UNIVERSIDAD NACIONAL NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU
FACULTAD DE INGENIERIA QUÍMICA
“SIMULACIÓN DEL PROCESO DE DESHIDRATACIÓN Y REGENERACION DE TRIETILENGLICOL TEG”
Cátedra:
Análisis y simulación de procesos Pree!tad" #"r:
CÓNDOR CUMBRERA, Adolfo !RE" CA#$%&O, 'il(ia Denis HUANCAYO $ PERU
%&'(
)ND$CE
I.
RESUMEN................................ RESUMEN....................................................... .............................................. .............................................. ...................................3 ............3
II.
OBJETIVOS................................ OBJETIVOS....................................................... .............................................. ....................................................4 .............................4 2.1
III.
UN!"MENTO UN!"MENTO TE#RI$O................................... TE#RI$O.......................................................... ...............................................% ........................%
3.1.
$onteni&o &e a'(a en el 'as nat(ral.................................... nat(ral........................................................... ............................... ........%%
3.2.
)i&ratos &e Gas..................................... Gas............................................................ .............................................. .......................................% ................%
3.3.
!es*enso al +(nto &e ro*i,.................................... ro*i,........................................................... .......................................... .........................-
3.4.
ora*i,n &e /i&ratos.................................... /i&ratos........................................................... ....................................... ............................. .............--
3.%.
0ro*eso &e &es/i&rata*i,n *on trietilen'li*ol.................................................. trietilen'li*ol........................................................-
IV. IV.
V.
Objetivo Generales.......................... Generales................................................. .............................................................. ............................................4 .....4
!ISEO !E " $OUMN" !E "BSOR$I#N..................................... "BSOR$I#N................................................1 ...........1
4.1.
E*(a*i,n !e reser.................................... reser........................................................... ................................................... ............................12 12
4.2.
E*(a*i,n !e !o('las................................. !o('las........................................................ .............................................. ................................14 .........14
4.3.
Re*(+era*i,n #+tia !el Sol(to En Un "bsorve&or................................... "bsorve&or......................................15 ...15
4.4.
!ise6o !e a $ol(na !e "bsor*i,n............................... "bsor*i,n............................................... .............................. ..............17 17 Biblio'ra89a...................................... Biblio'ra89a............................................................. .............................................. ..............................................1.......................1-
I)
RESUMEN
