U N I V E R S I D A D
D E
A Q U I N O
B O L I V I A
FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLÓGIA Carrera: Ingeniería en Gas y Per!"e#
P R O Y E C T O
D E
G R A D O
DISE$O DE UN SISTE%A DE RECUPERACIÓN DE CO & EN LA PLANTA DE GAS SANTA ROSA Y SU RE'INYECCIÓN EN EL CA%PO (U%BERTO SUARE) ROCA
%ODALIDAD: Proyecto de Grado POSTULANTE: Wilfredo Ramos Ochoa TUTOR : Ing. Carlos Rojas
Sana Cr*+ , B#"i-ia &./&
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
AGRADECI%IENTOS Gra3ias a Di#s 4#r #1#9 A quienes desde el inicio de mi vida me llevaron por un uen camino y aunque es una forma m!nima de agradecer Por todo su esfuer"o y dedicaci#n$ y solo quiero que sepan %ue todos mis logros son sus logros. Gracias a mi madre C&'IA A(&'A OC)OA por el apoyo incondicional que me *rindo durante todos +is estudios y aun en los momentos dif!ciles que supo c#mo motivarme Para seguir adelante. A los que me apoyaron y confiaron en m! para lograr &ste & ste o*jetivo$ gracias a todos mis compa,eros de tra*ajo por el apoyo en el tema y amigos. A una persona que fue muy especial para m! ella +e escucho$ me aconsejo y tam*i-n me apoyo moralmente +uchas veces. 'a confian"a que ella me trasmiti# me Ayudo much!simo. &lla estuvo conmigo desde que inicie
&ste tra*ajo. Gracias Ga*riela +ej!a . /%.&.P.(.0 A la 1niversidad 1(AO' 1(A O' y en &special a la 2acultad de Ingenier!a por la oportunidad (e estudiar la Carrera de Ingenier!a en Petr#leo y Gas. A todos y cada uno de los profesores que me Impartieron su c3tedra$ en gran parte es por ellos que Adquir! los conocimientos. A mi tutor de Proyecto$ Ing. Carlos Rojas$ quien mostr# +ucho inter-s$ por su tiempo y dedicaci#n en la asesor!a del Presente tra*ajo y en especial por los consejos. A los ingenieros que tomaron parte del jurado$ para Reali"ar mi e4amen profesional$ por su tiempo en la revisi#n de este tra*ajo. 22
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
INDICE C#neni1#
Pgina
Agradecimientos .................................................... ................................................................. ii 5ndice de 2iguras .................................................................................................................. vii 5ndice de 6a*las..................................................................................................................... i4 7omenclaturas ....................................................................................................................... 4i Resumen ejecutivo ............................................................................................................. 4vii
8.8
Antecedentes
.........................................................................................................89
8.:
(elimitaci#n
............................................................................................................:;
8.:.8 8.:.: 8.:.<
'!mite Geogr3fico ...........................................................................................:; '!mite temporal ...............................................................................................:; '!mite =ustantivo ............................................................................................:8
8.< 8.<
Ident Identifific icaci aci#n #n
del del
pro*l pro*lema ema
del del
Pro* Pro*le lema ma
....................................................................................:8
8.> 8.>
2orm 2ormul ulac aci# i#n n
.....................................................................................::
8.?
=istemati"aci#n del Pro*lema ...............................................................................::
8.@
O*jetivos ................................................................................................................:<
[email protected]
O*jetivo General
.................................................................................................................. 23
8.@.:
O*jetivos &spec!ficos
.......................................................................................................... 23
8.
Bustificaci#n
............................................................................................................:>
8..8
Bustificaci#n
&con#mica ...................................................................................................... 24
33
8..:
Bustificaci#n =ocial
.............................................................................................................. 24
8..<
Bustificaci#n
Am*iental........................................................................................................ 24
8..>
Bustificaci#n
Personal.......................................................................................................... 25
8.
+etodolog!a............................................................................................................:?
8..8
6ipo de &studio
.................................................................................................................... 25
8..:
+-todo de Investigaci#n
..................................................................................................... 25
8..<
2uentes de Informaci#n
...................................................................................................... 26
8..>
6-cnica para la recolecci#n y tratamiento de Informaci#n
............................................ 26
:.8
+ARCO
CO7C&P61A'
........................................................................................:
44
TITULO: AUTOR: :.:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Gas natural .............................................................................................................: :.:.8
Principales componentes del gas natural
........................................................................ 29
:.:.:
Procesamiento del gas natural
.......................................................................................... 29
:.<
6ecnolog!a de captura de CO: ..............................................................................<: :.<.8
Captura en preDcom*usti#n
................................................................................................ 33
:.<.:
Captura en posDcom*usti#n
............................................................................................... 33 :.<.< Captura en o4iD com*usti#n................................................................................................. 42
:.<.>
&studio comparativo de tecnolog!as
................................................................................. 43
:.>
+-todo de captura de CO: aplicado al proyecto...................................................>? :.>.8
Proceso de endul"amiento del gas
................................................................................... 45
:.?
Condiciones de operaci#n del flujo de gas............................................................> :.?.8
6emperatura
......................................................................................................................... 48
:.?.:
Presi#n
............................................................................................................................... ... 48
:.@
(escripci#n del proceso.........................................................................................> :
[email protected]
2iltro coalescence
................................................................................................................ 48
:.@.:
6orre contactora de amina
................................................................................................ 49
:.@.<
=istema de regeneraci#n de amina
.................................................................................. 49
:.@.<.8
6anque de e4pansi#n de amina
........................................................................................ 50
:.@.<.:
Intercam*iador amina po*reErica
....................................................................................... 50
:.@.<.<
6orre regeneradora de amina
............................................................................................ 50
:.
Inyecci#n de di#4ido de car*ono ...........................................................................?:
:.
Compresor..............................................................................................................?<
44
:..8
'a capacidad de un compresor
......................................................................................... 54
:..:
Compresores centr!fugos
................................................................................................... 54
:..<
Compresores reciprocantes
............................................................................................... 56
:..>
Compresores rotatorios
...................................................................................................... 56
:.9
AeroDenfriador ........................................................................................................?
:.8;
+edidores de flujo ..................................................................................................? :.8;.8
Condiciones del flujo de gas para la medici#n
................................................................ 58
:.8;.:
Placa de orificio
.................................................................................................................... 58
:.8;.<
=elecci#n de los medidores
............................................................................................... 58
:.88
(ise,o de ducto para el transporte de CO: ...........................................................?9 :.88.8
ases de usuario
................................................................................................................. 59
55
TITULO: AUTOR: :.88.:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a Presi#n interna
..................................................................................................................... 60
:.88.<
Clasificaci#n por clase de locali"aci#n
............................................................................. 60
:.88.>
6emperatura y presi#n de dise,o del ducto de transporte de CO: ..............................
60
:.88.?
6emperatura de dise,o
....................................................................................................... 62
:.88.@
Presi#n de dise,o de equipos y de transporte de gas
................................................... 63
:.8:
+ARCO 6&FRICO R&2&R&7CIA'......................................................................@> :.8:.8
7ormas internacionales
...................................................................................................... 64
:.8<
+ARCO 6&FRICO B1R5(ICO ..............................................................................@@ :.8<.8
'egislaci#n oliviana
........................................................................................................... 66
3.
INTRODUCCIÓN
........................................................................................................ <.8
69
reas con potencial hidrocar*uros ........................................................................@9 <.8.8
Hacimientos suscepti*le a la aplicaci#n de recuperaci#n &OR
.................................... 69
<.8.:
Cronolog!a del campo )um*erto =uare" Roca /)=R0
.................................................. 71
<.8.<
=elecci#n del po"o inyector y productores
...................................................................... 73
<.8.>
Reserva remanente de petr#leo en el *loque 8>@
/res0 ................................................ 75
<.:
(eterminaci#n de los par3metros de operaci#n....................................................@ <.:.8
Caudal de inyecci#n de CO: al po"o inyector )=RD8;
.................................................. 76
<.:.:
Calculo de la presi#n de formaci#n
................................................................................... 77
<.:.<
Presi#n hidrost3tica
CO:..................................................................................................... 77
<.:.>
Presi#n de inyecci#n de CO:
............................................................................................. 78
<.:.?
Presi#n requerida en ca*e"a del po"o
............................................................................. 79
<.:.@
(eterminaci#n de la presi#n m!nima de misci*ilidad /++P0
........................................ 79
66
<.:.
6-cnicas Propuestas de 6ransporte de CO:
................................................................... 79
<.:.
6ransporte Continuo de CO:
.............................................................................................. 80
<.<
(ise,o del sistema de compresi#n de CO: a la salida del acumulador de reflujo98 <.<.8
Cromatograf!a del gas que se ventea a la atm#sfera
.................................................... 91
<.<.:
(atos requeridos para los c3lculos de los par3metros del compresor. .......................
93
<.<.<
(ise,o de compresor con un etapa
.................................................................................. 94
<.<.>
(ise,o de compresor con tres etapas
.............................................................................. 94
<.>
(ise,o del sistema de AeroDenfriador en la inter etapa del compresor................9 <.>.8
Par3metros operativos del aeroenfriador
......................................................................... 98
<.>.:
Par3metros de dise,o del aeroenfriador
.......................................................................... 98
<.>.<
C3lculo de la potencia requerida para la compresi#n.
................................................. 107
>.8
A7'I=I= (& CO=6O .........................................................................................88
77
TITULO: AUTOR: >.8.8
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a 'os criterios su*jetivos
...................................................................................................... 118
>.8.:
'os criterios O*jetivos
....................................................................................................... 118
>.8.<
Par3metros de evaluaci#n de proyectos
........................................................................ 119
>.:
&valuaci#n econ#mica del proyecto ....................................................................8:;
>.<
Ingresos por la venta de petr#leo estimado a recuperar ....................................8:8
>.>
Pago de Impuesto y Regal!as (epartamentales.................................................8:?
>.?
Gastos de operaci#n y mantenimiento ................................................................8:@
>.@
Inversi#n ...............................................................................................................8:@
>.
