Plantas Compresoras de Gas

República Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Educación Universitaria Instituto Universitario de Tecnología Tecnología de Adinistración Industrial !ede Anaco"Estado Anzo#tegui

PLANTA COMPRESORA DE GAS

Profesor:

Bachiller: $ulio %&sar 'il  %(I) *+(,,-(,-. Sección) P'/M*

 Agosto, 2016

ÍNDICE p!" Introducción Planta copresora de gas %aracterísticas Proceso de copresión de gas Estructura típica de una planta copresora Módulos 1uncionales de las plantas copresoras %aracterísticas de los eleentos principales en plantas copresoras de gas %onclusión Re1erencias bibliogr#1icas

0 / / , . + ** *2

INTROD#CCI$N El gas se transporta por tuberías 3gasoductos4 cu5os di#etros pueden variar6 según el voluen 5 la presión re7uerida de transisión( 8a longitud del gasoducto puede ser de unos cientos de etros a iles de 9ilóetros6 según la 1uente de origen del gas 5 los ercados 7ue lo re7uieran( A edida 7ue las distancias para transportar gas sean #s largas6 se presenta la consideración de copriir el gas a presiones #s elevadas para 7ue llegue a los di1erentes puntos de entrega en la ruta de la red de gasoductos( Esto signi1ica la necesidad de instalar estaciones de copresión en ciertos puntos( 8a copresión es un 1actor econóico iportante en la transisión de gas por gasoductos largos :Barberii6 E( *++.;( 8a copresibilidad de los gases es una de las características #s iportantes de los gases6 7ue indica 7ue al aplicarles presión pueden ser copriidos 5 por lo tanto6 pueden ser alacenados en recipientes de deterinados volúenes( uiri7uire 5 %uarebo6 en los estdos Monagas 5 ?alcón6 respectivaente6 abos operados por la %reole( Es de se=alar 7ue esta actividad se considera coo pionera en la industria petrolera undial desde el punto de vista de 3valoración de un recurso4( Es en la d&cada de los a=os oc@enta del siglo  cuando el gas coenzó a ugar un papel preponderante dentro del es7uea energ&tico undial6 bien coo cobustible o coo ateria pria( Para *+0, se registraron las prieras ci1ras de in5ección de gas con 1ines de recuperación supleentaria de petróleo6 con un voluen de ,0 il  0Cd en el capo >uiri7uire6 :26D M pcCd;( El voluen de producción de gas en Venezuela para ese a=o era de **6- M 0Cd6 :/D M pcCd;( El obetivo de esta investigación es eFplicar el concepto 5 1uncionaiento de una planta copresora de gas o sistea de copresión en Venezuela6 entendida coo un conunto de e7uipos 7ue suinistran la energía ediante el auento de presión6 para over el gas de un gasducto a un lugar deterinado(

PLANTA COMPRESORA DE GAS !on instalaciones ubicadas estrat&gicaente a lo largo de una red de distribución6 cu5a 1unción es la de suinistrar al gas la energía necesaria para recorrer grandes traos de tubería6 paliando las p&rdidas debidas a la disipación viscosa( En el caso de la industria petrolera reciben gas de las estaciones de producción6 para elevar su presión por edio de copresores @asta un nivel a5or6 para su posterior utilizaciónG entre ellas cuentan6 la transisión @asta las estaciones de entrega o de edición 5 regulación6 disposición en 5aciiento o in5ección en pro5ectos de recuperación o en pro5ectos de recuperación secundaria( 8as plantas copresoras elevan la presión del gas de / 5 - psig provenientes de las estaciones de producción @asta un nivel de -. a D- psig para luego ser in5ectado a di1erentes pozos asociados al copleo con 1ines de recuperación secundaria( EFiste gran diversidad de plantas de copresión de gas en todo el territorio nacional( Aun7ue el principio de 1uncionaiento es el isoG es decir copriir el gas6 @a5 ciertas di1erencias en cuanto a estructuras 1ísicas :odelos;6 estas pueden ser6 con%encionales o &o'(lares 6 5 en cuanto a capacidad de voluen de gas aneado pueden ser6 plan)as o &iniplan)as"