En es*os procesos de des+idra*ación de as na*ural es muy impor*an*e e-*raer los (apores de aua .ue se encuen*ran en el as de/ido a .ue los mismos pueden producir *aponamien*os *aponamien*os de (ál(u (ál(ulas las,, *apona *aponamie mien* n*o o de .uipos .uipos y *apona *aponamie mien* n*o o de l0neas de as, as, impidi impidiend endo o .ue un proceso de des+idra*ación sea óp1mo y e2ca34 El principal m5*odo de des+idra*ación de as na*ural se reali3a median*e la a/sorción con desecan*es l0.uidos como el licol4 para la des+idra*ación de as na*ural pero se de/e de *omar en cuen*a la can1dad de (apor de aua a e-*raerse, ya .ue de/en de *omarse en cuen*a calidad del as na*ural, can1dad de (apores de aua, cos*os y man*enimien*os de e.uipos4 El o/6e1(o de es*e proyec*o es reali3ar una simulación .ue pronos1.ue las condiciones de des+idra*ación del as na*ural el inreso del desecan*e y la op1mi3ación del mismo4As0 nos el desarrollo del mismo nos permi1rá el Dise7ar un modelo, su simulación con el o/6e*o de en*ender el compor*amien*o compor*amien*o del sis*ema .ue represen*a represen*a para la ayuda de *oma de decisiones en el dise7o, operación y e(aluar al*erna1(as para para su op1mi3ación4 En el pres presen en*e *e proy proyec ec*o *o se efec efec*u *uar araa la des+ des+idr idra* a*aci ación ón de as as na*ur na*ural al por por me medi dio o de *rie1lenlicol para o/*ener un 1po de produc*o, .ue es*e den*ro de los paráme*ros má-imos permisi/les del con*enido de aua4 4
II)
$$4 8
O/6e1(o 9enerales
$$4 :
'imular el proceso de des+idra*ación y reeneración de&rie1lenlicol O/6e1(os Es Espec02cos
Reali Reali3ar 3ar los /alanc /alances es de ma*eri ma*eriaa en *odo *odo el proces proceso o de des+id des+idra ra*ac *ación ión y recuperación recuperación de &E9
$$4;
O*+ETIVOS
III)
;484 ;484
FUNDAMENT NTO O TEÓRICO
Con*e Con*eni nido do de aua aua en el as as na* na*ur ural al
El as na*ural normalmen*e es*á sa*urado con (apor de aua a las condiciones de presión y *empera*ura de operación4 El as na*ural no *ra*ado con1ene, por lo eneral, de :< a8<< li/ras de aua por MMC' de as, de acuerdo con su *empera*ura4 *empera*ura4 &odo el as na*ural producido con1ene aua4 #a mayor0a de es*a aua se encuen*ra en forma l0.uida y puede ser remo(ida pasando el as a *ra(5s de separadores4 'in em/aro aun despu5s de pasar el as por los separadores .uedara aua en forma de (apor4 'i es*e (apor se condensa parcialmen*e, por efec*o de (ariaciones en la presión y la *empera*ura del as, podr0an producirse di(ersos pro/lemas en *u/er0as y plan*as de procesamien*o, *ales como=
Corrosión en *u/er0as= Causadas por el > :' y?o el CO : los cuales se disuel(en en el aua formando ácidos .ue son al*amen*e corrosi(os4
Reducción de la capacidad de *ransmisión de as en las *u/er0as= el aua l0.uida puede deposi*arse en las par*es /a6as de las *u/er0as e incremen*ar la ca0da de presión y?o producir *apones de l0.uido4 or o*ro lado, la presencia de aua li/re *am/i5n ocasiona serios pro/lemas en plan*as de e-*racción de l0.uidos del as na*u na*urral y en e.ui e.uipo poss secun secunda dari rios os *ale *aless como como== in*e in*erc rcam am/i /iad ador ores es de calo calorr, compresores, compresores, ins*rumen*os, e*c4 @ormación de +idra*os= #os +idra*os son cris*ales formados por aua l0.uida e +idrocar/uros li(ianos, CO: o >:'4 Es*os cris*ales se pueden formar aun a al*as presiones y *empera*uras mayores de ;: @4 #os +idra*os pueden *aponar (ál(ulas, cone-iones, l0neas de as, e*c4
;4:4
>idra*os de de 9as #os +idrocar/uros aseosos y el aua l0.uida se com/inan para formar sólidos .ue se parecen a la nie(e o al +ielo a *empera*uras alo por encima de la *empera*ura en la cual el aua se conela4 Es*os sólidos se llaman >idra*os de 9as4 Es*e fenómeno par1cularmen*e in*eresa a la $ndus*ria del as de/ido a .ue es*os sólidos pueden formarse a *empera*uras y presiones encon*radas normalmen*e en los procesos de producción y *ranspor*e del as na*ural4 #os +idra*os de as son considerados como un pro/l pro/lema ema delica delicado do para para la indus indus*ri *ria, a, de/ido de/ido a .ue es*os es*os pueden pueden causar causar ra( ra(es es con*ra1empos para el *ranspor*e del as4 En la ac*ualidad los /iocom/us1/les l0.uidos se o/1enen a par1r de produc*os ar0colas *ales como el a3car, los cereales y