1tilidad general ....................................................................................................8:9
>.
2lujo de caja .........................................................................................................8:9
?.8
Conclusiones........................................................................................................8<8
?.:
Recomendaciones ...............................................................................................8<<
Ane4os 8 6ra*ajos operativos reali"arseJ.........................................................................8<> Ane4os : (ise,o de po"o inyector y transporte de CO: J ................................................8>; Ane4os < Compresor ReciprocanteJ .................................................................................8?8 Ane4os > Aeroenfriador GP=AJ ........................................................................................8?@
88
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
;NDICE DE FIGURAS 2igura 8K (etalle de proceso de a*sorci#n qu!mica ............................................................ 2igura :K &squemas de funcionamiento de la tecnolog!a calcinaci#nEcar*onataci#n .......<@ 2igura
K &squema de funcionamiento del sistema de mem*ranas ...................................< 2igura ?K &squema *3sico de la destilaci#n criog-nica .......................................................>8 2igura @K Gr3fica de Requerimientos de P y 6 para (estilaci#n Criog-nica .......................>8 2igura K (ise,o y esquema de operaci#n de la o4iDcom*usti#n........................................>: 2igura K Proceso de endul"amiento de gas .......................................................................>? 2igura 9K (iagrama de elementos principales en la recuperaci#n de CO : .........................?< 2igura 8;K (iagrama final para la captura e inyecci#n de CO : al Po"o )=RD8; ................@ 2igura 88K (iagrama de presi#n y 6emperaturaD(i#4ido de Car*ono ................................8 2igura 8:K &squema del sistema de compresi#n del CO : ...................................................9 2igura 8K Introducci#n de datos al softLare Prophet .......................................................8:8 2igura 8?K Introducci#n de datos al softLare Prophet .......................................................8:: 2igura 8@K Introducci#n de datos al softLare Prophet .......................................................8:< 2igura 8K Introducci#n de datos al softLare Prophet .......................................................8:> 2igura 8K Campo )um*erto =uare" Roca........................................................................8>8 2igura 89K Campo )=R mapa estructural tope arena =ara...............................................8>: 2igura :;K Ca*e"al de Po"o )=RD8; /Po"o Inyector0 ......................................................8>> 2igura :8K &stado =u*D=uperficial del po"o Inyector )=RD8;...........................................8>? 99
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
2igura ::K 6emperatureE*u**leDpoint pressure of CO: ++P Correlation /Hellin and +etcalfe0 ............................................................................................................................8>@ 2igura : 2igura :>K Clase de localidad para dise,o y construcci#n /<8$0 ..................................8> 2igura :?K ariaci#n de viscosidad con temperatura.........................................................8>9 2igura :@K Compressi*ility factor for lean$ sLeet natural gas. ..........................................8?> 2igura :K Compressi*ility factors for natural at near atmosferic pressure./Courtesy of GP=A0 ..............................................................................................................................8?? 2igura :K Correcci#n del factor de '+6( .........................................................................8? 2igura :9K 2intu*e (ata for 8Din.O( 6u*es........................................................................8? 2igura <;K Characteristics of tu*ing....................................................................................8?9 2igura <8K iscosity of +iscellaneous GasesDOne Atmosphere........................................8@; 2igura <K Pressure drop for fluids floLing inside tu*es ....................................................8@: 2igura 2igura <K B 2actor correlation to calculate inside film coefficient$ ht ................................8@? 2igura <K Air film coefficient ..............................................................................................8@@ 2igura <9K AirDdensity ratio chart ........................................................................................8@@ 2igura >;K Air staticDpressure drop .....................................................................................8@
88
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
;NDICE DE TABLAS 6a*la 8K Componentes del gas natural ................................................................................:9 6a*la :K =olventes utili"ados en el proceso.........................................................................<> 6a*la < 6a*la >K &studio caracter!stico de tecnolog!as de tratamiento de CO : ...............................>> 6a*la ?K 6ipos de Aminas .................................................................................................... > 6a*la @K Campos aptos para la recuperaci#n de &OR ........................................................; 6a*la K Propiedades Petrof!sicas .......................................................................................8 6a*la K Reservas de petr#leo =ara /sin Casquete de Gas0 ..............................................: 6a*la 9K Coordenadas y profundidad de los po"os productores y po"o inyector ...............< 6a*la 8;K Reserva *loque 8>@ .............................................................................................? 6a*la 88K Propiedades f!sicas de di#4ido de car*ono .........................................................8 6a*la 8:K Resumen de di3metros o*tenidos con las diferentes ecuaciones nom*radas...@ 6a*la 8K 6ensiones admisi*les para uso de referencia en sistemas de tu*er!a ...............9 6a*la 8?K Composici#n del gas y con sus par3metros del GP=A .......................................98 6a*la 8@K Composici#n del gas y su poder calor!fico ..........................................................9: 6a*la 8K Composici#n del gas$ presi#n cr!tica y temperatura cr!tica .................................9< 6a*la 8K Resumen del sistema de compresi#n de dos etapas..........................................9 6a*la 89K Resultados de par3metros de compresor de tres etapas con aeroenfriador....88? 6a*la :;K Producci#n de petr#leo en 9 a,os .....................................................................8:> 6a*la :8K Precio del *arril de petr#leo ...............................................................................8:? 6a*la ::K Ingreso por venta de petr#leo /:.88 ME**l0 ......................................................8:? 99
6a*la :
101
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
6a*la :>K Gastos de mantenimiento y operaci#n /:.88 ME**l0 ........................................8:@ 6a*la :?K Costo de compresor y aeroenfriador .................................................................8: 6a*la :@K Planilla de costo de montaje de Compresor e Aeroenfriador............................8: 6a*la :K Costo de la l!nea y montaje................................................................................8: 6a*la :K Planilla de costo de montaje de la l!nea de K Propiedades f!sicas de componentes ................................................................8?: 6a*la 6a*la <K Coeficiente de transferencia glo*al....................................................................8?
111
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
NO%ENCLATURAS S;%BOLO
PAR<%ETRO
G&I
Gases de efecto invernadero
CO:
(i#4ido de car*ono
++=C2(
+illones de pies c*icos normales
A)
=ulfuro de hidrogeno
&OR
Recuperaci#n de mejorada de petr#leo
):=
=ulfuro de )idrogeno
GP=A
Gas Processors =uppliers Association
PC7
Pies c*icos normales
GP+
Galones por minuto
7:
7itr#geno
CaO
O4ido de calcio
CaCO<
Acido car*#nico
QC
Grados cent!grados
Q2
Grados 2ahrenheit /Q20
):
)idr#geno
=O:
Anh!drido sulfuroso
pa
ilopascales
NO%ENCLATURA PO)O DE INYECTOR Y DISE$O DEL DUCTO API
Instituto Americano del Petr#leo
+snm
+etros so*re el nivel del mar
m
il#metro
=W
=aturaci#n del agua
o
2actor de volumen 121
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
+**p
+etros *ajo *oca de po"o
OOI=
Petr#leo original insitu
%co:
Caudal de di#4ido de car*ono
6(
6emperatura en profundidad /Q20
6+
6emperatura am*iente /Q20
(
Profundidad /Pies0
S
Gradiente geom-trico
Pyac
presi#n de yacimiento /Psi0
+CO:
Peso molecular del CO:
γ
(ensidad del di#4ido de car*ono
P)
Presi#n hidrost3tica /Psi0
Piny
Presi#n de inyecci#n /Psi0
Pres
Presi#n de reservorio /Psi0
Pca*
Presi#n en ca*e"a del po"o /Psi0
++P
+!nima misci*ilidad de presi#n /Psi0
+Pa
+egapascales
T
2actor de compresi*ilidad
%
caudal de gas /PC(0
&
&ficiencia de la tu*er!a /A(+0
6*
6emperatura *ase /QR0
P*
Presi#n *ase /Psia0
P8
Presi#n de salida /Psia0
P:
Presi#n de llega /Psia0
G
Gravedad especifica del gas
