efectiva sin un buen flujo continuo de glicol en el absorbedor. Por lo tanto, deben tenerse a la mano partes de repuesto pequeñas para evitar paros prolongados. Si hay insuficiente circulación de glicol, verifique si está tapado el filtro de succión de la bomba y/o abra la válvula de purga para eliminar bloqueo de aire. Los filtros de glicol deben limpiarse regularmente para evitar desgaste de la bomba y otros problemas. Las bombas deben lubricarse según se requiera. Un fácil acceso a la bomba puede ahorrar tiempo y problemas al hacer reparaciones o reemplazos. La temperatura máxima de operación de la bomba está limitada por los sellos de anillo “O” y deslizaderas en D de nylon móviles. Se recomienda una temperatura máxima de 200ºF. La vida del empaque se prolongará considerablemente si la temperatura se mantiene a un máximo de 150ºF. Por lo tanto, se necesita suficiente intercambio de calor para mantener el glicol seco abajo de estas temperaturas cuando pasa a través de la bomba. La bomba usualmente es el dispositivo más trabajado y usado en exceso en el sistema de proceso del glicol. Frecuentemente, la planta de glicol contiene una segunda bomba de reserva para servicio, para evitar paros cuando una bomba falla. Con frecuencia, el operador usa la segunda bomba para mandar más glicol al absorbedor y evitar problemas de gas de ventas húmedo. Este procedimiento usualmente sólo aumenta el problema de operación. Las demás variables del proceso deben verificarse primero antes de usar una segunda bomba. Generalmente, se proporciona un manómetro en el lado de descarga de la bomba. También se provee una válvula entre el manómetro y la línea, de forma que el manómetro pueda aislarse. El manómetro puede usarse para ver que la bomba esté funcionando, viendo el “brinco” del medidor conforme el pistón de la bomba se mueve. Un manómetro usualmente contiene un elemento de tubo de Bourdon. La flexión o el movimiento de este tubo indica la presión. El tubo de Bourdon se fatiga o falla si se somete a fluctuaciones continuas de presión en la descarga de la bomba. Debe de evitarse la presión en el manómetro, excepto cuando se prueba la unidad o para determinar la pérdida de glicol a partir de la falla del medidor. TANQUE DE EXPANSIÓN O SEPARADOR DE GLICOL-GAS. Éste es un dispositivo opcional usado para recuperar el gas que sale de la bomba alimentada con glicol y los hidrocarburos gaseosos del glicol rico. El gas recuperado puede usarse como combustible para el recalentador y/o como gas de despojamiento. Todo gas en exceso usualmente se descarga a través de una válvula de contrapresión. El tanque de expansión mantendrá los hidrocarburos volátiles fuera del recalentador. Este separador de baja presión puede localizarse entre la bomba y el serpentín de precalentamiento en el tanque de almacenamiento. También puede colocarse entre el serpentín de precalentamiento y el purificador. El separador usualmente trabaja mejor en un rango de temperatura de 110ºF a 130ºF. Puede usarse un separador de dos fases, con un tiempo de retención de al menos de cinco minutos, para extraer el gas. Si hay hidrocarburos líquidos en el glicol rico, debe usarse un separador de tres fases para eliminar estos líquidos antes de que entren al purificador y al recalentador. Un tiempo de retención de líquidos de 20 a 45 minutos, dependiendo del tipo de hidrocarburos y la cantidad de espuma, debe proporcionarse en este recipiente. Este recipiente debe localizarse adelante o detrás del serpentín de precalentamiento en el tanque de almacenamiento, dependiendo del tipo de hidrocarburos presente. GAS DE PROTECCION. Ésta protección se proporciona para evitar que el aire haga contacto con el glicol en el recalentador y tanques de almacenamiento. Esto se hace purgando una cantidad pequeña de gas a baja presión hacia el tanque de almacenamiento. El gas viene en tubo desde el tanque de almacenamiento hacia el fondo del purificador y éste sube con el vapor de agua. La eliminación de aire ayuda a evitar la descomposición del glicol por oxidación lenta. Además, iguala la presión entre el recalentador y el tanque de almacenamiento para evitar la ruptura del sello líquido entre estos recipientes en caso de que haya una contrapresión excesiva en el recalentador. RECUPERADOR. Este recipiente purifica el glicol para su uso posterior mediante destilación al vacío. El glicol limpio es recuperado y todo el sedimento sucio se deja en el recipiente y luego se va al drenaje. Este dispositivo opcional normalmente se usa sólo en sistemas de glicol muy grandes. Para la mayoría de
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los sistemas de glicol, Coastal Chemical Company puede drenar el glicol, limpiar químicamente el sistema, y proveer nuevo glicol.
CÓMO CUIDAR EL GLICOL Usualmente ocurren problemas de operación y de corrosión cuando el glicol circulante se ensucia. Por lo tanto, para obtener una vida larga sin problemas con el glicol, es necesario reconocer estos problemas y saber cómo prevenirlos. Algunos de los problemas principales son: 1. Oxidación 5. Hidrocarburos 2. Descomposición térmica 6. Sedimentos 3. Control del pH 7. Formación de espuma 4. Contaminación con sal
OXIDACIÓN. El oxígeno entra al sistema con el gas entrante, a través de tanques de almacenamiento o cárcamos sin protección, o a través de los sellos de empaque de la bomba. El glicol se oxida fácilmente en presencia del oxígeno y forma ácidos corrosivos. Para evitar la oxidación, los recipientes de proceso abiertos deben tener una protección de gas para mantener el aire fuera del sistema. También pueden usarse inhibidores de corrosión para prevenir la corrosión. Los gases que contienen oxígeno pueden tratarse para minimizar la corrosión. Un método es inyectar una mezcla que contenga dos cuartos de una mezcla 50-50 de MEA y 33-1/3 por ciento de hidrazina en el glicol entre el absorbedor y el equipo de regeneración. De preferencia debe usarse una bomba de medición para dar una inyección continua y uniforme. DESCOMPOSICIÓN TÉRMICA. El calor excesivo, resultado de una de las siguientes condiciones, descompone el glicol y forma productos corrosivos. 1. Una temperatura alta del recalentador, arriba del nivel de descomposición del glicol. 2. Una relación alta del flujo de calor, a veces es usada por un ingeniero de diseño para mantener el bajo costo del calentador. 3. Sobrecalentamiento localizado, causado por depósitos de sal o productos de alquitrán en los tubos de humo del recalentador, o por mala dirección de la flama en los tubos de humo (Vea otros comentarios en la sección del recalentador.) CONTROL DEL pH. Generalmente, el pH es una medida de la acidez o alcalinidad de un fluido, que usa una escala de 0-14. Los valores de pH de 0 a 7 indican que el fluido es ácido o corrosivo. Valores de pH de 7 a 14 indican que el fluido es alcalino. Los valores de pH pueden determinarse con papel tornasol o equipo de prueba de pH. La muestra de glicol debe diluirse 50-50 con agua destilada antes de hacer las pruebas de pH, para obtener una lectura real. El medidor de pH debe calibrarse ocasionalmente para mantenerlo preciso. El pH del agua destilada también debe verificarse para ver que tenga un pH neutro de 7. El agua destilada contaminada altera los valores de pH. El glicol nuevo tiene aproximadamente un pH neutral de 7. Sin embargo, conforme el glicol se usa, el pH siempre se reducirá y se volverá ácido y corrosivo, a menos que se usen neutralizadores o amortiguadores de pH. El ritmo de corrosión del equipo aumenta rápidamente con una reducción del pH del glicol. Los ácidos, que resultan de la oxidación del