semillas oleainosas, .ue se producen principalmen*e para el sec*or alimen*ario4 Es*os cul1(os crecidos so/re 1erras ar0colas, par1cularmen*e 1erras de re1rada, es*án su6e*os a fuer3as socioeconómicas dis1n*as de las meramen*e meramen*e ener51cas4 #os +idra*os de as na*ural son compues*os de dos o más componen*es donde uno de ellos siempre es el aua4 #os +idra*os de as pueden llamarse formalmen*e como compues* compues*os os .u0micos4 .u0micos4 'in em/aro em/aro,, los +idra*o +idra*oss son compues* compues*os os de una especie molecular oriinados por las fuer3as de a*racción de (an der aals en*re las mol5culas4
El enlace enlace co(alen co(alen*e *e no es*á es*á presen presen*e *e en los +idra +idra*o *oss de as as ya .ue duran* duran*ee su formación no se forman pares de elec*rones de (alencia y no ocurre la redis*ri/ución espacial de la densidad en la nu/e de elec*rones4 Es*os +idra*os e-is*en de/ido a la +a/ilidad de las mol5culas de aua para formar una es*ruc*ura en forma de 6aula o enre6a enre6ado do,, por me medio dio de la unión unión del +idró +idróen eno o y es*a/i es*a/ili3 li3ada ada por las mol5cu mol5culas las pe.ue7as de as, nopolares4 or la inclusión del componen*e aseoso, la es*ruc*ura, .ue *ermodinámicamen*e es ines*a/le4 'is*ema +idrocar/uros aua Una comprensión de las relaciones 2sico.u0micas .ue o/iernan la conduc*a de los sis* sis*em emas as +idr +idroc ocar ar/u /uro roa au uaa ayud ayudaa al ine ineni nier ero o a ocup ocupar arse se de los los pro/ pro/le lema mass in(olucrados en el con*rol del con*enido de aua del as na*ural y los +idrocar/uros li(ianos Fl0.uidosG4 #a información so/re la na*urale3a de los +idra*os de as y de las condiciones de e.uili/rio en las cuales ellos se forman cuando el aua es*á presen*e le permi1rá al ineniero seleccionar las *empera*uras y presiones adecuadas en las cuales los ases no formen dic+os +idra*os4 #as relaciones de fases para el me*ano y el aua en la reión so/re los ;: H@ pueden mos*rarse en una cur(a de & .ue represen*a las condiciones en la .ue el +idra*o, el aua l0.uida, y el as es*án en la 2ura4
4 E-is*en rá2cas .ue permi*en o/*ener con un error .ue no e-cede al I por cien*o el con*enido de aua en el as na*ural4 #a @iura @ iura ;4: 8;, da el con*enido de aua de ases na*urales, se mues*ra en es*a rá2ca una cur(a de formación del +idra*o, la cual es función de la composición del as4 Como se puede apreciar, el con*enido de aua en el as na*ural aumen*a con el aumen*o de la *empera*ura *empera*ura y disminuye con el aumen*o de la presión4 or o*ra par*e, el con*enido de aua en el as na*ural cae con un incremen*o en el peso molecular del as y con un incremen*o en la salinidad del aua4 Dos rá2cas au-iliares au-iliares se mues*ran mues*ran den*ro den*ro de 5s*a, 5s*a, ellas permi*en permi*en de*ermina de*erminarr los fac*ores fac*ores de corrección para el peso molecular y la salinidad del aua, el con*enido de aua o/*enido de/e ser mul1plicado por es*os dos fac*ores de corrección4
@iura :4 Con*enido de aua en ases +idrocar/uros4 Al anali3ar /re(emen*e es*a 2ura se pueden conocer los paráme*ros principales .ue o/iernan la presencia de aua en el as4 >aamos alunas consideraciones= aG #a rá2ca rá2ca permi*e permi*e conocer conocer el con*e con*enido nido de aua aua .ue *ranspor *ranspor*a *a el as, as, siempre siempre .ue es*5 comple*amen*e sa*urado4 'e mide en li/ras por cada millón de pies c/icos de as a condiciones normales F8I,J lpca y K< @G, a la presión y *empera*ura *empera*ura a la cual se encuen*re la me3cla de +idrocar/uros4 /G Es*e Es*e con*e con*enid nido o de aua se re2ere re2ere al as as dulce dulce Fsin CO: ni >:OG y puede puede ser correido por efec*os de la ra(ed ra(edad ad del as y el con*enido de sales4 cG El llamado llamado rá2co rá2co de Mc Lea, Lea, 1ene 1ene una l0nea l0nea indica1( indica1(aa de las condici condiciones ones de de presión y *empera*ura por de/a6o de las cuales se puede esperar la formación de +idra*os4 #óicamen*e si el as es*a des+idra*ado es*a predicción de/e ser aplicada cuidadosamen*e4 ;4;4 ;4;4