6f
6emperatura promedio de flujo /QR0
'e
'ongitud equivalente de la tu*er!a /millas0
CO2
131
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
)P
raUe )orsepoLer
t
&spesor nominal /Pulgada0
P
Presi#n de dise,o /Psi0
=H+=
&sfuer"o m!nimo de cedencia del material /Psia0
d
(i3metro e4terior de la tu*er!a /Pulgadas0
2
2actor de ajuste que depende de la clase de locali"aci#n
&
2actor de junta longitudinal /Adm0
P+O
Presi#n m34ima de operaci#n /Psi0 NO%ENCLATURA DE DISE$O DEL CO%PRESOR
=G
Gravedad especifica del CO : /Adm0
Relaci#n de los valores espec!ficos /Adm0
Pc
=
Presi#n critica /Psi0
6c
6emperatura critica /Q20
ma4
olumen de m34imo en /++=C2(0
R
Relaci#n de compresi#n /Adm0
Pd
Presi#n de descarga /Psia0
P=
Presi#n de succi#n /Psia0
6s
6emperatura de succi#n /Q20
6d
6emperatura de descarga /Q20
Pd8
Presi#n de descarga primera etapa /Psia0
R8
Relaci#n de compresi#n primera etapa /Adm0
∆ P
Ca!da de presi#n /Psia0
P=:
Presi#n de succi#n segunda etapa /Psia0
R:
Relaci#n de compresi#n segunda etapa /Adm0
P=:
Presi#n de succi#n segunda etapa /Psia0 13
Pd:
Presi#n de descarga segunda etapa /Psia0
14
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
6d8
6emperatura de descarga primera etapa
6d:
6emperatura de descarga segunda etapa
T=8
2actor de compresi*ilidad a presi#n y temperatura de succi#n
Td8
2actor de compresi*ilidad a presi#n y temperatura de
2actor de compresi*ilidad a presi#n y temp. (e 8>$ Psig
PRs
presi#n reducida de succi#n
6Rs
6emperatura reducida de succi#n
P Rd 1
6emperatura reducida de descarga primera etapa
T Rd 1
6emperatura reducida de descarga primera etapa
P Ro
Presi#n reducida a 8>$ y @; Q2
TV
2actor de compresi*ilidad a 8>$> y 6s
6s:
6emperatura de succi#n segunda etapa
TVV
2actor de compresi*ilidad a 8>$> y 6s:
Ux
Apro4imaci#n del coeficiente de transferencia glo*al de calor
∆ta
Apro4imaci#n del incremento de temperatura del aire
t 1
6emperatura am*iente del lugar /Q20
T 1
6emperatura del fluido aguas arri*a del aeroenfriador /Q20
T 2
6emperatura del fluido aguas a*ajo del aeroenfriador /Q20
LMTD
(iferencia de temperatura media logar!tmica
CMTD
Correcci#n de diferencia de temperatura media
f 4
2actor de correcci#n
W gas
2lujo m3sico del gas /'*Ehr0
Q1
Caudal del CO: /++PC(0
V 1
olumen espec!fico /m Es0
descarga To @;Q2
<
15
Zd 1
2actor de compresi*ilidad de entrada
16
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
TITULO: AUTOR: M
Peso molecular
P 1
Presi#n de entrada /pa0
"x
=uperficie requerida / ft 0
Fa
"#$F
Width
1nidad de ancho en funci#n a la longitud del tu*o asumida /2t0
L
'ongitud de tu*o /ft0
Nt
7mero de tu*os necesario
Nr
7mero de Reynolds
Gt
elocidad m3sica en los tu*os / ft 2 sec 0
Di
(i3metro interno
γ
iscosidad del gas
APf
P-rdida de carga en los tu*os
f
Coeficiente de fricci#n de moody
Np
7mero de pasos de tu*os /adm0
φ
2actor de correcci#n de viscosidad
B ht
2actor de correcci#n Coeficiente de traspaso superficial de calor / BTU / hr
Wa
Cantidad de aire / Lb / hr
Ga
elocidad de aire / Lb/ ft 2
ha
Coeficiente de traspaso de calor del aire / TU/h! º F. ft2 0
fan ara!f an
rea del ventilador / ft
2
2
C3lculo de la cara del 3rea / ft 0
ft
ft
2
ºF0
.h 0
!fan 0
2
15 15
fan dia"tro
(i3metro requerido del ventilador / ft 0
16 16
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Ta% a'g
6emperatura promedio del aire / º ( 0
∆ Pa
&st3tico de ca!da de presi#n del aire
(p
2actor de ca!da de presi#n del aire
N
7mero de filas de tu*os
D R
Relaci#n de la densidad real del aire
A)(M
olumen real del aire / ft / " 0
Pf
Presi#n total del ventilador / in&hs of atr 0
#$tndd s%rfa& ara
3
=uperficie e4tendida / ft 0
2
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
RESU%EN E>ECUTIVO &l (i#4ido de Car*ono /CO :0 es un gas inerte$ presente en los yacimientos de hidrocar*uros$ a veces de manera considera*le$ por lo cual$ se de*e hacer un tratamiento de recuperaci#n del mismo en las plantas de tratamiento de gas$ a causa de sus propiedades de contaminaci#n atmosf-rica$ corrosi#n$ perjuicio a la salud o tam*i-n$ est3 presente en cantidades no significativas$ por lo que no es necesario separarlo de la corriente de gas. 'a corriente de gas del campo =anta Rosa contiene CO : en m3s del 8; y es separado en la unidad de recuperaci#n en una planta de proceso. 1na ve" separado de la corriente el gas es venteado a la atm#sfera a un caudal de >$: millones de pies c*icos por d!a apro4imadamente$ al no e4istir un sistema de utili"aci#n de CO:. =e propone el dise,o de un sistema de recuperaci#n de CO :$ para eliminar la contaminaci#n am*iental provocada y su aprovechamiento como m-todo de Recuperaci#n mejorada. =e reali"# el an3lisis de ingenier!a *3sica para determinar los equipos necesarios para el sistema de recuperaci#n de CO : y su transporte hasta el po"o inyector$ adem3s de un an3lisis de costos para determinar la renta*ilidad del proyecto. Al poner en operaci#n el sistema$ la compa,!a u operadora podr!a convertirse en la primera de la industria de hidrocar*uros del pa!s en implantar un sistema de reD inyecci#n de CO:$ cumpliendo el principal o*jetivo de minimi"ar la emisi#n de este contaminante atmosf-rico.
CAP;TULO I INTRODUCCIÓN
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
CAP;TULO / INTRODUCCIÓN
/9/ Ane3e1enes &n la actualidad e4isten m3s de ; pa!ses productores de gas natural que utili"an este insumo para su desarrollo industrial logrando una mayor competitividad de*ido a las muchas ventajas que el gas natural ofrece. &l gas natural como es e4tra!do de los yacimientos$ contiene algunos compuestos indesea*les como el nitr#geno$ gas inerte que reduce el poder calor!fico del gas y por lo tanto el costo de transporte/$ as! como tam*i-n el CO : que es un contaminante de alto grado de corrosi#n en las facilidades de producci#n y transporte. 'as plantas de endul"amiento de gas tiene como funci#n principal remover gas 3cidos$ /di#4ido de car*ono$ sulfuro de hidrogeno$ etc.0 como impure"as$ de una me"cla de gases con el fin de prepararla para su consumo. &l (i#4ido de Car*ono /CO :0 y el sulfuro de hidrogeno /=) :0$ forman 3cidos o soluciones 3cidas en presencia del agua contenida en el gas. &llo provoca inconvenientes tanto durante el transporte del mismo$ como en su fraccionamiento o en la utili"aci#n final del gas.& 'os componentes indesea*les de naturale"a 3cida son e4pulsados al medio am*iente$ lo cual ocasiona la contaminaci#n del mismo. &l CO : generado en una planta$ puede ser reDinyectado en el mismo campo con el o*jetivo de aumentar la producci#n o comerciali"arlo. Gas Natural: C&'s(ste )!('c()a*+e'te ,e +eta'& -80 )!&)&!c(&'es s('(f(cat(as ,e eta'&% )!&)a'& bta'& /& ace(te as&c(a,& c&' e* as.
19
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
TITULO: AUTOR:
/9& De"i2ia3i!n /9&9/ Lí2ie Ge#gr7i3# &l proyecto de Recuperaci#n de CO : de la planta y su ReDinyecci#n en el po"o inyector se reali"ar3 enK -
País: olivia
-
De4ara2en#: =anta Cru" de la =ierra
-
Pr#-in3ia: Guti-rre" /antes =ara0
-
L#3a"i1a1: =anta Rosa del =ara
-
Ca24#: )um*erto =uare" Roca /)=R0
-
B"#?*e: 7orte
-
F#r2a3i!n 1e iner@s: &l Carmen
-
P#+#: )=RD8;
-
Ti*"ar: Chaco
-
P"ana 1e gas: =anta Rosa del =ara
&l centro del Campo )um*erto =u3re" Roca se halla u*icado apro4imadamente en el punto medio entre el po"o )=RDX8 y el po"o )=RDX@$ cuyas 16+ son las siguientesK X= 416657,90
Y= 8124218,00
Zt= 260 msnm
'as mismas coordenadas corresponden a las coordenadas geogr3ficasK 16º 53’ 06’’,5
d !at"tud sur
63º 46’ 46’’,7 d !#n$"tud #st
/9&9& Lí2ie e24#ra" &l tiempo estimado para la reali"aci#n del proyecto de grado a*arcar3 desde fe*rero del :;88 hasta agosto de :;88 apro4imadamente. 20
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
/9&9 Lí2ie S*sani-# &l tra*ajo del proyecto de grado estar3 sustentado en los conocimientos adquiridos en la 1niversidad de Aquino olivia Y1(AO'Y y en la e4periencia adquirida en una empresa de =ervicios Petroleros$ so*re dise,o$ construcci#n y montaje de gasoducto$ equipos y otros. /9 I1eni7i3a3i!n 1e" 4r#5"e2a &n las plantas de remoci#n de di#4ido de car*ono del gas natural$ el CO: es enviado a la atmosfera en forma de emisi#n$ en cantidades que var!an en pocos miles de pies c*icos$ a millones de pies c*icos de este gas. &l flujo de hidrocar*uros que ingresa a la planta de tratamiento de gas es de apro4imadamente de >;.:88 ++=C2($ el mismo contiene apro4imadamente un 8;$? de di#4ido de car*ono. &ste porcentaje de CO :$ de*e ser removido del flujo principal de gas con la finalidad de acondicionarlo para la venta a los mercados tanto de e4portaci#n como internos y entrar dentro de los l!mites permisi*les en *ase a los contratos de transporte de gas. 'a concentraci#n m34ima de di#4ido de car*ono en el gas natural permitido por los contratos de compraDventa es del :.;. 1na ve" que el CO: es separado en la unidad de remoci#n$ es venteado a la atmosfera con un caudal del orden de >$: millones de pies c*icos por d!a$ formando parte de la familia de los gases de efecto invernadero /G&I0 que provocan la contaminaci#n am*iental.
21
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
/9 F#r2*"a3i!n 1e" Pr#5"e2a Z=er3 via*le la captura de las emisiones de CO :$ en la planta de gas santa rosa y su ReDinyecci#n al po"o inyector /)=RD8;0$ para el aumento de la producci#n del Campo )um*erto =uare" Roca[ /9 Sise2ai+a3i!n 1e" Pr#5"e2a %-1 *-1
*-2
*-3
D(s+('e *a (sc&s(,a, a+e'ta e* f*& ,e* &*.