Carac)er*s)icas 'eneralente6 en las plantas copresoras con1lu5en dos o #s traos de tuberías o gasoductos6 para aspiración e ipulsión( 8a con1iguración típica es de dos líneas de copresión en paralelo #s una línea de respaldo6 cada una con un copresor :tradicionalente a gas; 7ue genera la potencia necesaria para over el copresor centrí1ugo de proceso( Para Barberii :*++.;6 la copresión del gas generalente se realiza por etapas6 utiliz#ndose coúnente tres etapas de copresión 7ue pueden satis1acer las presiones re7ueridas6 al toarse en consideración la presión de entrada 5 la de salida6 la relación de copresión6 la teperatura de entrada 5 de salida 5 el peso olecular del gasG para deterinar de esta anera6 la potencia de copresión re7uerida para deterinado voluen 1io de gas( 8as plantas copresoras est#n constituidas 1undaentalente por otocopresores 5Co turbinas( Estas #7uinas pueden succionar gas a uno o varios niveles de presión 5 pueden descargar igualente a varios niveles de presión( 8os copresores pueden trabaar en base a un otor de cobustión interna :reciprocante; o por edio de turbinas :centrí1ugos;6 para poder crear la presión 7ue epue al gas dentro de las líneas de distribución 5Co transisión( Actualente se 5

re1iere el uso de copresores centrí1ugos aneados por turbinas6 7ue operan en 1ora auto#tica6 con el 1in de iniizar la supervisión operacional( 'ran cantidad de copresores utilizan en el sistea de reparto una pe7ue=a cantidad de gas6 coo cobustible de sus propias líneas( Una planta copresora del gas natural6 es toda instalación localizada en tierra :baterías; o en alta ar :plata1oras arinas;6 cu5a 1inalidad es copriir el gas producido por los reservorios aleda=os para alguno de los siguientes 1ines) a; 'enerar el ascenso de petróleo en a7uellos pozos 7ue producen gas asociado( b; In5ectarlo a dic@os pozos para antener su presión( c; Venderlo a a7uellas plantas procesadoras de gas para su posterior venta coo cobustible de uso do&stico6 para procesos industriales o para generar energía el&ctrica en centrales teroel&ctricas(

Proceso 'e co&presión 'e !as Para eFplicar el proceso de copresión de gas en una planta copresora se partir# del caso tradicional de un sólo tren o unidad de copresión6 donde el proceso se realiza en tres etapas escalonadas de auento de presión( En líneas generales6 esto ocurre en oc@o blo7ues de 1unciones6 descritos breveente a continuación) •

S(cción 'e !as) este blo7ue consiste en la entrada de gas asociado a crudo6 a la planta de copresión proveniente de una estación de 1luo( El gas se trans1iere a un separador de entrada6 a una teperatura 5 presión 5 especí1ica6 donde se produce la separación del crudo presente en el gas6 el cual es dirigido a un tan7ue recolector de condensado para ser

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bobeado a un últiple de producción u otra estación de 1luo( S(cción pri&era e)apa 'e co&presión ) del separador de entrada6 el gas seco se desplaza al separador de producción de la priera etapa de copresión6 donde se disinu5e la teperatura del gas 7ue entrar# al copresor 5 se condensa el crudo presente aún en el gas6 el cual ser# recolectado 5 enviado al recolector de condensados nobrado con anterioridad( El gas seco entra al copresor donde le ser# elevada su presión 5 teperatura6 en un prier escalón(
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S(cción se!(n'a e)apa 'e co&presión ) el gas seco proveniente de la descarga del copresor en su priera etapa6 se desplaza al separador de producción de la segunda etapa de copresión6 donde se disinu5e la teperatura del gas 7ue entrar# al copresor 5 se condensa el crudo presente aún en el gas6 el cual ser# recolectado 5 enviado al recolector de condensados nobrado con anterioridad( El gas seco entra al copresor