Desc Descen enso so al pun* pun*o o de de roci roció ó El descenso descenso del pun*o de roc0o de una corrien*e corrien*e de as na*ural na*ural se de2ne como la diferencia en*re la *empera*ura de roc0o del aua en el as de alimen*ación de un proceso, y la *empera*ura de roc0o del aua en el as de salida4 #a diferencia en*re el
con*enido de aua del as de en*rada y el as de salida es la can1dad de aua .ue de/e ser remo(ida median*e des+idra*ación4 ;4I4 4I4
@orma ormaci ción ón de +id +idrra*os Ba6o Ba6o cier cier*a *ass cond condici icion ones es de pres presió ión n y *emp *emper era* a*ur ura, a, el aua aua l0.u l0.uid idaa y alu aluno noss compon componen* en*es es del as as na*ur na*ural al se asocia asocian n para para forma formarr unos unos compue compues* s*os os sólido sólidoss denominados +idra*os, los cuales 1enen una densidad apro-imada de K,8I l/?pie;4 #a formación de +idra*os es*á fuer*emen*e inuenciada por la composición de la me3cla de as4 #os compues*os .ue forman +idra*os en los ases na*urales son= ni*róeno, CO:, >:' y los componen*es +idrocar/uros= me*ano, e*ano, e*ano, propano e iso/u*ano4 #a formación de +idra*os se acelera de/ido a la ai*ación, pulsaciones de presión Fal*as (elocidades o *ur/ulenciaG, cris*ales de +idra*os incipien*es, y se fa(orece en si1os *ales como= un codo en una *u/er0a, placas de ori2cio, *ermopo3os e incrus*aciones y produc*os de corrosión sólidos en *u/er0as4 #as condiciones .ue promue(en la formación de +idra*os en corrien*es de as na*ural son las siuien*es= o o o
;444 ;4
resencia de aua l0.uida4 Ba6a *empera*ura Al*a presión4
roces roceso o de de des+ des+idr idra* a*aci ación ón con *rie1l *rie1len enlic licol ol #a a/sorción con licol es uno de los m5*odos más comunes para des+idra*ación de as4 El proceso consis*e en con*ac*ar el as +medo a al*a presión en con*racorrien*e con el l0.uido desecan*e en un a/sor/edor4 #os in*ernos in*ernos de la column columnaa a/sor/ a/sor/edo edora ra pueden pueden ser de pla*o pla*oss de campan campanaa de /ur/u6eo, empa.ue es*ruc*urado o empa.ue al a3ar4 #a solución po/re de &E9 en*ra por el *ope de la columna y a/sor/e el aua4 El as seco sale por el *ope del a/sor/edor mien*ras .ue la solución rica de &E9 Frica en auaG, sale por el fondo y es reenerada4 IV) IV)
*ALAN LANCE EN EL A*SO *SOR*ED R*EDO OR
El u6o del as y l0.uido en un a/sor/edor de/erán cam/iar cuando el solu*o es *ransferido desde el as a la corrien*e l0.uida4 ', *a-a!.e t" t"ta-: 9 P @lu6o *o*al de as4 # P @lu6o *o*al de l0.uido4
En*onces los u6os de salida es*arán en función de la fracción mol Fy,-G Fy,-G
Gs =G ( 1− y )
@lu6o *o*al de as de salida4
Ls = L (1 − x )
@lu6o *o*al de l0.uido de salida4
F/01ra 2)34 Columna de a/sorción
En el e.uili/rio los u6os serán=
G s ( 1 − y )= Ls ( 1 − x ) F:G %, Re-a. Re-a./4! /4! e!tre e!tre -a -a ra54 ra54! ! 6"-ar 6"-ar 7 8ra.. 8ra../4! /4! 6"-: 6"-: #a l0nea de operación siempre será rec*a de un diarama %Q4 Además=
Y =
2,
y x ; X = 1− y 1− x
F;G
*a-a!. *a-a!.e e de 6ate 6ater/a r/a a-r a-rede eded"r d"r de- #-at" #-at" ! er erá: á:
G s ( y n
−1
y n ) = L s ( x n− x n
−
+1
)
FIG
or lo *an*o la relación de e.uili/rio es nolineal en un diarama %Q F%PQG, y normalmen*e se necesi*a emplear un procedimien*o rá2co o num5rico para resol(er las ecuaciones de dise7o4 ara presiones moderadas & F< 8<< siG la me3cla de ases puede considerarse ideal y podemos escri/ir como= ∘
PY P Xγ =
P
∘
P resión de (apor FreferenciaG
X P @racción molar4 γ P coe2cien*e de ac1(idad4
De ecuación F;4:8G=
FG
y =
Y Y + 1
FKG
x =
X X + 1
FJG
De ecuación F;4:;G= ∘
γP y = x P
FG
$ualando F;4:IG y F;4:KG y reempla3ando en ecuación F;4:G= ∘