#>!,(,a ,e #!es(' a*ta (sc&s(,a,
'c!e+e't& ,e c&st& )&! 'te!e'c('
?fect&
%-2
%-3
"+e'ta *a
e,ce e* c&st& ,e
te+)e!at!a )!es(' ,e* !ese!&!(&
'e!'a,e!& e' *a at+&sfe!a
('te!e'c(' c&+)a!a,& a &t!&s
&'()!*+,
(!7(N
)aa &r#du.t"/"dad dl am# ' Gass d *.t#s n/rnadr# d la &lanta Gas
l".ar la .n".a d atura n.."n d (2 al am#
-1
-2
Dec*('ac(' ,e *a #!es(' ,e *a
#e!,(,a ,e
F&!+ac('
a*ta (sc&s(,a,
)!&,cc(' ,eb(,& a *a
-3
e'te& ,e CO2 a *a at+sfe!a e' !a',es )&!ce'tae ,e &*+e'
'
,-1
'ecta! CO2 a* #&;& <$=10
,-2
,-3
'ecta! CO2 a*
$e*ecc(&'a! e:()&s )a!a *a ca)t!a e
#&;& <$=10
('ecc(' ,e CO2 a* )&;&
2uenteK ela*orado a documentos investigados 'as principales 3a*sas del pro*lema de la producci#n del campo )=R y el efecto invernadero de gases sonK
22
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
(eclinaci#n de la presi#n de la formaci#n$ perdida de producci#n de*ido a la alta viscosidad y el venteo de CO: a la atmosfera en grandes porcentaje de volumen. A su ve" estas causas conllevan a e7e3#s da,inos para el po"o y al medio am*iente como serK Perdida de presi#n y alta viscosidad$ incremento de costo por intervenci#n y efecto invernadero en la atmosfera. 'as a33i#nes que se de*en tomar sonK Inyectar CO: al po"o )=RD8; y =eleccionar equipos para la captura e inyecci#n de CO: al po"o. &stas acciones no llevan a la s#"*3i!n de la aplicaci#n de la t-cnica de Captura de CO: e inyecci#n de CO: al po"o denominado. 'os resultados 7ina"es de esta soluci#n sonK (isminuye la viscosidad y aumenta el flujo del o!l$ aumenta la temperatura y presi#n del reservorio y reduce el costo de intervenci#n comparado a otros m-todos.
/9 O5ei-#s /99/ O5ei-# Genera" Proponer un sistema de recuperaci#n de CO : en la planta de gas =anta Rosa\ as! como tam*i-n el dise,o de transporte a trav-s del ducto al campo )um*erto =u3re" Roca$ por la pro4imidad que se tiene entre am*os campos y so*re todo las facilidades con las que se cuenta$ para aprovechar este gas en un sistema de &OR. /Recuperaci#n +ejorada de Petr#leo0. /99& O5ei-#s Es4e3í7i3#s
(eterminar el arreglo del po"o inyector y productor para el sistema de &OR en el campo )um*erto =uare" Roca$ de manera que se o*tenga la mayor eficiencia del sistema.
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
(eterminar todos los par3metros operativos del sistema de inyecci#n de CO:$ para lograr optimi"ar la operaci#n.
(ise,ar el sistema de captura de CO :$ a la salida del acumulador de reflujo del gas de CO :$ que se ventea a la atmosfera en la Planta =anta Rosa.
(ise,ar el sistema de transporte y los par3metros que intervienen en el transporte de CO:.
Reali"ar la evaluaci#n econ#mica$ para determinar la renta*ilidad del proyecto.
/9 >*si7i3a3i!n /99/ >*si7i3a3i!n E3#n!2i3a Con la construcci#n$ montaje y puesta en marcha de este proyecto ser3 favora*le econ#micamente por que ocasiona un incremento en la producci#n de hidrocar*uros$ lo que a su ve" trae mayor renta*ilidad a menor tiempo. /99& >*si7i3a3i!n S#3ia" Incrementando la producci#n del campo )um*erto =u3re" Roca$ el estado podr3 perci*ir mayores ingresos econ#micos en cuesti#n de I() y tam*i-n para el titular del campo ya que se incrementar!a sus ingresos considera*lemente y en efecto se estar!a disminuyendo las emisiones de CO :$ a la atmosfera mejorando porcentualmente la calidad de vida. /99 >*si7i3a3i!n A25iena" (urante el (ise,o$ Construcci#n$ +ontaje y Puesta en marcha del proyecto se evitar3 minimi"ar el Impacto Am*iental durante la ejecuci#n del proyecto segn normas vigentes.
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Reali"ada la culminaci#n del proyecto y puesta en marcha$ una ve" que est- en operaci#n reducir3 casi en su totalidad las emisiones de gases de la planta de gas =anta Rosa. H en la misma mejorar3 crecientemente la calidad de vida. /99 >*si7i3a3i!n Pers#na" Con el Proyecto de Grado a reali"ar$ en la intercone4i#n desde la Planta de Gas =anta Rosa hasta el Campo )um*erto =u3re" Roca$ cumplir- con el requisito para continuar con el proceso de 6itulaci#n de la Carrera de Ingenieria en Gas y Petr#leo de la 1niversidad de Aquino olivia 1(AO'J. /9 %e#1#"#gía /99/ Ti4# 1e Es*1i# &l proyecto de grado a reali"ar ser3 de tipo N# EH4eri2ena" porque es un proyecto que ya se investig# en el pasado. &l estudio a su ve" ser3 de tipo Trans-ersa" porque solo se recolectaran los datos del Po"o y de la planta de Gas en un momento nico. H esta a su ve" ser3 de tipo Trans-ersa" Des3ri4i-# porque se verificar3n las caracter!sticas petrof!sicas del po"o y los par3metros de operaci#n de la planta de gas =anta Rosa.
/99& %@#1# 1e In-esiga3i!n Para la reali"aci#n de este proyecto de grado se utili"ar3n m-todos de investigaci#n l#gicos$ deductivos y an3lisis de los posi*les pro*lemas que puedan emerger.
Adem3s se reali"ar3 un estudio de la documentaci#n del campo )um*erto =u3re" Roca y de la Planta de Gas =anta Rosa a trav-s de revisi#n de archivos$ informes y todo tipo de estudios que se haya reali"ado tanto en la planta y el campo )=R.
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
/99 F*enes 1e In7#r2a3i!n =e recurrir3 a t-cnicas de investigaci#n como la revisi#n *i*liogr3fica$ manuales relacionados con el tema de estudio$ instituci#n petrolera$ proyectos de grados pasados relacionados con el tema de investigaci#n$ fuentes inform3ticos$ procedimientos operativos$ ane4os$ sistema de gesti#n integral de empresas relacionadas con el tema de estudio$ etc. /99 T@3ni3a 4ara "a re3#"e33i!n y raa2ien# 1e In7#r2a3i!n 'a t-cnica a utili"ar ser3 la recopilaci#n de documentos y si la recopilaci#n de documentos no es suficiente se har3 entrevistas a personas especiali"adas so*re el tema de estudio para mejorar la investigaci#n. Por medio de consultas a li*ros$ paper y otras fuentes se dise,ar3n una *ase de datos$ referentes al tema de investigaci#n requerida. &l tratamiento de informaci#n se iniciar3 con la verificaci#n de la informaci#n de po"o y de la planta a estudiar con el fin de ser o*jetivos con la informaci#n que se o*tendr3.
a0 'levar a ca*o entrevistas con especialistas y operadores de planta. *0 Recolectar informaci#n a nivel mundial so*re sistemas de disposici#n de CO:.
c0 &ntrevista con ingenieros y t-cnicos de campo en planta de gas d0 (efinir una alternativa tecnol#gica de disposici#n de CO:. e0 (eterminar y dimensionar los equipos necesarios para el dise,o del sistema.
f0 Reali"ar un an3lisis de los costos de inversi#n y operaci#n de la tecnolog!a Propuesta.
CAP;TULO II %ARCO TEJRICO
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
CAP;TULO & %ARCO TEÓRICO
&9/ %ARCO CONCEPTUAL &n esta secci#n se descri*ir3n todas caracter!sticas que se desarrollar3n posteriormente en el cap!tulo de ingenier!a propuesta$ y se e4plicar3 los diferentes conceptos de determinados equipos y sus par3metros del mismo a medida que se avance con el tema. &9& Gas na*ra" &l gas natural est3 formado por los miem*ros m3s vol3tiles de la serie paraf!nica de hidrocar*uros principalmente metano$ cantidades menores de etano$ propano y *utano y$ finalmente$ puede contener porcentajes muy peque,os de compuestos m3s pesados. Adem3s$ es posi*le conseguir en el gas natural cantidades varia*les de otros gases no hidrocar*uros$ como di#4ido de car*ono$ sulfuro de hidrogeno /3cido sulfidrico0$ nitr#geno$ helio$ vapor de agua$ etc. En genera" e" gas na*ra" 4*e1e 3"asi7i3arse 3#2#: /9 Gas 1*"3e: es aquel que contiene cantidades de sulfuro de hidrogeno /):=0$ menores a > ppm$ v. 'a GP=A define un gas apto para ser transportado por tu*er!as como aquel que contiene menos de >ppm$ v. de ):=\ menos del :$; de CO: y a li*ras de agua por mill#n de pies c*icos en condiciones normales /PC70. &9 Gas agri# # 3i1#: es aquel que contiene cantidades apr-ciales de sulfuro de hidrogeno$ di#4ido de car*ono /CO :0 y otros componentes 3cidos$ ra"#n por la cual se vuelve corrosivo en presencia de agua li*re. 2 28
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
9 Gas ri3# K82e1#M: es aquel del cual se puede o*tener cantidades aprecia*les de hidrocar*uros l!quidos$ propano de apro4imadamente$ <$; GP+ /galones por 8.;;; pies de c*icos en condiciones normales0. 7o tiene ninguna relaci#n con el contenido de vapor de agua que pueda contener el gas. 9 Gas 4#5re Kse3#M: es un gas que pr3cticamente est3 formado por metano /C80 y etano /C:0. =in em*argo$ en sistemas de compresi#n de gas$ se ha*la de gas hmedo$ en ingles YLet gasY$ al que contiene vapor de agua y Ygas secoY /dry gas0$ al que no contiene vapor de agua. &9&9/ Prin3i4a"es 3#24#nenes 1e" gas na*ra" Ta5"a /: C#24#nenes 1e" gas na*ra" NO%ENCLATURA
NO%BRE
ESTADO NATURAL DEL GAS
C8 )> C: )@ C< ) C> )8; C? )8: C@ )8> C )8@ C )8
+etano &tano Propano utano Pentano )e4ano )eptano Octano
Gas Gas Gas licua*le Gas licua*le 'iquido gasifica*le 'iquido gasifica*le 'iquido 'iquido
&9&9& Pr#3esa2ien# 1e" gas na*ra" &9&9&9/ Esa1# 1e" gas na*ra" &l gas$ tanto proveniente de producci#n asociada$ como el producido por po"os no de*e utili"arse como com*usti*le si no se le interpone algn tipo de tratamiento$ por simple que este sea de*ido a que siempre llega acompa,ado por otros
2 29
componentes$ que lo convierten en un flujo *if3sico y consecuentemente con la posterior interferencia$ tanto en el transporte como en su utili"aci#n.