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donde le ser# elevada su presión 5 teperatura6 en un segundo escalón( Descar!a se!(n'a e)apa 'e co&presión ) el gas copriido sale del copresor 5 entra a un intercabiador de calor6 donde ser# en1riado a una teperatura especí1ica para ser desviado a la tercera etapa de copresión( Este gas tabi&n ser# utilizado para el control antioleae del copresor6 en caso de re7uerirse6 desvi#ndolo al separador de la segunda etapa 5 de allí al copresor(

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S(cción )ercera e)apa 'e co&presión ) el gas seco proveniente de la descarga del copresor en su segunda etapa6 se desplaza al separador de producción de la tercera etapa de copresión6 donde se disinu5e la teperatura del gas 7ue entrar# al copresor 5 se condensa el crudo presente aún en el gas6 el cual ser# recolectado 5 enviado al recolector de condensados nobrado con anterioridad( El gas seco entra al copresor donde le ser# elevada su presión 5 teperatura6 en un tercer escalón6 @asta alcanzar la

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presión para la cual 1ue dise=ada la planta( Descar!a )ercera e)apa 'e co&presión ) el gas copriido sale del copresor 5 entra a un intercabiador de calor6 donde ser# en1riado a una teperatura especí1ica para ser desviado a un últio separador de descarga6 el cual desviar# el gas @acia la red de distribución( Este gas tabi&n ser# utilizado para el control antioleae del copresor6 en

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caso de re7uerirse6 desvi#ndolo al separador de la tercera etapa 5 de allí al copresor( Descar!a 'e !as ) en este últio blo7ue se realiza la descarga del gas natural6 a unas condiciones de teperatura 5 presión re7ueridas6 en una red de distribución( 8a copresión del gas puede darse de 1ora siult#nea para varios trenes de copresión o unidades copresoras6 dentro de la isa planta6 siendo coún el arreglo 2H* :dos en operación6 uno en respaldo;( En cada una de ellas ocurrir# el proceso de copresión en tres etapas6 siendo la succión 5 la descarga6 counes para todos los ódulos de copresión(

8a re1rigeración de inter"etapas 5 descarga es conseguida por intercabiadores de calor en1riados por aire( 8a 1oración de @idratos de carbono se consigue por edio de la in5ección de 7uíicos coo el glicol6 con su respectiva unidad de regeneración( Tabi&n puede utilizarse la 7

in5ección de etanol( El control de la velocidad del copresor6 se logra por edio de un variador de velocidad acoplado a trav&s de una caa de engranaes al ee del copresor(