Y γP X = y = Y + 1 P X + 1
FSG
En*onces de ecuación F;4:JG .ueda= ∘
γP X y = P X +1 γP m= P 'i +acemos
∘
P la cual es llamada la #ey de >enryT en*onces=
y n =mxn
F8
El coe2cien*e de ac1(idad F γ G cam/ia con - y &, y la presión de (apor F P G cam/ia con la & a *ra(5s de la columna F*ope y fondoG4 Es por ello, .ue la relación de e.uili/rio no es lineal en el diarama %Q4 %Q4
DESCRIPCION DEL PRO*LEMA P-a!ta De9/dratad"ra Re0e!erad"ra de TEG
#a indus*ria del as na*ural comnmen*e u1li3a *rie1lenlicol F&E9G para la des+idra*ación de as cuando se re.uieren *empera*uras de pun*o de roc0o muy /a6as, como en el caso de pla*aformas os+ore del Mar del Nor*e, o en o*ros procesos crio5nicos4 Normalmen*e se re.uieren *empera*uras de pun*os de roc0o de aua *an /a6os como I<@4 >Q'Q' 1ene la capacidad de simular riurosamen* riu rosamen*ee sis*emas de &E94 #a ecuación de es*ado de enRo/inson +a sido modi2cada para represen*ar el compor*amien*o no ideal de las fases l0.uido (apor en *odo el rano de operación esperado para es*os sis*emas4 El prorama +a sido pro/ado para presiones de operación de +as*a :<<< psia4
El o/6e1(o del presen*e prác1co es resol(er con +ysys los /alances de ma*eria y ener0a el proceso de des+idra*ación y reeneración con &E9 F@i4 8G4 #a composición del as na*ural, as a sa*urar de/e ser me3clada con la corrien*e aua4 #a corrien*e de as sa*urado en aua4 9as más aua se alimen*a a un separador a @ y S<< psia para eliminar el aua de li/re4 #ueo la corrien*e as a/sor/edor se alimen*a a la columna a/sor/edora de &E94 A.u0 se pone en con*ac*o una corrien*e de &E9 po/re reenerada FAlimen*a &E9G, secando el as a menos de I l/ de aua por MM'C@ de as4 #a columna a/sor/edora de &E9 consis*e en :< e*apas reales4 #a corrien*e de &E9 rica .ue sale por el fondo de la *orre a/sor/edora se descomprime y se precalien*a +as*a ::<@ con la corrien*e fondo *e pro(enien*e de la columna reeneradora *e4 As0 la corrien*e alimen*ación re inresa a la e*a de separación del aen*e des+idra*an*e consis*en*e consis*en*e en ; e*apas *eóricas4 El &E9 reenerado FSSV pesoG se enfr0a a 8:<@ y se re*orna a la *orre a/sor/edora, me3clándolo pre(iamen*e pre(iamen*e con &E9 fresco4 A con1nuación se *a/ulan los da*os necesarios para de2nir las corrien*es del sis*ema4
Nom/re de la corrien* en*e 9as a sa*urar & F@G FpsiaG S<< Caudal FMM'C@DG 8< Composición Fmol VG N: <48< CO: : 4 I >:' 8 4 C8 S4SS C: ;4< < C; 84I
fracción mol <4 << 8 <4<:I <4<8 <4SSS < 4< ; <4<8I
iCI nCI iC nC
< 4 S <4; < < 48 < <4< 8< 8<<4<<
Nom/re de la corrien*e & F@G FpsiaG @lu6o Wol4 @racción Másica de &E9lycol @racción Másica de CO:
Alimen*ación &E9 8: < S< < : < 4S S <4 < 8
Nom/re de la corrien*e & F@G FpsiaG @racción Másica de &E9lycol @racción Másica de CO:
&E9 fresco K< 8 < 4S S <4 < 8
<4<<S <4 << ; <4< <8 <4<<< 8
SIMULACIÓN EN ESTADO ESTACIONARIO DEL PROCESO DE DESHIDRATACION/ REGENERACION DE TEG MÉTODOCONVENCIONAL
84 BA#A BA#ANC NCEE DE DE MA MA&ER$ &ER$A A 8484 BA#ANCE DE MA&ER$A MA&ER$A EN E# 'A&URADOR 'A&URADOR
9as M$% 8<<
Aua
Me3cla
Balance de ma*eria Entrada - Salida + Generación = Acumulacion
X8Y
Dónde=
Es*ado es*acionario FAcumulación P
No e-is*e reacción .u0mica F9eneración P
Me3cla de uidos l0.uidos incompresi/les4 Entrada =salida Gas + Agua = Mezcla F gas + F agua P Mezcla
X:Y
'iendo= F gas : 9as alimen*ado, 8< MM'C@D F agua = Aua alimen*ado, 848 l/mol?+r
9A'
A9UA
MM'C@D
8<
<
l/mol?+r
<
84 8
Me3cla
Zmole?+
I SS
<4
ISS4
Reempla3ando en := F gas + F agua P Mezcla
ISS [ <4P ISS4 kgmol / hr
84:4 BA#ANCE EN E# 'EARADOR 'EARADOR
9as al a/sor/edor
9as [Aua 'EARADOR
Aua de salida
Asumiendo la separación= as y aua FSS4SVG COMO'$C$ÓN EN E# &OE= y gas =0.995 x agua= 0.005
COMO'$C$ÓN EN E# @ONDO= y gas =0.005 x agua= 0.995 ( pureza pureza 99.5 )
Balance de ma*eria *o*al= alimentacion = estilado + Fondo
F = + ! F =499.5
kgmol hr
499.5
Balance parcial respec*o a
= + !