2 30
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
=e trata de una me"cla de hidrocar*uros de diferentes encadenamientos$ que representan una amplia gama de estados diferentes segn la composici#n de cada uno. Para mayor claridad se puede decir que el gas o*tenido puede no tener ningn liquido *ajo ciertas condiciones de presi#n y temperatura y ese mismo gas$ dentro de las l!neas de consumo en la operaci#n$ puede contener tanta cantidad de agua yEo gasolina que representa serias dificultades para ser usado$ particularmente en 3reas con inviernos muy fr!os. &9&9&9& Pr#3es# 1e e"i2ina3i!n 1e 3#n1ensa1#s (entro de los procesos de tratamiento del gas$ no hay duda que tiene gran importancia la eliminaci#n de condensados$ porque si no se lo hace eficientemente$ provocar!a posteriores tratamientos por la incompati*ilidad que tienen con el agua. 'a me"cla de parte de am*os l!quidos conforma lo que se denomina hidratoJ que tiene la particularidad f!sica de presentarse como s#lido en temperaturas aun superiores a ;]C. Claro est3 cuando tal situaci#n se produce$ se *loquean las ca,er!as de conducci#n y resulta complicado$ inconveniente y costoso solucionar el pro*lema. =i no est3 presente uno de los componentes del hidrato$ el congelamiento tam*i-n se puede producir$ pero en temperaturas muy inferiores. &9&9&9 Deer2ina3i!n 1e" 4*n# 1e r#3í# &l punto de roci# ser3 momento en que el agua contenida en el gas comien"a a condensarse en valores de presi#n y temperatura conocidos. 'a presi#n y la temperatura de ese momento es precisamente la medici#n del punto de roci#$ que es el punto donde se inicia la condensaci#n *ajo esas condiciones.
2 31
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Cuanto menor sea el contenido de agua menor va a ser la temperatura a iguales condiciones de presi#n. &4isten en el mercado otros instrumentos que leen por m-todos modernos y ofrecen menos margen de error y directamente dan el dato que se necesita es decir la cantidad de agua por unidad de volumen de gas. &9&9&9 A5s#r3i!n 4#r g"i3#" &l glicol es un producto qu!mico org3nico de la familia de los alcoholes que naturalmente tiene gran avide" por la humedad$ es pr3cticamente imposi*le mantenerlo en m34ima pure"a en contacto con el am*iente porque a*sor*e la humedad del aire. &sta importante propiedad es aprovechada para este proceso y los compuestos de monoetilenglicol$ dietilenglicol y trietilenglicol tienen las propiedades a*sor*entes del alcohol y adem3s son suficientemente esta*les con un punto alto en la temperatura de degradaci#n$ de tal manera que los convierten en #ptimo para ponerlo en contacto con gases y que le quite el agua contenida en cualquier de sus formas. &l tratamiento consiste en poner el gas en contacto !ntimo en contra corriente con el glicol$ har3 que este se quede con toda el agua que transporta*a el gas y para que ello se cumpla$ se de*e tener el mayor tiempo de contacto posi*le y la capacidad de a*sorci#n ser3 para el trietilenglicol$ de una li*ra de agua en tres galones de glicol. 'a temperatura de contacto es tam*i-n importante siendo el rango optimo entre ?; 8;;]2 porque encima$ se hace lo suficiente fluido como para atomi"arse y entrar en la corriente del gas en forma de nie*la que no puede detener el retenedor. =i la temperatura es inferior a la recomendada como m!nima$ el glicol se pone viscoso y el gas se canali"a sin tomar contacto !ntimo con el a*sor*ente. 31
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
TITULO: AUTOR:
&9 Te3n#"#gía 1e 3a4*ra 1e CO& &4isten tres tipos *3sicos de captura de CO:K /9 &n PreDcom*usti#n &9 PostDcom*usti#n /o =ecuestro de CO:0 9 O4iDcom*usti#n. &l uso de cada uno de estos m-todos depender3 entre otras cosas de la concentraci#n de CO :$ la presi#n del gas y el tipo de com*usti*le que se utili"a. A continuaci#n se anali"an con mayor detalle cada uno de -stos procedimientos de manera de captar virtudes y defectos en la aplicaci#n de cada uno de ellos. &99/ Ca4*ra en 4re'3#25*si!n &ste sistema est3 muy relacionado con la producci#n de hidr#geno$ el cual es un agente muy importante en distintos procesos$ entre los cuales se incluyenK •
Generar energ!a el-ctrica o calor /produci-ndose nicamente vapor de agua0. o
'a s!ntesis de amoniaco.
o
'a producci#n de fertili"antes.
o
'os hidroprocesamientos en las refiner!as de petr#leo.
3sicamente consiste en producir$ a partir de gas natural o gas sint-tico /proveniente de la gasificaci#n de car*#n u otros hidrocar*uros0$ una me"cla gaseosa compuesta principalmente del hidr#geno mencionado ) : y CO: para posteriormente separar estos dos gases. 'a separaci#n se *asa en la
32
descar*oni"aci#n del com*usti*le antes de la com*usti#n mediante t-cnicas de gasificaci#n del car*#n o reformado del gas natural.
33
TITULO: AUTOR: •
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
A1s#r3i!n a 3a25i# 1e 4resi!n$ la cual se adapta para aplicaciones puras de hidr#geno$ pero con las composiciones de gas sint-tico o*tenidas usualmente$ las p-rdidas de hidr#geno ser!an inacepta*les.
•
Se4ara3i!n Cri#g@ni3a$ en la cual el CO: es separado f!sicamente del gas de s!ntesis condens3ndolo a temperaturas criog-nicas para producir CO: l!quido$ listo para almacenamiento. &ste sistema no es atractivo pues el enfriamiento del gas de s!ntesis consume grandes cantidades de electricidad.
•
A5s#r3i!n ?*í2i3a$ usando una soluci#n con monodietanolmelamina /+(&A0. &l proceso es usualmente llamado amine scru**ingJ y es la tecnolog!a para remover CO : m3s comnmente utili"ada en la actualidad.
•
A5s#r3i!n 7ísi3a usando =ele4ol o Rectisol /metanol fr!o0 es ventajoso a alta presi#n parcial de CO : y es muy adapta*le para productos de gasificaci#n.
•
La se4ara3i!n 1e 2e25rana es aplicada comercialmente para la separaci#n de hidr#geno$ pero se requiere mayor desarrollo antes que las mem*ranas puedan ser usadas en una escala suficientemente grande. 'a selectividad de mem*ranas comercialmente disponi*les para CO :E): es tam*i-n muy *aja.
&99& Ca4*ra en 4#s'3#25*si!n &n este sistema$ el CO: se ha separado de los gases de escape producidos durante la com*usti#n /principalmente 7 :0 con aire de un com*usti*le
34
/car*#n$ gas natural etc.0. Para su captura posterior$ entre los procesos m3s via*les se encuentran el ciclo de Calcinaci#n ^ Car*onataci#n y
la
35
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
a5s#r3i!n ?*í2i3a 3#n a2inas. &l resto de las opciones es menos utili"ado ya sea por su *ajo desarrollo o por los altos costos que implican. (entro de ellas se encuentran la adsorci#n f!sica$ la destilaci#n criog-nica y las mem*ranas. &99&9/ A5s#r3i!n ?*í2i3a &n este proceso el CO: reacciona con un l!quido de a*sorci#n. Para ello se utili"an compuestos qu!micos /aminas y nuevos a*sor*entes en investigaci#n0 con gran afinidad de compuestos 3cidos /CO :0 y se usan como solventes formulados$ en una me"cla especial para atenerse a la tarea de separaci#n. Algunos de ellos tam*i-n contienen activadores para promover la transferencia de masa en la a*sorci#n. &n la ta*la : se muestran los solventes usados comnmente para llevar a ca*o esta tarea. Ta5"a &: S#"-enes *i"i+a1#s en e" 4r#3es# TIPO DE SOLVENTE Aminas primarias Aminas secundarias Aminas terciarias =oluciones de sal alcalina Actualmente
E>E%PLO +onoetanolamina /+&A0 (iglicolamina /(GA0 (ietanolamina /(&A0 (iisopropanolamina /(IPA0 +etildietanolamina /+(&A0 6rietanolamina /6&A0 Car*onato de potasio
los siguientes procesos
de solvente est3n
comercialmente
disponi*les para el tratamiento del CO:. &l detalle del proceso se o*serva en la figura 8. &l sistema se descompone en dos etapas principalesK A*sorci#n y regeneraci#n /incremento de temperatura _ consumo energ!a0
36
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Fig*ra /: Dea""e 1e" 4r#3es# 1e a5s#r3i!n ?*í2i3a
&99&9& Ci3"# 1e 3a"3ina3i!n3ar5#naa3i!n &sta com*inaci#n de procesos se *asa en la a*sorci#n qu!mica$ usando como solvente a la cali"a. (efiniendo separadamente$ la car*onataci#n es una reacci#n e4ot-rmica donde los reactivos CO: y CaO reaccionan para producir CaCO <. 'a energ!a que se desprende de esta reacci#n es de ><; UcalEUg CaCO <. 'a calcinaci#n en cam*io es el proceso inverso$ pues produce la desorci#n del CO : y CaO mediante la descomposici#n de la cali"a en presencia de calor.