glicol, productos de descomposición térmica o gases ácidos recogidos de la corriente de gas, son los contaminantes corrosivos más problemáticos. Un pH bajo acelera la descomposición del glicol. Idealmente, el pH del glicol debe mantenerse a un nivel de 7.0 a 7.5. Un pH arriba de 8.0 a 8.5 tiende a hacer que el glicol forme espuma y se emulsione. El pH debe verificarse con frecuencia para minimizar la corrosión. Puede usarse borax, etanolaminas (usualmente trietanolamina) u otros neutralizadores alcalinos para controlar el pH. La adición de estos neutralizadores debe hacerse con mucho cuidado. Éstos deben agregarse lenta y continuamente para mejores resultados. Una sobredosis de neutralizador usualmente precipitará todo residuo negro suspendido en el glicol. Los residuos pueden asentarse y tapar el flujo de glicol en cualquier parte del sistema de circulación. Deben hacerse cambios frecuentes del elemento de filtro mientras que se estén agregando neutralizadores de pH. La cantidad de neutralizador que se tiene que agregar y la frecuencia de adición varían de una planta a otra. Normalmente, un cuarto (1/4) de libra de trietanolamina (TEA) por 100 galones de glicol usualmente es suficiente para aumentar el nivel de pH a un rango seguro. Cuando el pH del glicol es 11
sumamente bajo, la cantidad requerida de neutralizador puede determinarse por filtración. En este caso, use la dosificación recomendada para tratar el glicol seco y no el glicol rico, para mejores resultados. Le toma algún tiempo al neutralizador mezclarse por completo con todo el glicol en el sistema. Por lo tanto, el neutralizador debe agregarse lentamente para evitar una sobredosis. Le toma un tiempo al glicol obtener un pH bajo. Por lo tanto, toma varios días elevar el pH a un nivel seguro. Debe tomarse varias veces el pH cada vez que se agrega neutralizador. CONTAMINACIÓN CON SAL. Los depósitos de sal aceleran la corrosión del equipo, reducen la transferencia de calor en los tubos del recalentador y alteran las lecturas de gravedad específica cuando se usa un hidrómetro para determinar las concentraciones de glicol-agua. Este contaminante problemático no puede extraerse con regeneración normal. Por lo tanto, el arrastre de sal, ya sea en trozos o en neblina fina, debe evitarse con el uso de un purificador eficiente corriente arriba de la planta de glicol. HIDROCARBUROS. Los hidrocarburos líquidos, resultado del acarreo con el gas entrante o de la condensación en el absorbedor, aumentan la formación de espuma del glicol, la degradación y las pérdidas. Éstos deben extraerse con un separador de glicol-gas y/o camas de carbón activado. RESIDUOS. Con frecuencia se forma en el glicol una acumulación de partículas sólidas e hidrocarburos de alquitrán. Estos residuos se suspenden en el glicol circulante, y al paso del tiempo, la acumulación se hace lo suficientemente grande para asentarse. Esta acción resulta en la formación de una goma negra, pegajosa y abrasiva, la cual puede causar erosión de las bombas, válvulas y otros equipos. Usualmente ocurre cuando el pH del glicol es bajo y se vuelve muy dura y quebradiza cuando se deposita en las bandejas del absorbedor, en el empaque del purificador y en otros lugares en el sistema de circulación. Una buena filtración de la solución evitará la acumulación de residuos. FORMACIÓN DE ESPUMA. La formación de espuma puede aumentar las pérdidas de glicol y reducir la capacidad de la planta. El glicol arrastrado será llevado sobre la parte superior del absorbedor con el gas para venta cuando la espuma estable se acumule en las bandejas. La formación de espuma también causa un escaso contacto entre el gas y el glicol; por lo tanto, se reduce la eficiencia del secado. Algunos promotores de la espuma son: 1. Líquidos de hidrocarburos 2. Inhibidores de corrosión de campo 3. Sal 4. Sólidos suspendidos finamente divididos La turbulencia excesiva y velocidades altas de contacto de líquido a vapor usualmente causan que el glicol forme espuma. Esta condición puede ser causada por problemas químicos o mecánicos. La mejor cura para los problemas de formación de espuma es el cuidado adecuado del glicol. Las medidas más importantes en el programa son una limpieza efectiva del gas adelante del sistema de glicol y una buena filtración de la solución circulante. El uso de despumadores no resuelve el problema básico. Éste solo debe ser un control temporal hasta que puedan determinarse y eliminarse los promotores de espuma. El éxito de un despumador usualmente depende de cuándo y cómo se agregue. Algunos despumadores, cuando se agregan después de que se genera la espuma, actúan como buenos inhibidores, pero, cuando se agregan antes de la generación de espuma, actúan como buenos estabilizadores de espuma, lo que empeora aún más el problema. La mayoría de los despumadores son inactivados en unas cuantas horas bajo condiciones de alta temperatura y presión, y su efectividad puede ser disipada por el calor de la solución de glicol. Por lo tanto, los despumadores generalmente deben agregarse de forma continua, gota a gota, para mejores resultados. El uso de una bomba de alimentación química ayudará a medir el despumante de manera precisa y dará una mejor dispersión en el glicol. Los despumadores solubles en agua a veces son más efectivos diluyéndolos antes de la adición al sistema. Los despumadores con solubilidad limitada deben agregarse mediante succión de bomba para asegurar buena dispersión en el glicol. Si la formación de espuma no es un problema verdaderamente serio, el despumador puede agregarse en porciones de 3 a 4 onzas cuando se requiera. La adición excesiva de despumador usualmente es peor que no agregarlo. Cantidades excesivas aumentan repentinamente el problema de la formación de espuma.
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Puede usarse el siguiente procedimiento para determinar el mejor despumador y la dosificación correcta para controlar el problema de formación de espuma. No agregue despumadores al sistema de la planta sin experimentar con éstos en botellas de muestra limpias y pequeñas. No mezcle despumadores cuando haga pruebas de espuma. Si un despumador no hace el trabajo requerido, empiece con otra muestra de glicol para hacer la prueba de espuma en botella. Las muestras para la prueba de espuma deben tomarse del sistema de la planta en el punto donde ocurra la mayor formación de espuma. Vierta una cantidad medida (puede usarse una probeta graduada) de la muestra de glicol en una botella limpia. Agregue alrededor de 5 ppm de despumador, tape la botella y luego agite la muestra varias veces. (Agite las botellas de muestra de la misma forma cada vez que haga la prueba, para mejores resultados). Haga una inspección visual y estudie: 1. Tipo de espuma-tamaño y consistencia de la burbuja. 2. Tiempo requerido para que la espuma alcance una altura máxima, y registre la altura de la espuma. 3. Tiempo para que la capa de espuma regrese al nivel del líquido. Siga agregando el mismo despumador, en pequeños incrementos, para ver si la espuma puede ser controlada. Después de haber agregado aproximadamente 200-300 ppm de despumador, la espuma usualmente se vuelve incontrolable. En este caso, el despumador debe desecharse. Una vez seleccionado el mejor despumador, mida lentamente la dosificación recomendada en el sistema de la planta en el punto donde ocurre la mayor cantidad de formación de espuma. El uso de una bomba de alimentación continua usualmente ayuda a dar un mejor control de la espuma. Coastal tiene un laboratorio moderno, totalmente equipado en las instalaciones de Abbeville para evaluar muestras de glicol.