X8Y
gas =
y gas F = y gas + y gas !
(
0.999 499.5
Operando X8Y y X:Y=
)=0.999 + 0.001 !
X:Y
GA" AL A!"#$!E#$ A!"#$!E#$ =499.47 "AL%A E AG&A =0.03
kgmol hr
kgmol hr
84;4BA#ANCE EN E# AB'ORBEDOR *a-a!.e t"ta-: 9 P @lu6o *o*al de as4 # P @lu6o *o*al de l0.uido4
En*onces los u6os de salida es*arán es*arán en función de la fracción mol Fy,-G Fy,-G
Gs =G ( 1− y ) @lu6o *o*al de as de salida4 Ls = L (1 − x ) @lu6o *o*al de l0.uido de salida4
Columna de a/sorción En el e.uili/rio los u6os serán=
G s ( 1 − y )= Ls ( 1 − x ) F:G
N%
ALIMENTACIO N DE TEG &E9 $N
GAS AL A*SOR*EDOR E& 9A'
GAS SECO
TEG RICO
DRQ 9A'
<4<<<<
<4<<8<
<4< <8 <
R$C> 'O#WEN& < 4<< <8
H%S CO% C' C% C2 /C( !C( /C3 !C3 H%O TEG-/."-
<4<<<< <4<<<< <4<<<< <4<<<< <4<<<< <4<<<< <4<<<< <4<<<< <4<<<< <4
<4<8 <4<:I <4S: <4<;8< <4<8I <4<<S <4<<;< <4<<8< <4<<< <4<<< <4<<<< 84<<<<
<4< 8 ; <4< : ; <4 SS 8 <4< ;8 < <4< 8I <4< < S <4< <; < <4< <8 < <4< << <4< << 8 <4< << < 84< << <
< 4<: <8 < 4<< < 4<8 I < 4<< 8 < 4<< 8 < 4<< <; < 4<< <8 < 4<< << < 4<< << < 48I SK < 4JS S 8 4<< <<
GAS SECO
TEG RICO
&E9 $N
GAS AL A*SOR*EDO R E& 9A'
DRQ 9A'
I4<KI:I<8
IS4I:8J
I SJ4 J I
R$C> 'O#WEN& I4K;:<: ;
ALIMENTACIO N DE TEG
F-1;"
(, Re-a. Re-a./4! /4! e!tre e!tre -a -a ra54 ra54! ! 6"-ar 6"-ar 7 8ra.. 8ra../4! /4! 6"-: 6"-: #a l0nea de operación siempre será rec*a de un diarama %Q4 Además=
Y =
3,
y x ; X = 1− y 1− x
F;G
*a-a!. *a-a!.e e de 6ate 6ater/a r/a a-r a-rede eded"r d"r de- #-at" #-at" ! er erá: á:
G s ( y n
−1
y n ) = L s ( x n− x n
−
+1
)
FIG
or lo *an*o la relación de e.uili/rio es nolineal en un diarama %Q F%PQG, y normalmen*e se necesi*a emplear un procedimien*o rá2co o num5rico para resol(er las ecuaciones de dise7o4 ara presiones moderadas & F< 8<< siG la me3cla de ases puede considerarse ideal y podemos escri/ir como= ∘
PY P Xγ =
P
∘
P resión de (apor FreferenciaG X P @racción molar4 γ P coe2cien*e de ac1(idad4
FG
De ecuación F;4:8G= y =
Y Y + 1
FKG
x =
X X + 1
FJG
De ecuación F;4:;G= ∘
γP y = x P
FG
$ualando F;4:IG y F;4:KG y reempla3ando en ecuación F;4:G= ∘
Y γP X = y = Y + 1 P X + 1
FSG
En*onces de ecuación F;4:JG .ueda= ∘
γP X y = P X +1 γP m= P 'i +acemos
∘
P la cual es llamada la #ey de >enryT en*onces=
y n =mxn
F8
El coe2cien*e de ac1(idad F γ G cam/ia con - y &, y la presión de (apor F P G cam/ia con la & a *ra(5s de la columna F*ope y fondoG4 Es por ello, .ue la relación de e.uili/rio no es lineal en el diarama %Q4 %Q4 Reempla3ando los da*os en la ecuación de e.uili/rio 9 P @lu6o *o*al de as4 # P @lu6o *o*al de l0.uido
G s ( 1 − y )= Ls ( 1 − x )
84I4BA#ANCE EN E# RE>ERW$DOR
Entrada - Salida + Generación
=
Acumulacion
Dónde=
Es*ado es*acionario FAcumulación P