37
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Fig*ra &: Es?*e2as 1e 7*n3i#na2ien# 1e "a e3n#"#gía 3a"3ina3i!n3ar5#naa3i!n
'as etapas de este proceso son. /9 'a corriente de gases a tratar se toma antes de la entrada a la desulfuradora
&9 &l proceso propuesto tra*ajar3 en dos lechos fluidos circulantes interconectados$ tra*ajando a una temperatura de @?; QC el que acta como car*onatador$ y a ? QC el que tra*aja como calcinador. 9 &l calcinador tra*ajar3 en o4iDcom*usti#n$ con el o*jetivo de generar una corriente alta de CO: en los gases de salida. 9 'a recuperaci#n de calor en el nuevo ciclo propuesto se reali"ar3 mediante un ciclo aguaDvapor supercr!tico isuali"ando la implementaci#n de una planta con este sistema de captura podemos delinear < puntos necesarios. 38
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
/9 O4iDcom*usti#n en lecho fluido circulante atmosf-rico. &9 Planta de car*onataci#nDcalcinaci#n en cone4i#n con una planta de car*#n e4istente.
9 Planta de car*onataci#nDcalcinaci#n para central de generaci#n nueva. (elineando *3sicamente las caracter!sticas de este sistema vemos que el proceso en si es *astante complejo de integrar$ sumado al hecho de que la o4iDcom*usti#n est3 en fase de desarrollo. =in em*argo$ se e4traen caracter!sticas importantes$ como los *ajos costos que lo hacen competitivo con las t-cnicas de a*sorci#n$ el hecho de que la desulfuraci#n sea parte del proceso$ incluyendo la purga que tiene uso econ#mico con las cementeras y finalmente una generaci#n e4tra de energ!a el-ctrica que concentra *ajas emisiones de CO : que es nuestro o*jetivo. &99&9 A1s#r3i!n 7ísi3a 3sicamente se encarga de utili"ar materiales capaces de adsor*er el CO: generalmente a altas temperaturas$ para luego recuperarlo mediante procesos de cam*io de temperatura o presi#n como se muestra en la figura <. Fig*ra : Diagra2a 5si3# 1e 7*n3i#na2ien# 1e "a a1s#r3i!n 7ísi3a
39
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
&99&9 %e25ranas &ste proceso se utili"a para la captura de altas concentraciones de CO : en gas natural a alta presi#n$ de lo contrario /a *aja presi#n0 la fuer"a de separaci#n necesaria para el gas ser!a muy *aja. (entro de las limitaciones de este sistema vemos que resulta en un mayor gasto de energ!a y por tanto es ineficiente frente a la a*sorci#n qu!mica$ as! como tam*i-n incurre en un menor porcentaje de remoci#n de CO:. &sto indica principalmente que el sistema no est3 muy desarrollado y las mem*ranas m3s eficientes an no se han encontrado$ pero como sistema es prometedor dado las ventajas operacionales que posee y que se mencionan a continuaci#n en la figura >. Fig*ra : Es?*e2a 1e 7*n3i#na2ien# 1e" sise2a 1e 2e25ranas
'os flujos de gas y l!quido son independientes$ lo que evita pro*lemas en las columnas ya sea de inundaci#n$ espumado. /9 7o se necesita un lavado posterior al a*sor*ente para recuperar l!quido de a*sorci#n que es sacado hacia fuera. &9 'a operaci#n es a condiciones termodin3micamente #ptimas$
no
condicionadas por las condiciones hidrodin3micas del equipo de contacto. 40
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
9 &l equipamiento es compacto a trav-s del uso de fi*ra porosa de mem*rana.
(e manera de optimi"ar el uso de las mem*ranas en el proceso$ estas de*en presentar algunas caracter!sticas particulares para una mejor performance. /9 'a permea*ilidad determinar3 el 3rea de mem*rana necesaria para el proceso.
&9 'a selectividad /radio de permea*ilidades0 determinar3 la pure"a del producto final. A menor selectividad podr!an ser necesarios procesos posteriores de reciclaje. 9 'a permea*ilidad y selectividad de la mem*rana est3n correlacionadas negativamente$ por lo que se necesita encontrar un #ptimo intermedio de rendimiento.
9 'a esta*ilidad es un tema importante para este procedimiento$ por lo que una soluci#n para ello son soportes porosos como pueden ser el vidrio$ la cer3mica o el metal. 'as mem*ranas se pueden clasificar en org3nicas e inorg3nicas$ destacando que las mem*ranas org3nicas no son resistentes a altas temperaturas como las inorg3nicas. (ependiendo del tipo de mem*rana ser3 la aplicaci#n a la cual estar3 enfocada.
'as mem*ranas org3nicas utili"adas comercialmente son las polim-ricas$ las cuales se utili"an para los siguientes procesos. /9 =eparaci#n de CO: y C)> a alta presi#n del di#4ido de car*ono. &9 =eparaci#n de CO: y 7:$ como parte del proceso de post com*usti#n. &n este proceso tanto la presi#n del flujo de gas como la selectividad de la 41
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
mem*rana de*en ser *ajas$ por lo que requiere etapas posteriores de reciclaje haciendo el procedimiento no renta*le. &n las mem*ranas inorg3nicas encontramos m3s opciones en el tipo de mem*rana como se detalla a continuaci#n. /9 %e25ranas 2e"i3as$ utili"adas en la captura en pre com*usti#n$ separando CO: y ): mediante compuestos con aleaciones. &9 %e25ranas 2i3r#4#r#sas$ tam*i-n utili"adas en la captura en pre com*usti#n separando CO : y ):. Para este proceso la selectividad que se puede o*tener actualmente no es suficiente para separar m3s de 99.99 de ):. 9 %e25ranas rans4#ra1#ras 1e i#nes$ las cuales pueden ser usadas tanto en captura en pre com*usti#n como captura en o4iDcom*usti#n. Para el primer caso se utili"an mem*ranas conductoras de protones y para el segundo mem*ranas conductoras de o4!geno. &99&9 Desi"a3i!n 3ri#g@ni3a 'a informaci#n so*re este sistema es *3sica$ y consiste a grandes rasgos en una serie de etapas de compresi#n$ enfriamiento y e4pansi#n$ en las cuales los componentes del gas se pueden separar en una columna de destilaci#n. &sta tecnolog!a se utili"a so*re todo para separar las impure"as de una corriente de CO: de alta pure"a. 1n esquema *3sico se muestra en la figura ?. =o*re su aplicaci#n se puede decir que no se ha utili"ado a la escala y condiciones$ en t-rminos de disponi*ilidad de costeo$ que se necesita para los sistemas de captura de CO:.
42
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Fig*ra : Es?*e2a 5si3# 1e "a 1esi"a3i!n 3ri#g@ni3a
(entro de los procesos donde se puede utili"ar este sistema encontramosK /9 =eparaci#n de CO: y C)> en gas natural$ donde se puede o*tener entre 8 y ; del CO : a alta presi#n /hasta :;; *ar0. &9 =eparaci#n de CO: y ) : en gas sint-tico. &n este proceso se o*tiene entre :; y >; con presiones entre 8; y ; *ar. 9 Purificaci#n de los gases de la com*usti#n en el proceso de o4iD com*usti#n$ donde se pueden o*tener concentraciones de CO : entre ? y 9;. &n la figura @ se muestra una gr3fica que descri*e los requerimientos de presi#n y temperatura para una destilaci#n criog-nica con recuperaci#n del 9; del CO:. Fig*ra : Gr7i3a 1e re?*eri2ien#s 1e P y T 4ara 1esi"a3i!n 3ri#g@ni3a
43
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
&99 Ca4*ra en #Hi'3#25*si!n &ste proceso se reali"a durante la com*usti#n y tiene un largo recorrido como tecnolog!a aplicada como se ve en la figura . 3sicamente consiste en la utili"aci#n de o4!geno en lugar de aire para la com*usti#n$ de ah! que los gases de escape est3n compuestos principalmente de ) :O y CO:$ que puede separarse f3cilmente del vapor de agua mediante condensaci#n. =e presenta un esquema *3sico de funcionamiento. &sta tecnolog!a es utili"ada en centrales de nueva generaci#n con ciclos aguaDvapor e4tremadamente cr!tico$ as! como tam*i-n en 6ur*inas de Gas con o sin calderas de recuperaci#n. Fig*ra : Dise0# y es?*e2a 1e #4era3i!n 1e "a #Hi'3#25*si!n
Al ser una tecnolog!a que est3 actualmente desarroll3ndose$ e4isten muchos proyectos de investigaci#n en el tema *uscando mejores desempe,os y eficiencias de costos. &n la siguiente ta*la < se presentan los aspectos m3s importantes a desarrollar en los diferentes aspectos de esta tecnolog!a.
44
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Ta5"a : As4e3#s a 1esarr#""ar en "a 3a"3i7i3a3i!n3ar5#ni+a3i!n ASPECTO DEL PROCESO A=1 /1nidad de separaci#n de aire0 Com*usti#n O:
2ilosof!a de operaci#n &misiones
8. Com*usti#n$ ignici#n$ esta*ilidad de llama$ temperaturas y perfiles de llama. :. olumen del hogar. A*sorci#n t-rmica por unidad de superficie. <. Grado de recirculaci#n CO:9 8. 2le4i*ilidad de operaci#n. :. Integraci#n de la A=1. <. (isposici#n chorros de O: puro$ CO: recirculado y transporte de car*#n. 8. Cin-tica del =O:. :. Composici#n de las ceni"as. 8. Propiedades de operaci#n a largo pla"o y altas temperaturas.
+ateriales
:. &nsayos de materiales avan"ados ultrasupercr!ticas.
<. Potencial de corrosi#n para car*ones con altos contenidos de ceni"as. &99 Es*1i# 3#24arai-# 1e e3n#"#gías Para anali"ar comparativamente los diferentes procesos e4istentes para el tratamiento del CO:$ conviene estudiar las ventajas y desventajas presentes en cada tecnolog!a$ como se ve en la ta*la >$ lo que si *ien permite compararlas$ no es un *uen criterio de discriminaci#n pues se encuentran en distintas fases de desarrollo y tam*i-n la aplica*ilidad no es al mismo tipo de centrales en algunos casos lo que las hace e4cluyentes.
