PEB09023-B-BD-001-rB

Petrobrás S.A. PTG Sábalo –Bloque San Antonio - Bolivia

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Proy.Nro: Doc. Nro: Rev. Nro: Descripción: Fecha:

PEB09023 PEB09023-B-BD-001 PEB09023-B-BD-001 B Emisión Final 10/12/09

Bases de Diseño

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REVAMP PLANTA DE TRATAMIENTO DE GAS SABALO BLOQUE SAN ANTONIO PETROBRAS BOLIVIA

BASES DE DISEÑO

Hytech Ing eniería S.A. S.A.

B

10-Dic-09

Emision Final

FD

MW

FD

A

28-Sep-09

Para Aprobación

FD

MW

FD

Rev.

Fecha

Descrip ción ció n

Por

Rev.

Apr. Apr .


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Bases de Diseño


PEB09023 PEB09023-B-BD-001 B Emisión Final 10/12/09

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CONTENIDOS

Pág.

1. 2. 3.

INTRODUCCION...................................................................................................................3 REFERENCIAS .....................................................................................................................3 BASES DE DISEÑO..............................................................................................................3 3.1. CAUDALES:......................................................................................................................................3 3.2. CONDICIONES DE ENTRADA ........................................................................................................3 3.3. COMPOSICIÓN DE GAS ENTRADA ...............................................................................................4 3.4. ESPECIFICACIONES DE PRODUCTOS.........................................................................................5 3.5. CONDICIONES AMBIENTALES ......................................................................................................6 3.6. CONSIDERACIONES GENERALES DE DISEÑO:..........................................................................6 3.6.1. Flexibilidad operativa:...............................................................................................................6 3.6.2. Modificaciones reversibles: ......................................................................................................6 3.6.3. Márgenes de Diseño: ...............................................................................................................6 3.6.4. Diseño de Nuevos Recipientes a Presión:...............................................................................6 3.6.5. Modificaciones Instrumentación Existente: ..............................................................................7 3.6.6. Compresor de reciclo: ..............................................................................................................7 3.6.7. Circuito de propano:.................................................................................................................7

4.

ALCANCE DE LAS MODIFICACIONES................................................................................7 4.1. SISTEMAS A MODIFICAR ...............................................................................................................7 4.2. SISTEMAS SIN MODIFICACIONES ................................................................................................8 4.3. ALCANCES POR ESPECIALIDAD...................................................................................................8 4.3.1. Procesos...................................................................................................................................8 4.3.2. Recipientes...............................................................................................................................9 4.3.3. Instrumentos.............................................................................................................................9 4.3.4. Electricidad...............................................................................................................................9 4.3.5. Civil...........................................................................................................................................9 4.3.6. Cañerías...................................................................................................................................9 4.3.7. General...................................................................................................................................10


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1. INTRODUCCION El presente documento presenta las bases de diseño utilizadas para la realización de la ingeniería básica extendida de ampliación de 15% de capacidad de los trenes #1 y #2 de la planta de Tratamiento de Gas Sábalo, ubicada en el Bloque San Antonio de Petrobrás Bolivia S.A.:

2. REFERENCIAS 

E-MD-7020-1230-940-POL-006 REVA: Memorial Descriptivo



PEB08049-B-PD-003 Rev E: Análisis de Modificaciones para Ampliación de Capacidad.

3. BASES DE DISEÑO 3.1. Caudales: 

Gas de Venta:

272 MMSFCD/tren 544 MMSCFD/planta

3.2. Condici ones de entrada 

Temperatura de Entrada: 158°F (máxima) 48°F (mínima)



Presión de entrada: 1264 psia


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3.3. Composición de gas entrada Entrada de Planta

Se presenta a continuación la cromatografía de gas de entrada (base seca) utilizada para la realización del balance de materia y energía. Tabla 1 – Composición Entrada