No e-is*e reacción .u0mica F9eneración P
Me3cla de uidos l0.uidos incompresi/les4 Entrada=salida Alimentacion Alimentacion de reg= 'ondode 'ondode reg reg +(et F 'ondo+ F (et P
4.82
1.5. BALANCE BALANCE EN EL MEZCLADOR
&E9 fresco Desde #?R
&E9
M$% 8<<
Balance de ma*eria Entrada - Salida + Generación
=
Acumulacion
X8Y
Dónde=
Es*ado es*acionario FAcumulación P
No e-is*e reacción .u0mica F9eneración P
Me3cla de uidos l0.uidos incompresi/les4 Entrada=salida F )EG 'resco + dessde L / $ P )EG
:-8<: [ I4: P I4:<<: L mole?+r
X:Y
SIMULACIÓN EN ESTADO ESTACIONARIO DE LA PLANTADE DESHIDRATACION/ REGENERACION CON TEG SOFTWARE: HYSYS
SIMULACION DEL PROCESO DE DESHIDRATACION Y REGENERADOR DE TEG
El so\]are usado es el A'EN >Q'Q' :<Q'Q >Q'Q,, el cual nos aparecer apareceráá la siuien*e siuien*e (en*ana= (en*ana=
Figura Nº ! b; Comenzar un nuevo nuevo caso seleccionando: seleccionando: New Case, es decir un un nuevo caso e inmediatamente aparecerá el asistente para iniciar la simulación el cual se muestra en la figura Nº 02.
Figura N" #
c) elecciona eleccionarr !dd !dd para agregar agregar los compon componentes entes "ue "ue usaremos usaremos en toda la simulación:
Figura N"$ d) #l pró$imo pró$imo paso es es crear el %luid %luid &'gs. &'gs. #ste contiene contiene el m(todo m(todo elegido elegido para la predicción de propiedades fsico*"umicas + las ecuaciones de esta estado do.. ace acemo mos s clic clic en !dd !dd + o-se o-serv rvar arem emos os todo todos s los los mode modelo los s matemáticos, seleccionamos &eng*o-inson.
Figura N"%
e) Cerramos
la
ventana
"ue
se
a-rió
+
seleccionamos
#nterimul #nterimulation ation#nvir #nvironme onment, nt, en cual automática automáticamente mente se a-rirá una ventana donde se realizar toda la simulación.
Figura N" & f) /a prim primer era a er erra rami mien enta ta a usar usar es es material stream+ tam-i(n mixer "ue "ue es el mezclador.
FIGURA N" '
!l seleccionar el mi$er, mi$er, colocaremos los nom-res a los flu1os de entrada + a los de salida como se muestra en la figura N3
Figura N"( &odemos o-servar "ue tenemos 2 flu1os de ingresos, las cuales uno de ellos es la !limentación de gas + el otro es el agua. #n cada uno de ellos edit editar arem emos os la comp compos osic ició ión n + las las cond condic icio ione nes s de oper operac ació ión, n, para para finalmente "uedar de la siguiente manera.
Figura N")
/a composición + las condiciones del primer flu1o de estrada 4 gas a saturar)
Figura N"*
Figura N"!
g) #l siguien siguiente te es un separad separador or,, donde donde el ingres ingreso o es el gas saturad saturado o con agua5 + como salida los flu1os de salida de agua 4fondo) + el gas acia el a-sor-edor 4tope).
Figura N"!!