Es)r(c)(ra )*pica 'e (na plan)a co&presora  Una planta copresora esta noralente 1orada por una o #s unidades copresoras6 accionadas cada una de estas por un otor 7ue noralente es de cobustión interna :diesel 5 gas; aun7ue ocasionalente se pueden encontrar el&ctricos( 'eneralente las unidades oto" copresoras se instalan en el interior del edi1icio dise=ado para proteger las unidades de la acción del edio abiente 5 a la vez 1acilitar las tareas de operación 5 anteniiento de las isas( 8as unidades copresoras generalente constan de una o #s etapas6 no eFcedi&ndose noralente las - etapas( 8a disposición de las unidades es tal 7ue en caso de 1allar una de ellas las otras pueden continuar trabaando6 arreglo conocido coo paralelo( Este arreglo en paralelo es eFplotado eF@austivaente en el dise=o de toda una planta copresora6 no solaente a nivel de la planta isa sino tabi&n a nivel de las unidades isas6 así de ser necesario se puede prescindir de una isa unidad copresora sin 7ue por eso se tenga 7ue detener la unidad coo un todo( Una planta copresora puede recibir siult#neaente corrientes de gas a di1erentes presiones( Estas corrientes antes de ser alientadas son edidas al entrar 5 despu&s de la coneFión al 7ueador( 8as corrientes edidas son depuradas6 en recipientes 7ue se encargan de retener las partículas li7uidas 5 sólidas 7ue arrastra el gas natural6 pasando enseguida a los respectivos cabezales de succión donde son distribuidas @acia las distintas unidades( El gas copriido 7ue abandona los cilindros copresores es enviado @acia los en1riadores respectivos de cada unidad6 desde donde el gas en1riado pasa al cabezal de descarga respectivo(
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Dia!ra&a es+(e&)ico 'e (na plan)a co&presora  Mó'(los f(ncionales 'e las plan)as co&presoras *(
@; depuradores general de descarga) la etapa 1inal de copresión de todas las unidades otocopresoras 7ue con1oran la planta copresora( El sistea de copresión no estaría copleto sin la presencia de otros sisteas 7ue asisten 5 copleentan el 1uncionaiento de estas plantas6 ellos son) a; !isteas de gas cobustible) integrado por un depurador e intercabiadores de calor6 para suinistrar cobustible 3seco a los e7uipos 7ue lo re7uieran a una teperatura aceptable( b; !istea de in5ección de 7uíicos) in5ectar anticorrosivo evita el auento de los niveles de corrosión del sistea6 tabi&n se le llaa proceso de endulzaiento( Este sistea tiene una división 7ue corresponde a la in5ección de 7uíica anticongelante :Metanol; al sistea de gas cobustible6 se realiza para evitar el congelaiento producto de la caída de presión 5 la in5ección de secuestrante de sul1uro de @idrogeno :J2!; al gas de proceso( c; !istea de venteo) es un sistea de seguridad cu5o obeto es 7uear el eFcedente de gas 7ue en ocasiones se produce en alguna etapa del proceso de copresión( Est# provisto de líneas de venteo 7ue dirigen el gas a un despoador de lí7uido donde libera al gas de @uedad para luego enviarlo a los ec@eros( d; !istea de aire para instruentos) antiene la operación de v#lvulas e instruentos de los e7uipos utilizando copresores de aire( e; !istea de drenae de condensado) tiene coo 1unción drenar los condensados provenientes de la depuración del gas realizada en cada uno de los depuradores6 con el 1in de ser enviados al sistea de recolección6 5 a su vez proteger los cilindro copresores de la presencia de lí7uido(

Carac)er*s)icas 'e los ele&en)os principales en plan)as co&presoras 'e !as Separa'ores Tabi&n llaados depuradores6 un separador es un cilindro de acero 7ue por lo general se utiliza para disgregar la ezcla de @idrocarburos en sus coponentes b#sicos6 petróleo 5 gas( Adicionalente6 el recipiente perite aislar los @idrocarburos de otros coponentes indeseables coo la arena 5 el agua :Martínez6 22;( Es un recipiente et#lico en posición vertical u @orizontal 7ue ediante allas 5 bandeas internas tiene la 1unción de retener el lí7uido presente en la corriente de gas( En la entrada de la planta se ubican los depuradores 7ue reciben el gas

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proveniente de las estaciones de 1luo 5 en los ódulos de copresión est#n instalados en la succión de la priera etapa 5 en las descargas de cada copresor(

In)erca&,ia'ores 'e calor Tabi&n llaados en1riadores6 ventiladores6 3air cooler4 o 31in"1an4( !on e7uipos 7ue 3b#sicaente reueven o adicionan calor a un 1luido4 :!oares6 22;( 8os #s counes son los intercabiadores de conc@a 5 los de tubos( En las plantas odulares6 el en1riador es del tipo de tubos 5 aletas6 @orizontal6 en1riado por el Aire suplido por los ventiladores de tiro 1orzado ubicados debao del en1riador( El gas de proceso 1lu5e a trav&s de los tubos ientras 7ue el aire pasa por la parte eFterna de los tubos( !u 1uncion es recibir el gas de la descarga del copresor a una teperatura de 0- grados ? 5 baar la teperatura a **- grados a e1ectos de no ocasionar probleas en el copresor(