CÓMO MEJORAR LA FILTRACIÓN DE GLICOL Los filtros dan una mayor vida a las bombas, y evitan la acumulación de sólidos en el absorbedor y en el equipo de regeneración. Los sólidos que se asientan en las superficies metálicas frecuentemente producen corrosión celular. Los filtros remueven los sólidos para eliminar así la incrustación, formación de espuma y obstrucción. El filtro debe diseñarse para remover todas las partículas sólidas mayores a 5 micrones de tamaño. Deben ser capaces de operar a diferencias de hasta 20-25 psig sin pérdida de sello o canalización de flujo. Una válvula de alivio interna con un ajuste de alrededor de 25 psig y manómetros de presión diferencial son muy útiles. Deben instalarse nuevos elementos antes de que esta válvula de alivio se abra. Si el filtro está equipado con válvulas de bloqueo y de derivación, asegúrese de que la válvula de derivación se abra primero antes de que se cierren las válvulas de bloqueo, para evitar presión excesiva en la unidad. Si no está equipado con válvulas de bloqueo y de derivación, cierre la válvula de bloqueo en la línea de descarga de glicol del absorbedor antes de intentar cambiar elementos. Los filtros usualmente se ponen en la línea de glicol rico para mejores resultados, pero el glicol seco también puede filtrarse para ayudar a mantener limpio el glicol. Pueden requerirse cambios frecuentes de filtro durante el arranque de la planta, o cuando se agregan neutralizadores para controlar el pH del glicol. Los nuevos elementos deben ponerse en un lugar seco y limpio, para conservarlos de la suciedad y de la grasa. Consulte al fabricante de filtros para las instrucciones de instalación y de operación. Es importante saber cuándo y cómo cambiar los elementos para mantener el aire fuera del sistema de glicol. Debe inspeccionarse ocasionalmente si hay acumulación de oxidación y corrosión en las válvulas y manómetros.. Para determinar el uso correcto de elementos de filtro, córtelos hasta el centro e inspecciónelos. Si están totalmente sucios, el filtro se está usando correctamente. Si el elemento está limpio por dentro, puede necesitarse un elemento con un valor diferente de micrones. También es una buena práctica rascar ocasionalmente algo de residuo de un elemento sucio y mandarlo analizar. Esto ayudará a establecer los tipos de contaminantes presentes. Un registro del número de elementos reemplazados establecerá la cantidad de contaminantes presentes.
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EL USO DE PURIFICACIÓN POR CARBÓN El carbón activado puede eliminar de manera efectiva la mayoría de los problemas de formación de espuma removiendo del glicol hidrocarburos, químicos bien tratados, aceites del compresor y otras impurezas problemáticas. Hay dos formas de lograr la purificación del glicol. Un método es usar dos torres de carbón instaladas en serie pero con tuberías puestas de forma que puedan aislarse de la corriente o intercambiarse sin dificultad. Alrededor del dos por ciento del flujo total de glicol debe pasar a través de las torres de carbón en plantas grandes, y las plantas pequeñas pueden usar purificación de toda la corriente. Cada cama de carbón debe dimensionarse para manejar dos galones de glicol por pie cuadrado de área de sección transversal por minuto. Las dos torres deben tener una relación L/D aproximadamente entre 3:1 y 5:1, e incluso 10:1 en algunos casos. Las torres deben diseñarse para permitir el retrolavado con agua para eliminar el polvo después de que se carga el carbón. Para lograr esto, un colador de retención, con un tamaño de malla más pequeño que el carbón, debe instalarse arriba de la cama de carbón entre el distribuidor de entrada de líquido y la boquilla de drene de agua de salida, para mantener el carbón en el recipiente. El distribuidor de líquido se necesita para evitar la canalización del glicol a través del carbón. El tamaño del colador y soporte para el fondo de las torres deben seleccionarse con cuidado para evitar obstrucción por carbón y para mantener el carbón en la torre. La boquilla de agua de entrada para retrolavado debe colocarse debajo del colador en la parte inferior de la torre. La apariencia del glicol puede usarse generalmente para determinar cuándo el carbón necesita regenerarse o reemplazarse. También puede usarse la caída de presión a través de la cama de carbón. La caída de presión normalmente a través de la cama de carbón es de sólo una o dos libras. Cuando la caída de presión alcanza entre 10 y 15 psig, el carbón usualmente está tapado por completo con impurezas. A veces puede usarse limpieza con vapor de agua para regenerar el carbón mediante la eliminación de las impurezas. Sin embargo, esto puede ser peligroso y ofrece sólo un éxito limitado. Coastal Chemical Company puede suministrar el carbón cuando se requiera. Contacte a Coastal Chemical Company para los detalles completos de diseño y operación. Otro método de purificación es usar carbón activado en elementos, como el Peco-Char. Todos los tipos de carbón para filtro de glicol están disponibles en Coastal Chemical Company. Cualquiera de estos sistemas de purificación por carbón debe ponerse corriente abajo del filtro de sólidos. Esto aumentará la vida y la eficiencia de adsorción del carbón.
CÓMO REDUCIR LAS PÉRDIDAS DE GLICOL La pérdida de glicol puede ser un problema de operación muy serio y costoso. Puede haber pérdidas por vaporización, acarreo y fugas mecánicas. La pérdida total de glicol de una unidad de deshidratación adecuadamente diseñada y mantenida no debe exceder 0.1 galones por MMSCF o alrededor de una libra por MMSCF de gas tratado. Sin embargo, no es nada raro ver pérdidas de glicol que van de uno a cuatro galones por MMSCF o incluso mayores. Sin los controles adecuados, pueden usarse varios cientos de dólares al día de glicol en exceso. Algunas plantas de tamaño promedio pueden gastar más de $100,000 al año en pérdidas excesivas de glicol, tiempo improductivo de la planta y desgaste de equipo. He aquí algunas formas de reducir las pérdidas de glicol. 1. Una cierta cantidad de glicol siempre se va a evaporar en la corriente de gas para ventas. El enfriamiento adecuado del glicol seco antes de que entre al absorbedor minimizará estas pérdidas. Las prácticas adecuadas de diseño, operación y mantenimiento son esenciales. Con frecuencia, un tubo ciclónico PECO, colocado en la línea del gas para venta, puede pagarse rápidamente y ahorrar mucho dinero por la recuperación del glicol en exceso. El tubo ciclónico PECO además ayudará a evitar problemas corriente abajo de la planta de glicol. 2. Casi todo el glicol arrastrado es removido por un extractor de neblina en la parte superior del absorbedor. Las velocidades excesivas del gas y la formación de espuma del glicol en el absorbedor aumentarán bruscamente las pérdidas. 3. Las pérdidas por vaporización en el purificador pueden minimizarse con una buena condensación del glicol. El arrastre de glicol, o el acarreo mecánico, pueden reducirse con el mantenimiento adecuado del purificador y del recalentador.
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4. Las fugas mecánicas pueden reducirse manteniendo la bomba, las válvulas y otros aditamentos en buenas condiciones.
CÓMO LIMPIAR UN SISTEMA DE GLICOL Frecuentemente se requiere limpieza química para limpiar por completo el sistema de glicol. Si se hace correctamente, esto puede ser muy benéfico para una buena operación de la planta. Si se hace mal, puede ser muy costoso. Un mal trabajo de limpieza puede crear problemas duraderos. He aquí algunas técnicas de limpiezas que pueden ser NOCIVAS: 1. El uso de agua fría o caliente, con o sin jabones con alto contenido de detergente, hará poco bien a la limpieza del sistema. Los jabones con alto contenido de detergente pueden crear un serio problema dejando cantidades traza de jabón después del trabajo de limpieza. Incluso, esta cantidad de jabón dejada en el sistema puede hacer espuma de glicol durante mucho tiempo. 2. La limpieza con vapor de agua no es muy efectiva y puede ser dañina y peligrosa. Tiende a endurecer los depósitos en el sistema y los hace casi imposibles de eliminar. 3. La limpieza con ácido es buena para remover depósitos inorgánicos. Sin embargo, dado que la mayoría de los depósitos en el sistema de glicol son inorgánicos, la limpieza con ácido no es muy efectiva. Ésta puede crear fácilmente problemas adicionales en el sistema de glicol después del trabajo de limpieza. El limpiador del tipo más efectivo es una solución muy alcalina para uso rudo como Chemfoil GUC, disponible exclusivamente en Coastal Chemical Company. El procedimiento de limpieza debe permitir el tiempo adecuado para que circule la solución (en la concentración correcta). La solución debe calentarse a la temperatura correcta y bombearse a la velocidad correcta para resultados óptimos. Una técnica en cascada puede usarse para ahorrar en el costo de químicos limpiadores. Coastal Chemical Company puede formular el tipo correcto de químicos limpiadores y puede manejar el trabajo completo de limpieza de manera muy eficiente y efectiva cuando se requiera.