) !-s !-sor-e or-ed dor5 or5 es la colum olumn na de a-sor -sorci ción ón donde onde se real realiz iza ara la desidratación teniendo dos flu1os de entrada + dos de salida como se muestra en la figura:
Figura N+!# /as /as cond condic icio ione nes s se modi modific fican an seg6 seg6n n la fuen fuente te "ue "ue usem usemos os,, en la siguiente figura se puede o-servar:
i) 7nte 7nterc rcam am-i -iad ador or de calo calor5 r5 este este tien tiene e de la mism misma a mane manera ra dos flu1o flu1os s de ingreso + dos de salida.
/as condiciones se editan seg6n la fuente usada.
1) egenerador, egenerador, a"u se recupera el 8#9 8#9 rico
/as condiciones se editan seg6n la fuente usada
') ezc ezcla lado dorr, los los ingr ingres esos os "ue "ue tien tiene e son son el 8#9 8#9 fres fresco co + desd desde e /;, /;, teniendo como salida el 8#9.
l) 7nte 7nterc rcam am-i -iad ador or de calor alor + eci ecicl clo, o, los los flu1 flu1os os d entr entrad ada a + sali salida da se detallan en el informe + a su vez en la figura.
/a sali salida da del del reci recicl clo o se conv convie iert rte e en un flu1 flu1o o de entr entrad ada a para para el a-sor-edor como se muestra en la figura.
m) %inalment %inalmente e el programa conclui concluido: do:
RE'U#&ADO'
V)
*/<-/"0ra=a
84 Adler Adler,, '4B4, '4B4, O3Zar O3Zardes des+, +, >4, 'pence 'pencerr, C4@4, C4@4, ^ ^a* a*er? er?+y +ydr droca ocar/o r/on n sys* sys*ems ems pose pose specia speciall pro/lems”, pro/lems”, Oil and 9as _ournal, No(4 8J, 8S<, Wol4 J, N``IK, N``IK , 8
Ds MaZoon, Q4@4, 4@4, ^>ydra*es ^>ydra*es of Na*ural Na*ural 9as”, 9as”, ennell ennell u/lis+in Co4, &ulsa &ulsa OZla+oma, &ransla*ed /y 4_4Ciesle]ic3, 8S84
;4 McCain, 4D4 4D4 _r4, _r4, ^&+e roper1es of e*roleum e*roleum @luids”, @luids”, second edi1on, ennell ennell BooZs, &ulsa, 8SS, pp I4 I4 ^9as +ydra* +ydra*es es and and *+eir pre(en pre(en1on” 1on”44 F+p=??ip*n*s4ip*4n*nu4no?6sfa?na*urass?parlaZ*una?c+apI4pdfG4 4 P"!.e V)> E-/" M> Te/) Cara.a> U)C)V) Fa.1-tad de I!0e!/er?a) E.1e-a de I!0e!/er?a de Petr4-e") A@" %&&%> '2% #)
9on3ále3 _uan ManuelUnid ManuelUnidad ad Acad5mica Acad5mica de Ciencias Ciencias u0micas, u0micas,Uni( Uni(ersi ersidad dad ) Gar.?a 9on3ále3 Au*ónoma de "aca*ecas, “ReB/ta I!Be0a./4! I!Be0a./4! C/e!.a> C/e!.a> V"-) (> N") %> N1eBa #".a) Ma7" $ A0"t" %&& ) +/667 +/667 Fer!a! Fer!a!d" d" Ara Ara!ea !ea P/-a7 P/-a7>> +1a +1a! ! Car-" Car-" D"6?! D"6?!01e 01e55 P/5ar P/5arr" r" “MJTO “MJTODO DOSS DE DESHIDRATACIÓN DEL GAS NATURAL> TESIS> GUAYAQUIL> ECUADOR K %&'% ) Dr4 Nicolás _os5 'CENNA, ^MODE#ADO, '$MU#AC$ÓN Q O&$M$"AC$ÓN DE ROCE'O' U)M$CO'”, U)M$CO'”, Nicolás _4 'cenna y col4b col4b $'BN= S<I:<<::: S<I: <<::: 8SSS4 ) A"UCENA DE #A' N$EWE' RO_A' 'O#$' ^E'&UD$O Q O&$M$"AC$ÓN DE# '$'&EMA DE DE'>$DRA&AC$ÓNDE# 9A' NA&URA# CON &R$E&$#EN 9#$CO# F&E9G EN #A #AN&A DE ROCE'AM$EN&O DE 9A' MA#W$NA'”, MA#W$NA'”, &E'$' #$MA ER :<