45
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Ta5"a : Es*1i# 3ara3erísi3# 1e e3n#"#gías 1e raa2ien# 1e CO& TIPO DE CAPTURA CO&
Pre com*usti#n
A*sorci#n qu!mica /post com*usti#n0
VENTA>AS
DESVENTA>AS
• 'a separaci#n v!a solvente • &l com*usti*le primario de*e ser convertido a f!sico o qu!mico est3 gas sint-tico pro*ada. 'os gases de salida salen a mayor presi#n previamente. • 'as tur*inas de gas$ y mayor concentraci#n de CO: que la postcom*usti#n calentadores y calderas de*en ser modificados lo que reduce coste de para la utili"aci#n de captura. hidr#geno como • &s posi*le utili"ar un amplio com*usti*le. rango de com*usti*les • a*sor*ente. f#siles. • +uchas de las tecnolog!as • +ayor volumen de gases son comerciales /a*sorci#n a tratar que en pre qu!mica0$ separaci#n de CO: com*usti#n. • 7ecesidad de nuevas en yacimientos de gas natural$ producci#n de urea$ materias primas /` ;$< metanol UgE6m CO:0 • Requiere menores • Alto consumo energ-tico modificaciones de centrales en la regeneraci#n del e4istentes. • Costo del a*sor*ente. • Producci#n de energ!a
a*sor*ente.
• Alto requerimiento de
espacio. /electricidad0 adicional lo que implica menor consumo • 7ecesidad de empleo de de energ!a. o4icom*usti#n en el Calcinaci#nEcar*onataci#n calcinador. • 'a desulfuraci#n est3 /post com*usti#n0 incluida en el propio proceso • &scala la*oratorio /previsi*lemente en de captura del CO:. escala piloto en *reve0. • +aterial purgado /CaO0 tiene un valor a,adido pues • Control de proceso complejo. posee un valor comercial /cementeras0.
(e manera de esta*lecer una diferenciaci#n entre las tecnolog!as es que nos enfocamos en aspectos comunes como nivel de desarrollo$ consumos de energ!a o requerimientos necesarios
46
Corrosión:
Acción química física o electroquímica compleja que estru!e un metal
.
47
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
&9 %@#1# 1e 3a4*ra 1e CO& a4"i3a1# a" 4r#ye3# Como se mencion# anteriormente en el 3a4í*"# &99& e inciso &99&9/ de este proyecto$ este proceso el CO : reacciona con un l!quido de a*sorci#n para ello se utili"aron compuesto qu!mico /Amina0. &99/ Pr#3es# 1e en1*"+a2ien# 1e" gas 'as plantas de endul"amiento de gas tiene como funci#n principal remover gases 3cidos$ /di#4ido de car*ono$ sulfuro de hidrogeno$ etc.0 como impure"as$ de una me"cla de gases con el fin de prepararla para su consumo. &n este caso se remueve di#4ido de car*ono /CO :0 de agua corriente de etano con una soluci#n acuosa de amina /diglicolamina$ (GA0 como agente de tratamiento. &n la figura se presenta un esquema simplificado del proceso. &l gas acido$ conteniendo ):= yEo CO: entra a la torre a*sor*edora por el e4tremo inferior y fluye hacia arri*a a trav-s de los casquete pertenecientes a los platos que mantiene. Fig*ra : Pr#3es# 1e en1*"+a2ien# 1e gas
1n nivel de soluci#n de amina. 'os casquete dispersan el gas acido a la salida de cada plato o*ligando a estar en contacto directo con la amina.
48
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
&l gas dulce$ li*re de los compuesto 3cidos$ sale por la parte superior de la torre a*sor*edora. 'a amina po*re$ li*re de compuesto 3cidos$ entra a
la torre
a*sor*edora por su parte superior. A medida que la amina desciende de plato en plato$ en contra corriente con el flujo de gas$ reacciona con los componentes 3cidos del gas y estos son a*sor*idos. 'a amina rica$ contaminada con los compuestos 3cidos$ sale de la torre a*sor*edora por su parte inferior$ pasa por el intercam*iador de calor de amina po*reDamina rica$ luego circula por el filtro donde se retiran las impure"as solidas finalmente entra a la torre regeneradora. 'a entrada a la torre regeneradora es por la parte superior y fluye hacia a*ajo en contra corriente con los vapores calientes de amina producidos en el rehervidor. &l incremento en la temperatura de la amina rica produce la li*eraci#n de los gases 3cidos. &l vapor e4cedente$ generado en el rehervidor$ arrastra los gases 3cidos fuera de la torre regeneradora. &ste vapor se condensa y se separa de los gases 3cidos en el acumulador. 'os gases 3cidos se eliminan del proceso y el vapor condensado retorna a la torre regeneradora como reflujo. 'a amina purificada sale de la torre regeneradora por su parte inferior$ pasando por el rehervidor$ por el intercam*iador de calor aminaDamina y por el enfriador de amina antes de retornar a la torre a*sor*edora. &999/ C#24ara3i!n 1e a2inas 1no de los procesos en el endul"amiento de gas natural es la eliminaci#n de gases 3cidos por a*sorci#n qu!mica con soluciones acuosas con alcanolaminas. (e los solventes disponi*les para remover ) := y CO: de una corriente de gas natural$ las alcanolaminas son las m3s aceptadas y usadas en mayor escalas.
49
"a separación el aceite ! el #as$ ! la remoción e impure%as ! líquios el #as natural. Procesamiento del Gas:
50
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
&99/9/ An"isis 3#24ara1# 1e a2inas Ta5"a : Ti4#s 1e A2inas SOLVENTE QUI%ICO +onoetanolamina /+&A0
VENTA>AS • Concentraciones *ajas de CO:.
• btil cuando la presi#n de gas acido de entrada es *aja
(iglicolamina /(GA0
• +ejor esta*ilidad • aja presi#n de vapor • +ayores concentraciones
(ietanolamina
• +enos corrosiva que +&A /(&A0 • aja presi#n de vapor (iisopropanolamina • Capacidad para transporte /(IPA0
(iisopropanolamina
activada /A(IP0
gases 3cidos • &s m3s eficiente para ):=
• ajo consumo de vapor • 7o corrosivo
DESVENTA>AS • Corrosi#n y formaci#n de espuma • Requiere de cantidades considera*les de calor de soluci#n en el sistema • Al generarla$ retiene m3s cantidad de ases 3cidos • Alto costo • &n presencia de CO: da productos de degradaci#n que no son re enera*les
• soluci#n viscosa en concentraciones altas
• aja actividad • Alto peso molecular$ requiere de tasas m3sicas muy altas
• 1sado para remover ):=
2uenteK &ngineering (ata ooU &9 C#n1i3i#nes &9 C#n1i3i#nes 1e #4era3i!n 1e" 7"*# 1e gas Para que el flujo de gas cuente con las mejores condiciones en el interior del equipo para la separaci#n. =er3 necesario considerar algunos aspectos fundamentalesK
&99/ Te24era*ra %ue los fluidos est-n a una adecuada temperatura a fin de *ajar lo suficiente la velocidad del fluido como para ayudar al desprendimiento de las *ur*ujas de gas$ disminuyendo las necesidades de tiempo de resistencia.
51
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
&99& Presi!n %ue est-n sometidos a la menor presi#n posi*le de tra*ajo a los efectos de aumentar la diferencia de densidades entre gas y l!quido$ lo que tam*i-n favorecer3 la separaci#n del gas li*re li *re y del gas disuelto. &9 Des3ri43i!n &9 Des3ri43i!n 1e" 4r#3es# &4isten muchos procesos para la remoci#n de gas acido de las corrientes de gas natural$ antes de seleccionar un proceso se de*e considerar cuidadosamente la composici#n del gas natural de alimentaci#n y las composiciones del flujo$ as! como los requerimientos espec!ficos del gas natural. Como se muestra en la /2igura 0. &99/ Fi"r# 3#a"es3en3e Previo a que la Corriente de gas de entrada sea tratada con soluci#n de amina$ este de*e ser filtrado en el filtro de coalescence de gas de entrada para remover peque,as gota de l!quido que puedan ser arrastradas o part!culas s#lidas de ;$<
micrones
&sto ayuda a prevenir pro*lemas de espuma$ corrosi#n y contaminaci#n de la amina. 'as part!culas s#lidas son capturadas y retenidas por los elementos filtrantes.
A medida que las part!culas s#lidas se acumulan$ los elementos filtrantes comien"an a taponarse y la ca!da de presi#n en el recipiente se incrementa. Cuando la ca!da de presi#n alcan"a los l!mites preesta*lecidos$ los elementos filtrantes de*en ser reempla"ados. Densidad.‐ &imensión e la materia se#'n su masa por unia e (olumen$ se e)presa en li*ras por #alón +l*,#al- o ilo#ramos por metro c'*ico +#,m3-.
52
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
&99& T#rre 3#na3#ra 1e a2ina &l gas tratado de entrada adecuadamente filtrado ingresa a la *ase de la contactora de amina dentro de la cual el gas fluye en direcci#n vertical ascendente en contacto con una soluci#n de amina que descienden so*re una serie de :; platos. Gas y l!quido entran en contacto !ntimo en cada plato con tiempo de contacto suficiente para que la soluci#n de amina a*sor*a el di#4ido car*ono del gas de entrada. &l mecanismo de a*sorci#n implica reacciones acidoD*ase$ en la cual el di#4ido de car*ono es el componente gas 3cido y amina es el componente *3sico. 'a soluci#n de amina que sale por el fondo de la torre contactora de amina es llamada amina ricaJ$ porque esta es rica en di#4ido de car*ono a*sor*ido. 'a amina rica sale de la torre a trav-s del control de nivel y fluye al sistema de regeneraci#n de amina. &l gas que sale por el tope de la torre contactora de amina es llamado gas tratadoJ$ porque ha sido tratado con soluci#n de amina y el e4ceso de di#4ido de car*ono ha sido removido. &99 Sise2a 1e regenera3i!n 1e a2ina &l o*jetivo del sistema de regeneraci#n de amina es regenerar en forma continua y recircular la soluci#n de amina utili"ada en la torre contactora de amina. 'a soluci#n de amina es regenerada a trav-s de la separaci#n del di#4ido de car*ono a*sor*ido con vapor en una torre que opera a *aja presi#n y alta temperatura$ condiciones opuestas a las reacciones que ocurren en la torre contactora.