ANÁLISIS Y CONTROL DEL GLICOL Los análisis del glicol son esenciales para una buena operación de la planta. Una información analítica y significativa ayuda a localizar altas pérdidas de glicol, formación de espuma, corrosión y otros problemas de operación. Ésta permite al operador evaluar el desempeño de la planta y hacer cambios en la operación para obtener la máxima eficiencia de secado. Una muestra de glicol primero debe inspeccionarse visualmente para identificar algunos de los contaminantes. Por ejemplo: 1. Un precipitado negro dividido finamente puede indicar la presencia de productos de corrosión del hierro. 2. Una solución negra y viscosa puede contener hidrocarburos pesados de alquitrán. 3. El olor característico de glicol descompuesto (un olor dulce y aromático) usualmente indica degradación térmica. 4. Una muestra líquida en dos fases usualmente indica que el glicol está altamente contaminado con hidrocarburos. Las conclusiones visuales deben soportarse luego mediante análisis químicos. Deben tomarse muestras de glicol seco y rico. Algunas de las pruebas de rutina que deben hacerse son los tipos y cantidades de glicol, por ciento de agua, determinación de hidrocarburos, análisis de sal, contenido de sólidos, pH, contenido de hierro, prueba de espuma y procedimiento de valoración para determinar la cantidad de neutralizador para regresar el pH a un nivel seguro. En el apéndice se incluye una hoja de solicitud de muestra de glicol. Coastal Chemical Company tiene un moderno laboratorio para análisis de glicol significativos y rápidos. Los resultados de las pruebas del glicol pueden usarse para ayudar a evitar y resolver problemas de operación. He aquí algunos comentarios generales sobre los análisis del glicol. 1. POR CIENTO EN PESO DE GLICOL. Éste establece la cantidad de glicol en la solución. El por ciento de glicol seco debe ser aproximadamente entre 98 y 99.5+. El contenido de glicol rico variará de 93 a 97 por ciento. Si el margen entre el contenido de glicol seco y rico es demasiado angosto (alrededor de 0.5 a 1.5 por ciento), usualmente significa que la velocidad de circulación del glicol es demasiado rápida, y debe reducirse para evitar problemas. Si el margen es demasiado amplio (arriba 15
de 4 a 5 por ciento), usualmente significa que la velocidad de circulación del glicol es demasiado lenta y debe aumentarse para evitar problemas. 2. TIPOS Y CANTIDADES DE GLICOL. Si se usa trietilenglicol, la cantidad de otros glicoles, como monoetileno y dietileno, debe ser bastante pequeña. En este caso, si los porcentajes de otros glicoles (además del trietileno) empiezan a aumentar, usualmente significa que el glicol en el sistema se está degradando y descomponiendo. Esto podría causar problemas. 3. CONTENIDO DE AGUA. Éste determina la cantidad de agua en las muestras. El contenido de agua en la muestra de glicol seco debe ser de preferencia menor a uno por ciento. Si este contenido de agua es mucho más alto que uno por ciento, significa que la temperatura del recalentador es demasiado baja o que ocurrió algún otro problema. El contenido de agua en la muestra de glicol rico usualmente no debe exceder más de cinco o seis por ciento. CONTENIDO DE HIDROCARBUROS. Éste muestra cuanto aceite, parafina o condensado hay en el glicol. El contenido de hidrocarburos en el glicol a veces será más alto, dado que algunos de los hidrocarburos no han sido expuestos a las altas temperaturas del recalentador y evaporados. Si el contenido de hidrocarburos sigue aumentando, como se discutió previamente, deben tomarse pasos correctivos para remover los hidrocarburos. 4. CONTENIDO DE SAL. Éste muestra cuanta sal o cloruro está presente en el glicol. La solubilidad de la sal en soluciones de glicol disminuye con un aumento de temperatura, y, por lo tanto, se acumulará en el tubo de combustión del recalentador y reducirá la eficiencia de la transferencia de calor. Cuando el contenido de sal en el glicol llega a un valor entre 200 y 300 partes por millón (ppm), empezará a depositarse en el tubo de humo. Los límites de solubilidad de la sal en el trietilenglicol se alcanzan cuando el contenido de sal llega a un valor entre 500 y 700 ppm. Arriba de este nivel, la velocidad de sedimentación de la sal se acelerará rápidamente. Por lo tanto, debe inspeccionarse el tubo de humo antes de que falle. En una planta típica de glicol, la sal no puede extraerse del glicol una vez que entra al sistema. Por lo tanto, cuando el contenido de sal excede uno por ciento en peso, el glicol probablemente deba drenarse del sistema y regenerarse con el equipo adecuado para extraer la sal y otras impurezas. El sistema de glicol debe limpiarse por completo antes de que se agregue glicol nuevo. Coastal Chemical Company puede recuperar el glicol y limpiar el sistema de glicol. Como se discutió anteriormente, deben tomarse pasos correctivos para evitar el acarreo de sal hacia el sistema de glicol. 5. CONTENIDO DE SÓLIDOS. Éste determina el contenido de sólidos suspendidos en el glicol. Cuando el contenido de sólidos llega a un valor entre 400 y 500 ppm, debe verificarse la técnica de filtración. Los elementos de filtro posiblemente tengan que cambiarse con más frecuencia y/o deba usarse un nuevo tipo de elemento para eliminar los sólidos. 6. pH. Éste mide la corrosividad del glicol. La discusión previa sobre el pH debe estudiarse cuidadosamente. 7. CANTIDAD DE NEUTRALIZADOR AGREGADO PARA AJUSTE DEL pH. Éste determina la cantidad de neutralizador que se necesita para controlar de manera segura el pH. Debe estudiarse cuidadosamente la discusión previa sobre pH. 8. CONTENIDO DE HIERRO. Éste da una indicación de la cantidad de corrosión presente en el sistema de glicol. Cinco ppm de hierro usualmente es la cifra máxima para un sistema de glicol no corrosivo. Un contenido de hierro de 10-15 ppm indicaría que hay algunos productos de corrosión en el glicol. Los productos de corrosión, como el sulfuro de hierro, podrían estar llegando con el gas de entrada o podrían estarse formando en la planta en sí. El contenido de hierro usualmente no debe exceder 100 ppm. 9. FORMACIÓN DE ESPUMA. Éste es una medida de la cantidad de espuma de glicol presente en el sistema. Cuando están presentes espumas altas y estables, usualmente ocurre gas para venta húmedo y altas pérdidas de glicol.
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CÓMO SOLUCIONAR PROBLEMAS La capacidad de identificar y eliminar rápidamente costosos problemas operativos con frecuencia puede ahorrar miles de dólares. He aquí algunos consejos útiles para la solución de problemas. La indicación más obvia de un malfuncionamiento de la deshidratación por glicol es un alto contenido de agua o punto de rocío de la corriente de gas para venta de salida. En la mayoría de los casos, esto es causado por una velocidad inadecuada de circulación del glicol, o por una reconcentración ineficiente del glicol. Estos dos factores pueden ser causados por diversos problemas listados a continuación. 1.