Componente

% Molar

Nitrogen

0.4385

CO2

2.4659

Methane

84.4042

Ethane

6.3311

Propane

2.3918

i-Butane

0.4846

n-Butane

0.7181

i-Pentane

0.3634

n-Pentane

0.2577

n-Hexane

0.4230

n-Heptane

0.5185

n-Octane

0.2720

n-Nonane

0.2374

n-Decane

0.1823

n-C11

0.1206

n-C12

0.0948

n-C13

0.0662

n-C14

0.0558

n-C15

0.0397

Componente

% Molar

n-C16

0.0323

n-C17

0.0239

n-C18

0.0172

n-C19

0.0145

n-C20

0.0108

n-C21

0.0081

n-C22

0.0059

n-C23

0.0050

n-C24

0.0037

n-C25

0.0027

n-C26

0.0022

n-C27

0.0020

n-C28

0.0019

n-C29

0.0018

n-C30

0.0024

Contenido de Agua:Fase Gaseosa Saturada Agua Libre :1258 bbl/día (máximo por tren de procesamiento)

En una primera etapa se esperan caudales de agua inferiores a 500 bbl/d por tren, por lo que algunas de las modificaciones son previstas para una condición futura en la cual se alcance el valor esperado máximo arriba indicado. Como base para adoptar este criterio se presentan los valores totales de producción de agua de la Planta de Gas Sábalo para ambos trenes en forma conjunta. Se observa en la Tabla 2Producción Agua Planta Sábalo que la producción total de ambas plantas tiene un máximo de 620 bbl/d, lo que apoya la decisión adoptada.



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Tabla 2- Producción Agua Planta Sábalo PRODUCCION AGUA SABALO

Mes

2007

2008

2009

Barriles

BPD

Barriles

BPD

Barriles

BPD

Enero

31

12951

418

14867

480

15873

512

Febrero

28

12415

443

14320

511

16177

578

Marzo

31

13739

443

15460

499

17425

562

Abril

30

13659

455

15422

514

14737

491

Mayo

31

13533

437

17196

555

17739

572

Junio

30

13928

464

16008

534

17692

590

Julio

31

14235

459

19218

620

18787

606

Agosto

31

14715

475

17910

578

19104

616

Septiembre

30

14695

490

17407

580

18158

605

Octubre

31

15153

489

18424

594

17988

580

Noviembre

30

14771

492

17669

589

Diciembre

31

15592

503

15249

492

Promedio

464

545

571

Máxim o

503

620

616

Mínimo

418

480

491

3.4. Especificaciones de Productos

Gas de Venta: Presión de Entrega: 1100 psig Punto de Rocío: 32 ºC @ 640 psia Contenido de Agua Máx:

5.9 lb/MMSCF

Porcentaje molar max CO2:

2.0% molar

Porcentaje molar max. N2:

2.0% molar

Porcentaje molar max. CO2 + N2: 3.5% molar Máximo contenido Hg:

0.6 µg/m3

Máxima cantidad de agua lb/MMSCF 5.9 HHV min @ 60ºF y 14.696 psia: 1033.8 BTU/Sft3 Max. H2S: 3.47 ppm Gravedad Específica 0.59 – 0.69 Gasolina Estabilizada Temperatura: 120°F Presión de Vapor Reid (diseño) 10 psia


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3.5. Condiciones Ambientales 



Temperatura de aire : Se adopta la temperatura de aire de diseño original de la planta de 113°F para el diseño de los aeroenfriadores Altura sobre nivel del mar: 2100 ft

3.6. Consideraciones Generales de Diseño: 3.6.1. Flexibili dad operativa:

Se mantiene la flexibilidad operativa existente en la planta que permite enviar la gasolina separada en el separador frío V-2, y/o el glicol para deshidratación de un tren a otro. Esto permite la intervención del equipamiento involucrado (torre estabilizadora T-3 / skid de regeneración de glicol) sin necesidad de parar todo un tren o de reducir el caudal de procesamiento del mismo. 3.6.2. Modificaciones reversibles:

Las modificaciones a realizar en los separadores de entrada V-1 y separador frío V-2 para que pasen de un tipo de operación trifásica a una operación bifásica se plantean de manera de permitir volver al tipo de operación original de la planta mediante el accionamiento de válvulas manuales y el cambio en el esquema de control a través de switches a implementar en el sistema de control y seguridad de la planta. 3.6.3. Márgenes de Diseño:

Se adoptan los siguientes márgenes de diseño: 

Punto de Rocío Gas de venta: 4ºF por debajo de la especificación



Depresión de Temperatura de Formación de Hidratos: 5ºF



Presión de Vapor Gasolina Estabilizada: Durante la ingeniería conceptual se determinó que el valor de presión de vapor de la gasolina estabilizada calculado por análisis cromatográfico era menor al obtenido en el modelo de simulación manteniendo las temperaturas de proceso normales de estabilización. Para el análisis de alternativas se utilizó un valor de presión de vapor de 11 psia de manera de adoptar un valor intermedio entre el calculado por cromatografía y el obtenido por simulación (8.9 vs 12.8). Se propone mantener este valor ya que un menor valor objetivo representará un incremento de temperatura en el fondo de la columna estabilizadora y repercutirá en el proceso por el incremento del caudal de reciclo.

3.6.4. Diseño de Nuevos Recipientes a Presión:

Si bien el revamp tiene como objetivo incrementar el caudal en un 15% por sobre la capacidad de diseño, los nuevos recipientes a instalarse (Filtro Coalescente F-2, Flash de Gasolina V-7) serán diseñados considerando un máximo nivel de incremento de capacidad posible de 50% de acuerdo a lo evaluado en la ingeniería conceptual.


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3.6.5. Modificaciones Instrumentación Existente:

La instrumentación existente será verificada para la nueva capacidad de 15% de caudal adicional. Todos aquellos instrumentos (Válvulas de control , medidores de caudal, etc) que sean adecuados serán mantenidos en servicio, mientras que aquellos que superen los límites operativos serán reemplazados por otros de similares características, tomando como base para el diseño y selección el caudal normal de 15% de incremento y como caudal máximo un posible incremento de 50%. Para la instrumentación de los nuevos equipos (F-2, A-5E/F y V-7) se consideran equipos y montajes similares a los existentes. 3.6.6. Compresor de reciclo:

Si bien los cálculos de capacidad realizados indican que el equipo permitiría un caudal de hasta 21 MMSCFD (ver Anexo I) en la práctica se observa en planta un valor máximo menor (aprox 18 MMSCFD) existiendo limitaciones en el motor del compresor. Debido a que la resolución de este tema es esencial, resulta tema primordial que el proveedor del equipo existente realice un chequeo y confirme en forma probada la máxima capacidad del mismo e indique sus limitaciones. Adicionalmente puede evaluarse la posibilidad de realizar una derivación del gas a la 2da etapa como gas combustible para hornos lo que permitirá aliviar el compresor. 3.6.7. Circuito de propano:

Se consideran 5 compresores de propano operativos a máxima capacidad para las condiciones de diseño (máxima presión de entrega a gasoducto = menor ∆P válvula JT).

4. ALCANCE DE LAS MODIFICACIONES 4.1. Sistemas a Modificar

Las modificaciones a realizar en la planta corresponden a los siguientes sistemas en ambos trenes de procesamiento: 





Separador de Gas de Entrada: Se modificarán los skids de los separadores de gas de entrada V-1 para permitir la operación del equipo en modo bifásico, manteniendo la posibilidad de volver a operar en modo trifásico. El alcance incluye modificaciones de cañerías, cambios de internos y modificación del esquema de control. Separador Frío y Filtros de Gas de Venta: Se modificarán los skids de los separadores fríos V-2 para permitir la operación del equipo en modo bifásico, manteniendo la posibilidad de volver a operar en modo trifásico. El alcance incluye modificaciones de cañerías y modificación del esquema de control. Se reemplazarán los filtros ciclónicos F-2 existentes por otros de tipo coalescente de doble cámara filtrante, a ser ubicados en el mismo skid. Nuevo Separador Glicol/Gasolina: Se instalará un nuevo separador glicol/gasolina en cada tren a raiz del cambio de operación del separador frío V-2 a modo bifásico. El equipo existente V-3 quedará fuera de servicio, derivando la salida del V-2 al nuevo V-7. No obstante el separador V-3 quedará presurizado por su vinculación al V-8 que se mantiene operativo.