Co&presores !egún 'res@ :20;6 el aneo de 1luo representa dos probleas 1undaentales6 el transporte 5 la presurización( Jo5 en día6 la presurización de un 1luido se logra a trav&s del uso de copresores en sus di1erentes 1oras( 3Un copresor es un dispositivo 7ue trans1iere energía a un 1luo gaseoso con el propósito de increentar la presión coo en el caso en 7ue el copresor es el transportador priario del 1luido en un proceso4 :'res@6 20;( 8os copresores se clasi1ican en dos grandes grupos) *( Despla-a&ien)o posi)i%o ) Reciprocantes 5 rotativos 2( Din&icos ) 8laados tabi&n %entrí1ugos6 se dividen en dos grupos) copresores AFiales 5 los copresores Radiales

Par&e)ros 'e operación en las plan)as )*picas 'e co&presión 'el !as na)(ral: •

Presión . Te&pera)(ra 'e operación ) presión 5 teperatura aneada dentro de la planta

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la cual se obtiene en los anóetros 7ue registran cada etapa de copresión( /ol(&en &ane0a'o) es el caudal con el cual trabaa la planta copresora 5 7ue es edida

•

a la entrada 5 dividido entre succión6 descarga6 venta6 5 venteo de eFcedente( Ri+(e-a 'el !as) es el núero de galones de lí7uido 7ue pueden obtenerse de * pies cúbicos norales de gas procesados6 5 por edio de esta in1oración6 se puede obtener la coposición del gas de entrada( 11

CONCL#SI$N 8a copresión se re1iere al auento de energía 7ue se logra en un 1luido gaseoso por edio de un trabao 7ue se e1ectúa sobre &l6 los 1luidos 7ue #s coúnente se coprien son) el aire6 gas natural6 coponentes separados del gas natural 5 gases coerciales con propósitos industriales( El gas natural se soete a un proceso de copresión para elevar su nivel energ&tico6 los copresores tienen coo 1unción principal auentar la presión del gas6 por lo cual el copresor soete el gas a un trabao de tal anera 7ue se increente la energía total del iso6 este increento se ani1iesta por auentos de presión 5 teperatura( El proceso de copresión del gas natural se puede representar a trav&s de un proceso terodin#icoG en donde el gas con una presión P *6 se coprie 5 posteriorente se descarga a los niveles de presión P 2 superiores re7ueridos( Este proceso puede darse en una o varias etapas( El proceso coienza cuando el proveniente de la 1uente entra a un intercabiador de calor donde se reduce la teperatura de desde T* @asta T2( Producto de este descenso en la teperatura6 se puede o no producir la condensación de ciertos coponentes6 7ue con1oran la ezcla6 por lo tanto en a7uellos casos donde este proceso se produzca6 es necesario instalar un separador6 del cual salen típicaente dos corrientes6 una de gas 5 una de lí7uidoG la corriente de gas es enviada @acia el copresor donde es elevada a presión desde P2 @asta P06 lo 7ue se origina un auento de teperatura desde T2 @asta T0G la corriente de gas 7ue sale del copresor a T06 entra a un intercabiador de calor de donde sale a una teperatura enor T/G esta corriente de gas6 con cierto contenido de lí7uido6 es enviada a un separador de donde salen dos corrientes6 una de gas por el tope 5 una de lí7uido por el 1ondo6 así se cuenta con el voluen de gas a las condiciones de presión 5 teperatura re7ueridas por el proceso( Una planta copresora puede eFperientar una caída en su rendiiento6 causada por la caída de la e1iciencia total de las unidades de copresión 5 el ennveeciiento de la super1icie interna de las tuberías de gas por la condensación de los lí7uidos 7ue contienen6 5 7ue tabi&n les produce corrosión interna

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RE1ERENCIAS BIBLIOGR21ICAS @ttp)CCKKK(acading(org(veCin1oCpublicacionesClibrosCpubdocsC8ALI
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