PUNTOS DE ROCÍO ALTOS DEL GAS
A. Causa – inadecuada velocidad de circulación del gas. 1. Bomba alimentada con glicol. Cierre la válvula de descarga y vea si la bomba sigue operando; de ser así, la bomba necesita repararse. 2. Bomba accionada por gas o eléctrica. Verifique la circulación adecuada cerrando la descarga de glicol desde el absorbedor y cronometrando la velocidad de llenado en el tubo de nivel. 3. La bomba avanza pero no bombea. Verifique las válvulas para ver si están asentando adecuadamente. 4. Verifique si el colador de la succión de la bomba está obstruido. 5. Abra la válvula de purga para eliminar el “bloqueo de aire”. 6. Asegúrese de que el nivel de impulso sea suficientemente alto. B. Causa – reconcentración insuficiente de glicol. 1. Verifique la temperatura del recalentador con un termómetro de prueba y asegúrese de que la temperatura esté en el rango recomendado de 350ºF a 400ºF para el trietilenglicol. La temperatura puede aumentarse a cerca de 400ºF , si se necesita, para eliminar más agua del glicol. 2. Verifique si hay fuga de glicol rico y húmedo en el glicol seco y seco hacia el intercambiador de calor de glicol, en el acumulador. 3. Verifique el gas de despojamiento, si aplica, para asegurarse de que haya un flujo positivo de gas. Asegúrese de que el vapor de agua no esté regresando del recalentador hacia el acumulador. C. Causa – condiciones de operación diferentes a las de diseño. 1. Aumente la presión del absorbedor, si se necesita. Esto puede requerir la instalación de una válvula de contrapresión. 2. Reduzca la temperatura del gas, de ser posible. 3. Aumente la proporción de circulación del glicol, de ser posible. D. Causa – proporciones bajas de flujo de gas. 1. Si el absorbedor tiene acceso de entradas de hombre, proteja una porción de las bandejas de válvulas o tapas de burbujeo. 2. Agregue enfriamiento externo al glicol seco y equilibre la proporción de circulación del glicol para la proporción baja del gas. 3. Cambie a un absorbedor más pequeño diseñado para la proporción menor, si se necesita. 2.
ALTA PÉRDIDA DE GLICOL
A. Causa – formación de espuma 1. La formación de espuma usualmente es causada por la contaminación del glicol con sal, hidrocarburos, polvo, lodo e inhibidores de corrosión. Elimine la fuente de contaminación con una limpieza de gas efectiva adelante del absorbedor, filtración de sólidos y purificación con carbón mejoradas. B. Causa – velocidad excesiva en el absorbedor. 1. Reduzca la proporción de flujo del gas. 2. Aumente la presión en el absorbedor, de ser posible. C. Causa – bandejas obstruidas con lodo, residuos y otros contaminantes.
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1. Si la caída de presión a través del absorbedor excede alrededor de 15 psig, las bandejas pueden estar sucias y/o tapadas. Bandejas y/o tubos de descenso tapados usualmente evitan el flujo fácil de gas y glicol a través del absorbedor. Si el absorbedor tiene agujeros de acceso, la limpieza manual puede ser útil. Se recomienda la limpieza química, por nuestra compañía, si no se cuenta con agujeros para limpieza manual. D. Causa – pérdida de glicol fuera de la columna de destilación. 1. Asegúrese de que la válvula de gas de despojamiento esté abierta y el acumulador se ventee a la atmósfera. 2. Asegúrese de que el recalentador no esté sobrecargado con agua libre que entra con la corriente de gas. 3. Asegúrese de que los hidrocarburos en exceso se mantengan fuera del recalentador. 4. Cambie el empaque de la torre en la columna de destilación, si está contaminado o descascarado. 5. Si la temperatura del gas de salida del absorbedor excede la temperatura del gas de entrada en más de 20 a 30ºF, el glicol seco que está entrando a la parte superior del absorbedor puede estar demasiado caliente. Esto podría indicar un problema en el intercambiador de calor o una velocidad de circulación excesiva del glicol. 6. Si una bomba de glicol ha estado operando en un sistema limpio, es probable que no se requiera un servicio a fondo durante varios años. Usualmente sólo se requiere un cambio anual de empaques. Normalmente, la bomba no dejará de bombear a menos que alguna parte interna se haya doblado, desgastado o roto, o que un objeto extraño haya obstruido la bomba, o que el sistema haya perdido su glicol. Una bomba que ha estado operando sin glicol por algún tiempo debe verificarse antes de regresar a servicio normal. La bomba probablemente necesitará al menos nuevos anillos “O”. Es probable que también los cilindros y las bielas se hayan rayado por la “operación en seco”. He aquí algunos síntomas y causas típicos para la operación de una bomba Kimray. Éstos se presentan para ayudar a un diagnóstico preciso de problemas. Síntomas
1) La bomba no opera.
2) La bomba arranca y opera hasta que el glicol regresa del absorbedor. Entonces la bomba se para o se desacelera apreciablemente y no opera a su velocidad nominal. 3) La bomba opera hasta que la temperatura del sistema es normal, y luego la bomba se acelera y cavita. 4) La bomba opera o bombea en un lado solamente. 5) La bomba se para y deja salir gas excesivo de la descarga de glicol húmedo. 6) Velocidad errática de la bomba. La bomba cambia de velocidad después de unos cuantos minutos. 7) Pistón del piloto roto.
Causas
1) Una o más líneas de flujo hacia la bomba están completamente bloqueadas, o la presión del sistema es demasiado baja para bombas estándar. 2) La línea de descarga de glicol húmedo hacia el recalentador está restringida. Un manómetro instalado en la línea mostrará la restricción inmediatamente. 3) La línea de succión es demasiado pequeña y un aumento en la temperatura y en el flujo de bombeo hace cavitar la bomba. 4) Una válvula de retención con fuga, un objeto extraño alojado debajo de una válvula de retención o un pistón con fuga. 5) Busque astillas o virutas de metal debajo de las deslizaderas en D de la bomba. 6) Las trampas en la tubería de alimentación de glicol húmedo mandan porciones pequeñas alternas de glicol y gas a la bomba. 7) Glicol insuficiente hacia los puertos de las deslizaderas en D del Pistón Principal. Eleve el extremo de la válvula de control de la bomba para corregir.
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7. El pH del glicol debe controlarse para evitar corrosión del equipo. Algunas causas posibles para un pH bajo ácido son: a) Descomposición térmica, causada por una temperatura excesiva del recalentador (arriba de 404ºF), depósitos en el tubo de humo o un mal diseño del recalentador. b) Oxidación del glicol, causada por introducción de oxígeno en el glicol con el gas entrante, succionado a través de una bomba con fugas o a través de tanques de almacenamiento de glicol no protegidos. c) Recolección de gas ácido de la corriente de gas entrante. 8. La acumulación de sal y otros depósitos en el tubo de humos a veces puede detectarse oliendo los vapores del venteo de la destilación. Un olor a quemado que sale de estos vapores usualmente indica este tipo de degradación térmica. Otro método de detección es observar el color del glicol. Éste se oscurece rápidamente si se degrada. Estos métodos de detección pueden evitar una falla del tubo de humo. 9. El mantenimiento y producción de registros, junto con análisis del glicol seco y rico usado, pueden ser muy útiles para el solucionador de problemas. Un historial de los cambios de elemento de filtro, carbón, empaque de torre, y tubo de humo a veces puede ser muy revelador. La frecuencia de las reparaciones de la bomba y los trabajos de limpieza química también es benéfica. Con este tipo de conocimiento, el solucionador de problemas puede eliminar y prevenir rápidamente costosos problemas.
CÓMO LLEVAR REGISTROS Pueden usarse registros precisos para determinar la eficiencia de la planta y localizar problemas de operación. Los registros pueden usarse particularmente para determinar excesos de costos. Esta información también puede ser una directriz útil cuando ocurren problemas de operación. La forma de registro de planta mostrada en el apéndice puede ser muy útil.