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Bases de Diseño 





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Separador Flash de Condensado V-8: Este equipos no sufrirá modificaciones en una primera etapa por esperarse bajos caudales de agua. Para caudales mayores de 500 bbl/d por tren se realizarán nuevas conexiones para instrumentos de nivel e incremento de la altura del baffle rebalse. Condensación de Propano: Se instalarán dos nuevos aerocondensadores de propano de similares características a los existentes. La interconexión de los mismos será en paralelo a estos últimos.

4.2. Sistemas sin Modificaciones

Quedan sin modificaciones los siguientes sistemas: 

Filtros de Entrada F-1



Unidad de Remoción de Mercurio



Planta de Aminas



Enfriamiento de Gas (E-1/E-2/E-3)



Columna Estabilizadora T-3



Compresor de Reciclo K-2



Compresores de Propano K-2



Unidad de Regeneración de MEG



Sistema de Venteos



Compresión de Aire.



Generación Eléctrica



Sistema de Aceite Térmico

4.3. Al cances por Especi ali dad

Los alcances de la ingeniería básica extendida para las diferentes especialidades son: 4.3.1. Procesos 

Revisión de Ingeniería Conceptual



Balance de Materia y Energía



Diagramas de Flujo



Diagramas P&ID



Hojas de Datos de Equipos



Memoria Descriptiva



Manual de Operación



Matriz Causa Efecto



Revisión de Sistema de Venteo



Revisión de Sistema de Antorcha



Memorias de Cálculo de Alivios a Antorcha



Lista de Servicios Auxiliares


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

Lista de Líneas



Lista de Equipos

4.3.2. Recipientes 

Diseño Mecánico de Recipientes a Presión



Plano de Ingeniería de Recipientes a Presión:



Típicos de Recipientes

4.3.3. Instrumentos 

Especificación de Diseño de Instrumentación y Sistema de Control



Lista de Instrumentos / Señales



Hojas de Datos de Instrumentos, Válvulas de Control y Válvulas de Seguridad



Memorias de Cálculo de Válvulas de Control y Medidores de Caudal



Diagrama de Canalización de Instrumentos



Diagrama de Conexionado



Diagrama de Lógica de Control y Enclavamiento



Lista de Cables de Instrumentos



Revisión de Sistema de Detección y aviso contra incendios.



Lay Out de Instrumentos



Típicos de Montaje Eléctrico y Mécanico.

4.3.4. Electricidad 

Especificación de Diseño



Especificación Técnica de Equipos Eléctricos



Balance de Cargas Eléctricas



Lista de Cables



Memorias de Cálculo de Cables (En reemplazo del estudio de Estabilidad de carga eliminado del alcance por Petrobrás)



Diagrama de Canalizaciones



Diagramas Unifilares



Revisión de Clasificación de Área Eléctrica

4.3.5. Civil 

Diseño de Fundaciones



Planos de Fundaciones

4.3.6. Cañerías 

Especificación de Planificación de Parada


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Bases de Diseño

Cronograma Detallado de Parada



Lista de Válvulas



Lista de Tie-Ins



Key Plan




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




Ruteo General de Cañerías: (Se entregan en su lugar planos de detalle cañerías para todas las modificaciones a realizar) Análisis de Tensiones (Sólo para cañería de 12” de interconexión de filtros F-2)

4.3.7. General 

Listado de Documentos



Estimación de Inversión



HAZOP

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