¿QUIÉN ES RESPONSABLE? La utilidad y el éxito de la operación a bajo costo de una planta de glicol dependen principalmente del trabajo en equipo del operador de la planta, del supervisor de campo, del ingeniero y del gerente. Cada uno debe tomar parte activa para ver que la planta opere eficientemente. Los deberes específicos deben asignarse y definirse claramente para que cada miembro pueda hacer bien su trabajo. La operación de la planta puede ser una rutina simple y continua, si se planea y se supervisa adecuadamente. El supervisor de campo y el operador de planta deben recibir capacitación sobre el trabajo y seminarios educativos para ayudarles a entender por completo los principios del proceso y el equipo. Los materiales de capacitación deben ser completos y comprensibles. El capacitador debe tener conocimiento técnico, experiencia y la capacidad de comunicarse de manera efectiva con los que reciben la capacitación. Debe ser capaz de motivarlos no sólo para aprender sino para poner este nuevo conocimiento en acción de manera rápida y fructífera. Un personal bien capacitado usualmente es más cooperador, hace mejor su trabajo y le ahorra más dinero a la compañía. El personal debe tener el tiempo para hacer bien su trabajo. Un buen programa de mantenimiento preventivo es una necesidad para mantener la planta operando eficientemente. El mantenimiento debe ser continuo para resolver problemas pequeños antes de que ocurran los grandes. Deben llevarse registros del mantenimiento para mostrar que todo el equipo está en buenas condiciones de operación. Los ingenieros y el personal de campo deben tener a la mano copias de los dibujos de la planta, tamaños y valores nominales de los recipientes, manuales de arranque, gráficas de las bombas y demás información pertinente. Cada persona debe tener copias de los análisis del glicol y de los registros de operación. Cada persona debe estudiar esta información rutinariamente, entenderla por completo y ponerla en uso efectivo para mantener la planta bajo un estrecho control. Los ingenieros de diseño deben consultar con el personal de campo e incorporar sus ideas al diseño de la planta. Ellos ven operar la planta diariamente, conocen las peculiaridades y los problemas, y seguramente están calificados para ofrecer sugerencias de diseño útiles. Los ingenieros de diseño también deben consultar con los fabricantes de los recipientes e incorporar todas las características 19
nuevas de proceso que sean útiles y económicas. Una planta de glicol ya no es un sistema de proceso estándar. Ahora puede diseñarse para hacer un trabajo específico. Los ingenieros de diseño deben ser capaces de adaptar la planta para expansión futura con facilidad y un gasto adicional mínimo. El gerente debe prever todos los desempeños del trabajo y dar una orientación y dirección bien planeada. Debe asegurarse de que la planta funcione eficientemente. Además debe ayudar a mantener bajos los costos de operación y mantenimiento.
CÓMO ELEGIR UN PROVEEDOR DE GLICOL Dado que el precio y la calidad de la mayoría de los glicoles equivalentes son iguales, una razón importante para elegir un proveedor debe ser su capacidad para suministrar glicol en el momento y en el lugar que se necesite. Las consideraciones para elegir un proveedor de glicol deben incluir: A. Capacidad para suministrar producto las 24 horas. B. Conocimiento y capacidad para analizar problemas y dar soluciones. C. Conocimiento y capacidad para dar seminarios de capacitación y manuales de operación. D. Capacidad y equipo para proporcionar análisis de glicol precisos y rápidos. E. Capacidad para proporcionar soporte técnico las 24 horas. F. Inventario adecuado en ubicaciones estratégicas. G. Capaz de recuperar glicol. H. Una línea completa de productos relacionados. I. Todo el conocimiento, mano de obra y equipo para limpiar químicamente plantas de glicol. J. Tanques móviles disponibles bajo préstamo o renta. K. Tamaño y solidez para garantizar un suministro continuo durante escasez de químicos. L. Conocimiento actual de las condiciones y tendencias del mercado cambiante. Si su proveedor actual no cumple estos estándares usted no está obteniendo el máximo por cada dólar que paga de glicol. Coastal Chemical Company ofrece un paquete total de servicios y cumple estos estándares. ¡GASTE SABIAMENTE SU DINERO EN GLICOL!
CÓMO MEJORAR EL PROCESO DE INYECCIÓN DE GLICOL La recuperación de hidrocarburos del gas por condensación a bajas temperaturas ahora es un proceso común. Si el gas está disponible a altas presiones, la temperatura baja puede obtenerse expandiendo el gas a través de una válvula de estrangulamiento, asegurando así la auto-refrigeración. Cuando el suministro de gas es a baja presión, las temperaturas bajas pueden obtenerse por refrigeración mecánica usando amoniaco o propano. En ambos tipos de instalaciones, es necesario enfriar el gas abajo de su punto de hidrato para asegurar la recuperación eficiente de los hidrocarburos licuables. Puede lograrse una mejor recuperación de condensado y deshidratación con el uso de un inhibidor de hidratos. El etilenglicol y el dietilenglicol son los inhibidores más populares usados para evitar hidratos. La elección del glicol depende de la composición de la corriente de hidrocarburos, las pérdidas por vaporización y otros factores operativos. El etilenglicol tiene una solubilidad menor en hidrocarburos líquidos y da una depresión de hidratos mayor, libra por libra. Además tiene una viscosidad menor a temperaturas sumamente bajas, pero su presión de vapor es más alta, lo cual podría causar mayores pérdidas por vaporización.
CÓMO FUNCIONA EL PROCESO El gas mojado pasa a través de un depurador de entrada para remover el agua libre e hidrocarburos. Luego el glicol seco se inyecta antes de que el gas pase a través del intercambiador de calor y separador de temperatura baja para remover el condensado. El condensado, una mezcla de hidrocarburos, glicol y agua, se envía a un separador para separar hidrocarburos del glicol y del agua. Los hidrocarburos se envían a un tanque de almacenamiento o a otros recipientes de proceso para fraccionación. El aguaglicol rico se filtra y se manda a un recalentador para extraer el agua por destilación. Después de la reconcentración, la solución ligera es bombeada al punto de inyección de glicol para completar el circuito. (Vea la Figura 6.) 20
CÓMO MEJORAR LA INYECCIÓN El glicol se inyecta a la corriente de gas justo adelante de los recipientes fríos, y fluye con el gas para dejar el tiempo suficiente para un buen contacto de gas-glicol. He aquí algunas sugerencias útiles de operación: 1. En algunos casos, se han obtenido mejores resultados rociando el glicol directamente en las hojas de tubos, en lugar de adelante del intercambiador. 2. El glicol debe rociarse en una neblina muy fina para mejores resultados. Normalmente se usan boquillas de aspersión para inyectar el glicol, y el diseño de la boquilla es muy importante. La densidad y la viscosidad del glicol inyectado y la presión de operación del sistema pueden afectar el desempeño de la boquilla. Una boquilla de cono sólido usualmente da mejores resultados que la del tipo cono hueco. 3. La turbulencia del gas entrante puede distorsionar el patrón de aspersión. Generalmente, las boquillas se colocan lo más lejos posible de la turbulencia esperada. 4. Alrededor de una presión de 100 psig en la boquilla de aspersión para inyectar glicol usualmente proporcionarán un rocío atomizado muy fino para dar un buen contacto de gas-glicol. 5. Para obtener resultados efectivos, se necesita glicol limpio para evitar la obstrucción de las boquillas y un patrón de aspersión distorsionado. Pueden usarse filtros pequeños adelante de cada boquilla para evitar el taponado. Se requiere un soplado en contraflujo para mantener las boquillas funcionando libremente. 6. Una boquilla tapada gotea, no rocía, y eventualmente puede dejar de funcionar. Las gotas de glicol serán atraídas abajo y se recolectarán en la mitad inferior de los recipientes fríos. Esto evita un buen contacto de gas-glicol, y permite que el gas húmedo pase a través del banco superior de tubos del intercambiador de calor. Luego, pueden formarse hidratos en estos tubos, restringiendo el ritmo de flujo de gas y finalmente tapando los tubos por completo. Esto resulta en velocidades más altas del gas a través del banco inferior de tubos. Sin embargo, estos tubos ya están parcialmente inundados con el glicol que no se ha dispersado adecuadamente en la fase de gas. EL flujo de gas a alta velocidad batirá el glicol convirtiéndolo en espuma. 7. El diseño de la boquilla y la capacidad de la bomba deben concordar lo más posible con la proporción teórica de inyección de glicol para obtener la dispersión completa del glicol en la corriente de gas. Deben evitarse proporciones excesivas de inyección de glicol, y deben establecerse condiciones de equilibrio para proporcionar una operación libre de problemas.
CÓMO EVITAR CONGELAMIENTOS Los hidratos pueden compactarse sólidamente en las líneas de flujo, como la nieve húmeda se compacta en el hielo, y parar la planta. Una circulación y concentración adecuadas de glicol evitarán la formación de hidratos. 1. El depurador de entrada debe extraer agua libre para evitar la dilución del glicol y posible contaminación de la solución con agua salada y sólidos. Si ocurre dilución, tendrá que aumentarse la velocidad de circulación y/o la temperatura del recalentador para evitar congelamiento. 2. Un mal contacto de gas-glicol puede ser otro problema. El glicol debe rociarse en una neblina muy fina para obtener una buena mezcla con el gas. 3. Ocurrirá congelamiento si hay suficiente glicol para inhibir el gas. Si esto ocurre, verifique la inyección de glicol y las velocidades de circulación. Asegúrese de que la bomba esté funcionando correctamente. 4. Los compuestos de parafina pueden congelarse en el equipo a baja temperatura. Un lavado efectivo de entrada eliminará este problema. 5. La concentración de glicol debe controlarse con cuidado a bajas temperaturas, porque se forman sólidos y la viscosidad aumenta conforme se llega al punto de congelamiento del glicol. Una concentración de 60-80 por ciento de glicol es un rango de operación seguro. (Vea las Figuras 7 y 8.) Puede usarse un hidrómetro para determinar la concentración aproximada de agua en una solución de glicol. Es simple de usar y da resultados rápidos. Sin embargo, una causa frecuente de congelamientos es la presencia de sal u otros químicos que alteran la gravedad específica de la
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solución. En este caso, el contenido de agua debe determinarse por el método Karl Fisher o mediante destilación azeotrópica. Las Figuras 9 y 10 muestran la temperatura del recalentador requerida para proporcionar una buena concentración de glicol.
CÓMO MEJORAR LA SEPARACIÓN DE GLICOLHIDROCARBUROS Muchos de los problemas de operación en el sistema de inyección de glicol ocurren en este recipiente o su alrededor. Una mala separación aumenta las pérdidas de glicol e hidrocarburos. Un tiempo de permanencia inadecuado crea los siguientes problemas: 1. El glicol, transportado con los hidrocarburos, aumenta las pérdidas y posiblemente contamina el producto final de la planta. 2. Los hidrocarburos, transportados por la solución de glicol, se expandirán en el recalentador y aumentarán las pérdidas de glicol, la contaminación del glicol y otros problemas de operación. 3. Los líquidos, que salen con los vapores de gas (si se usan para combustible de la planta) pueden parar la planta. La separación del glicol e hidrocarburos acuosos es afectada por muchas variables. Algunas son: 1. La velocidad de separación, una función de la proporción y el área superficial disponible para la interfase, es un factor muy importante. El tiempo de separación puede aumentar en proporción directa al aumento del área superficial. Una adición de glicol en el fondo del separador puede ser muy útil. 2. El gas disuelto en el glicol puede reducir la gravedad del glicol a un punto cercano a la fase de hidrocarburo líquido, lo que hace difícil lograr una buena separación. Un tanque de expansión adelante del separador elimina este problema. 3. La separación de fases puede ser afectada por los hidratos, causados por una baja temperatura de proceso en el separador de glicol-hidrocarburos. 4. No sobrellene el separador con líquido. Éste normalmente debe operar a un llenado de alrededor de ¼ a ½. 5. Una desviación adecuada en el separador puede eliminar problemas de operación. La desviación de entrada evitará el choque con la pared y permitirá la separación principal de líquido-vapor. Deflectores silenciosos deben proteger la superficie del líquido contra perturbación por los vapores que fluyen. La desviación puede usarse para proporcionar una trayectoria de circuito para el líquido y así evitar la canalización. 6. La formación de espuma o emulsificación en la interfase glicol-hidrocarburos puede ser una causa seria de desperdicio de glicol. Una apariencia turbia de las muestras de hidrocarburos tomadas corriente abajo del separador indica separación incompleta de líquidos. Esto puede ser resultado de formación de espuma, emulsificación o tiempo inadecuado de retención de líquidos. Deben detectarse y eliminarse las fuentes de formación de espuma o emulsión. Pueden usarse temporalmente despumadores y/o rompedores de emulsión para controlar este problema. 7. Dado que el punto de extracción del glicol es generalmente en la parte más baja del separador, y el volumen de glicol usualmente es pequeño, éste es un punto muy probable de taponado. Un colador accesible se necesita adelante de la válvula de descarga rápida del glicol, y deben proporcionarse conexiones para aplicar un contraflujo a la boquilla de descarga rápida en el recipiente para mantenerla funcionando libremente. 8. Es muy difícil separar el glicol y los hidrocarburos a temperaturas abajo de 20ºF (-6.66ºC), debido a que éstos prácticamente son insolubles en este rango de temperatura. En este caso, debe usarse un tiempo de permanencia mayor y/o un coalescedor para separar de manera efectiva estos componentes. Las emulsiones de glicol-hidrocarburos se separan mejor a alrededor de 60-70ºF (15.55-21.11ºC). Temperaturas mayores romperán la emulsión pero pueden aumentar las pérdidas de glicol. 9. Debe usarse el contenido práctico más alto de agua en la solución de circulación para acelerar la separación y reducir las pérdidas de glicol.
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10. Puede usarse un separador auxiliar o tanque de expansión para mejorar la separación, disminuir las pérdidas de glicol e hidrocarburos y reducir la velocidad de descomposición del glicol. La filtración y otras técnicas operativas, mencionadas anteriormente en este documento, también aplican a sistemas de inyección de glicol.
REFERENCIAS 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7)
Swerdloff, Will, “Dehydration of Natural Gas”, Gas Conditioning Conference Proceedings, 1957. Smith Industries, Inc., “Glycol Dehydration Manual”. Black, Sivalls, and Bryson, “Glycol Instructional Manual”. C-E Natco, “Glycol Instructional Manual”. Maloney-Crawford, “Glycol Instruction Manual”. “Kimray Glycol Energy Exchange Manual”. Sivalls Tanks, Inc., “Glycol Dehydration Design Manual”.
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APÉNDICE CONTENIDO DE AGUA, LBS. POR MM PIE CÚBICO A 14.7 PSIA Y 60ºF
F º A R U T A R E P M E T
f o F r m g i a g e s a . s c n 1 i t i ó m a t n a u – L d s r r a e e a l c h a a a i p d n B d i t r o a i d y t a r v e d o t r a i d s r , s L . d a d e s . ( e t S C e e m a . o g r s t R t a p u e a e e s i a r q í g r a d á u t y d f i u r e A e c a a E s e s I M .L . N y t r E . o p a n r s . e e ) M t p s c l o i r C a o n t a í a r l n e t s d h e y a p a , d u p o W e e r d e . e l L .
H i d r a t o s E s p e r a d o s
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Salida de agua
o d e m ú h s a g e d a d a r t n E
l o c i l g e d r o d a i r f n E
Regenerador
Sobreflujo
Salida de gas seco
de seguridad Acumulador Bomba de glicol Absorbedor
Glicol seco
Glicol Rico
FIGURA 2 - EL ESQUEMA TÍPICO DE FLUJO PARA UNA PLANTA DE GLICOL MUESTRA EL USO DE UNA BOMBA DE GAS-GLICOL.
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FIGURA 3 - PUNTOS DE EBULLICIÓN DE SOLUCIONES ACUOSAS DE TRIETILENGLICOL DE GRADO COMERCIAL PRESIÓN (760) MM HG
TRIETILENGLICOL; POR CIENTO EN PESO
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TEMPERATURA DE CONTACTO - ºF
FIGURA 4 - PUNTOS DE ROCÍO DE EQUILIBRIO DEL AGUACON DIVERSAS CONCENTRACIONES DE TEG.
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BASE: 1 BANDEJA DE EQUILIBRIO (4 BANDEJAS REALES)
GLICOL SECO F º , O Í C O R E D O T N U P L E D N O I S E R P E D
RELACION DE CIRCULACIÓN DE TEG – GAL/LB CONTENIDO DE AGUA
FIGURA 5 - DEPRESIÓN CALCULADA DEL PUNTO DE ROCÍO VS RELACIÓN DE CIRCULACIÓN DEL TRIETILENGLICOL
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FIGURA 6 - SEPARADOR A BAJA TEMPERATURA CON INYECCIÓN DE GLICOL
SEPARADOR A BAJA INTERCAMBIADOR TEMPERATURA DE CALOR Válvula de Condensado
ELIMINACIÓN DE AGUA LIBRE Condensado
Gas frío
estrangulamiento Salida de H2O Glicol Seco
Glicol Condensado Salida de fracciones ligeras
Gas para venta
FIGURA 6 - SEPARADOR A BAJA TEMPERATURA CON INYECCIÓN DE GLICOL
SEPARADOR A BAJA INTERCAMBIADOR TEMPERATURA DE CALOR Válvula de Condensado
ELIMINACIÓN DE AGUA LIBRE Condensado
Gas frío
estrangulamiento Salida de H2O Glicol Condensado
Glicol Seco
Gas para venta
Salida de fracciones ligeras ESTABILIZADOR
Condensado a almacenanmiento
Glicol Condensado
SEPARADOR DE ACEITE DEL GLICOL
Glicol Condensado
Glicol Rico
RECALENTADOR DE GLICOL
FILTRO
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FIGURA 7 - TEMPERATURAS DE CRISTALIZACIÓN DEL ETILENGLICOL ACUOSO
F º , A R U T A R E P M E T
ZONA DE NO CRISTALIZACIÓN
ETILENGLICOL, % EN PESO
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FIGURA 8 - TEMPERATURAS DE CRISTALIZACIÓN DEL DIETILENGLICOL ACUOSO
F º , A R U T A R E P M E T
ZONA DE NO CRISTALIZACIÓN
DIETILENGLICOL, % EN PESO
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FIGURA 9 - TEMPERATURAS DE EBULLICIÓN DEL ETILENGLICOL ACUOSO (760 MM)
F º , A R U T A R E P M E T
ETILENGLICOL, % EN PESO
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FIGURA 10 - TEMPERATURAS DE EBULLICIÓN DEL DIETILENGLICOL ACUOSO (760 MM)
F º , A R U T A R E P M E T
DIETILENGLICOL, % EN PESO
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REPORTE DE DESHIDRATACIÓN POR GLICOL COMPAÑÍA _____________________________________________________________________ UBICACIÓN ____________________________________________________________________ TELÉFONO _____________________________________________________________________ PERSONAS A QUIENES CONTACTAR______________________________________________ FECHA _________________________________________________________________________ 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15.
Temperatura del gas, ºF entrada___________________________________________________ Temperatura del gas, ºF salida ____________________________________________________ Punto de rocío del gas para ventas, ºF ______________________________________________ Depresión del punto de rocío, ºF __________________________________________________ Temperatura del absorbedor, ºF ___________________________________________________ Presión del absorbedor, PSIG_____________________________________________________ Contenido de agua del gas de entrada, Lbs./MMSCF __________________________________ Contenido de agua del gas para venta, Lbs./MMSCF __________________________________ Libras de agua extraída por día ___________________________________________________ Temperatura del glicol seco en la bomba, ºF _________________________________________ Temperatura del glicol seco hacia el absorbedor, ºF ___________________________________ Temperatura del glicol rico fuera del absorbedor, ºF ___________________________________ Temperatura de reflujo de la columna de destilación, ºF ________________________________ Temperatura del recalentador, ºF __________________________________________________ Relación de circulación del glicol A. Carreras/min. ______________________________________________________________ B. Galones/hora ______________________________________________________________ C. Galones/día _______________________________________________________________ 16. Galones de glicol/libra de agua extraída ____________________________________________ 17. Repuesto de glicol, galones ______________________________________________________ 18. Consumo de glicol, galones/MMSCF ______________________________________________
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19. Producción de gas, MMSCFD ____________________________________________________ 20. Apariencia del glicol ___________________________________________________________ 21. pH del glicol __________________________________________________________________ 22. Fecha y cantidad de neutralizador agregado _________________________________________ 23. Fecha de cambio del elemento del filtro ____________________________________________ 24. Diferencial de presión del filtro ___________________________________________________ 25. Fecha de cambio del carbón______________________________________________________ 26. Observaciones: ________________________________________________________________
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SOLICITUD DE MUESTRA DE GLICOL COMPAÑÍA _____________________________________________________________________ UBICACIÓN ____________________________________________________________________ TELÉFONO _____________________________________________________________________ PERSONAS A QUIENES CONTACTAR______________________________________________ DIRECCIÓN DE CORREO _________________________________________________________ FECHA _________________________________________________________________________
MARQUE LAS PRUEBAS DESEADAS 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
SECO ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )
Glicol, % en peso Contenido de agua, % en peso Contenido de hidrocarburos, % en peso Contenido de sal, % en peso Contenido de sólidos, % en peso Contenido de hierro, % en peso Prueba de espuma pH Prueba de valoración de pH *
RICO ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )
Por favor mande las muestras** de glicol a: Coastal Chemical Company Customer Service Department Post Office Drawer C Abbeville, Louisiana 70510 * Determina la cantidad de neutralizador requerida para el ajuste de pH. ** Por favor mande un cuarto de glicol por muestra y márquelo cuidadosamente.
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PRODUCTOS QUÍMICOS COASTAL I. QUÍMICOS SECOS 1. Desecantes A. Mobil Sorbead (Tipos R, H y W) B. Silica Gel C. Filtro Molecular Davison D. Alúmina Activada Alcoa (Tipos F-1 y H-151) E. Alúmina Activada Kaiser 2. Catalizadores para recuperación de azufre A. Alúmina Activada Alcoa F-1 y H-151 B. Alúmina Activada Kaiser S-201 y S-501 C. Bauxita Activada Engelhard Porocel 3. Carbones activados A. Westvaco Nuchar B. Carbón Activado Witco C. Carbón Activado Norit 4. Medios de soporte para camas A. Bolas y bolitas cerámicas Norton B. Tabular Alcoa T-160 y T-162 C. Christy Firebrick Prox-Svers 5. Empaques para torre A. Norton Company 1.) Asientos Intalox – Cerámicas y plásticas 2.) Anillos Hypak – De metal 3.) Anillos Pall – De metal y plásticos 4.) Anillos Raschig – De metal y cerámicos 6. Sal para transferencia de calor Dupont Hi-Tec 7. Cloruro de calcio Peladow 8. Potasa cáustica – En escamas y trozos del tamaño de una nuez 9. Sosa cáustica – En escamas y líquida 10. Carbonato sódico (soda ash) 11. Arena para chorrear II. QUÍMICOS LÍQUIDOS 1. Glicoles A. Etilenglicol B. Dietilenglicol C. Trietilenglicol D. Glicol TX-15 E. Propilenglicoles 2. Aminas A. Monoetanolamina (MEA) B. Dietanolamina (DEA) C. Trietanolamina )TEA) D. Monoisopropanolamina (MIPA) E. Diisopropanolamina (DIPA)
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