*solucion
e amina es la que in#resa a la torre contactora o a*sor*eora en contra corriente con el #as amar#o +/2- ! cumple con la función e a*sor*er el /2 contenio en la corriente #aseosa.
53
los irocar*uros$ una pequea porción e ió)io e car*ono$ ! al#unos contaminantes (oltiles a*anonan la solución cuano la presión operati(a es reucia por la (l(ula e control e ni(el. l (apor que se forma e esta manera es llamao 56A "A: **
54
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
&999/ Tan?*e 1e eH4ansi!n 1e a2ina 'a amina rica sale de la torre contactora de amina por el sistema control y es introducida al tanque de e4pansi#n de amina que permite separar la amina rica$ gas flashJy cualquier hidrocar*uro liquido desprendiendo del CO:. &999& Iner3a25ia1#r a2ina 4#5reri3a 'a amina rica sale del fondo del tanque de e4pansi#n por el control de nivel y fluye aguas a*ajo al intercam*iador de amina po*reErica. &l intercam*iador tiene dos o*jetivosK 1;
Calienta la amina rica para optimi"ar la operaci#n en la torre
regeneradora de amina y reduce la carga t-rmica de calor en el reDhervidor de amina 2;
&nfr!a la amina po*re reduciendo la carga t-rmica so*re el AeroDenfriador de amina.
&999 T#rre regenera1#ra 1e a2ina Amina rica caliente fluye desde el tanque de e4pansi#n de amina hasta el tope de la regeneradora de amina. (onde el di#4ido de car*ono a*sor*ido es separado de la amina rica con vapor que se produce en el reDhervidor de amina por vapori"aci#n de una porci#n de agua de la soluci#n de amina. 'a amina po*re sale del fondo de la torre y el vapor con di#4ido de car*ono hmedo sale por el tope de la torre. Como el vapor de separaci#n se mueve hacia arri*a por la torre regeneradora de amina. 6ransfiere suficiente calor a la soluci#n de amina descendiente para promover la deserci#n de di#4ido de car*ono. 'a mayor parte de este vapor
55
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
condensa durante este proceso$ diluye la soluci#n de amina$ y retorna al reDhervidor. &l vapor que no condensa acta como un portador para remover el di#4ido de car*ono no a*sor*ido de la soluci#n de amina y arrastrando hacia el tope de la torre. &l vapor de la parte superior de la torre de regeneraci#n de amina fluye al condensador de reflujo donde este es enfriado por intercam*io de calor con el aire del medioam*iente. &ste condensa la mayor parte del vapor de agua de la parte superior de la torre de regeneraci#n de amina. &l efluente de este condensador fluye al acumulador de reflujo para su separaci#n. &l vapor separado$ llamado gas acidoJ$ es fundamentalmente di#4ido de car*ono y algo de vapor de agua$ hidrocar*uros livianos$ resto de amina y contaminantes vol3tiles que pueden estar presentes. E" gas 3i1# sa"e 4#r "a 4are s*4eri#r 1e" a3*2*"a1#r a ra-@s 1e" 3#nr#" 1e 4resi!n y 7"*ye 8a3ia "a 38i2enea 1e -ene#9 &l l!quido recogido en el fondo del acumulador$ llamado reflujoJ$ es fundamentalmente agua. &l di#4ido de car*ono disuelto$ hidrocar*uros$ amina$ y algunos contaminantes tam*i-n est3n presentes. &l reflujo es *om*eado desde el acumulador por medio de *om*as de reflujo que est3n equipadas con un control de caudal m!nimo por un orificio de restricci#n que ayuda a proteger las *om*as de pro*lema de *ajos caudales durante descontroles u operaciones por de*ajo de los caudales de dise,o. 'as *om*as retornan el reflujo a la torre regeneradora de amina en la l!nea de alimentaci#n aguas a*ajo.
56
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
&9 Inye33i!n 1e 1i!Hi1# 1e 3ar5#n# 1nos de los m-todos en e4perimentaci#n es el de la inyecci#n y secuestro de CO: en los propios po"os de petr#leo y de gas e4plotados o *ien en acu!feras salinas. Para ello se necesita reali"ar la cone4i#n entre las plantas en donde se reali"a el secuestro de CO: y los po"os sumideros para la disposici#n final. &n el caso de reali"arse la reinyecci#n en po"os marginales de yacimientos aun productivos se de*er3 prestar atenci#n a los efectos corrosivos que el CO : en conjunto con el agua puede generar so*re instalaciones operativas. &n el caso de optarse por el transporte de CO : a "onas alejadas para su reinyecci#n se de*er3 ponerse cuidados en las caracter!sticas de esta etapa de*ido a las caracter!sticas de fase singulares del CO:. 'a reinyecci#n de CO : a po"os sumideros$ consiste en elevar la presi#n del mismo para inyectarlo a determinada presi#n que ven"a la presi#n de reservorio. Al reali"arlo$ minimi"a el impacto al medio am*iente por emisiones gaseosas$ para evaluar una alternativa t-cnica$ a fin de disponer en CO : en un po"o del mismo campo en el reservorio de reinyecci#n. &l sistema de recuperaci#n de CO : est3 integrado con los siguientes elementos m3s importantesK aM Acumulador de reflujo 5M Compresor de CO: 3M +edidor de flujo 1M AeroDenfriador eM 6u*er!a de transporte desde la planta de gas a po"o inyector )=RD8;.
57
;n!eccion e / 2< n otros países esta aplicación es mu! com'n por su alto renimiento para la recuperación e =.
58
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
&n la figura 9 se muestra los elementos principales para la recuperaci#n de CO : y su posterior transporte de CO : al po"o inyector. o j Fig*ra : Diagra2a 1e e"e2en#s 4rin3i4a"es en "a re3*4era3i!n 1e CO& u l f e r
e
&escar#a
r o a l u m u c A
ucción /ompresor
>o%o in!ector Aero?enfriaor
A continuaci#n se descri*en los principales sistemas con las que cuenta el proyecto denominadoK &9 C#24res#r 'a conducci#n del gas a trav-s de los gasoductos se efecta mediante el *om*eo con equipos compresores$ que suministran al gas la presi#n necesaria para a*astecer la perdida por ra"onamiento a lo largo de la ca,er!a y llegar con presi#n suficiente a los puntos de utili"aci#n. 6am*i-n puede ser necesario comprimirlo para hacerlo pasar a trav-s de equipos de tratamiento$ tal como plantas deshidratadoras o de e4tracci#n de gasolina$ procesos cuya efectividad mejora cuando se reali"a a mayor presi#n$ en particular en el caso de e4tracci#n de la gasolina por compresi#n y enfriamiento. 59
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
&99/ La 3a4a3i1a1 1e *n 3#24res#r &s la cantidad de gas li*erado cuando opera a presiones de entrada y salida especificadas. 'a capacidad es medida en volumen a las condiciones de presi#n$ temperatura$ composici#n del gas y contenido de humedad a la entrada del compresor. /.
=e clasifican en > tipos de compresores que sonK a0 Compresores Centr!fugos *0 Compresores A4iales c0 Compresores Reciprocantes d0 Compresores Rotatorios &99& C#24res#res 3enrí7*g#s &99&9/ Presi!n 1e 1ise0# 'a equivalencia de presi#n de dise,oJ para las carca"as de compresores centr!fugos es la presi#n m34ima de tra*ajo de la carca"aJ la cual est3 definida por la norma API @8 como la m34ima presi#n que pueda e4istir en el compresor *ajo las condiciones m3s severas de operaci#n. &sta presi#n es determinada$ a,adi-ndole a la m34ima presi#n de succi#n que se pueda registrar$ la presi#n diferencial que el compresor est3 en capacidad de
54
&eterminación e la cantia e 9irocar*uros por meiciones efectuaas en tu*erías fluentes con meiores cali*raos ! compro*aos. Medicion Automática:
55
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
desarrollar en el sistema cuando est3 operando a las condiciones com*inadas m3s severas. 7ormalmente se desea$ una v3lvula de seguridad en la descarga del compresor$ cali*rada a una presi#n menor que la m34ima presi#n de descarga posi*le$ a fin de limitar la presi#n a la cual podr!a e4ponerse a la tu*er!a y los equipos corrientes a*ajo. Cuando no se incluye esta v3lvula de seguridad$ el circuito de descarga tiene que ser adecuado para soportar la presi#n de descarga m34ima que se puede generar *ajo cualquier circunstancia posi*le. Cuando por el contrario se incluye su cali*raci#n$ pasa a ser$ la m34ima presi#n de tra*ajo de la carca"a del compresor.
'a presi#n interna m34ima para la cual es adecuada la carca"a$ sin considerar las condiciones actuales de tra*ajo o requerimientos$ est3 definida por
la
norma API @8 &99&9& Te24era*ra 1e 1ise0# 'a m34ima temperatura de tra*ajo de la carca"a del compresor /equivalente a la temperatura de dise,o0 de*er3 ser la temperatura de descarga m34ima. 'os factores que pueden elevar la temperatura de descarga so*re su nivel normal sonK
6emperatura alta a la entrada$ operaci#n a un punto de eficiencia *ajo$ alta relaci#n de presi#n /por ejemplo$ de*ido a velocidad m34ima$ alto peso molecular0 ensuciamiento del compresor$ e inter^enfriadores defectuosos. 'as temperaturas mayores que se podr!an generar$ de*ido a la p-rdida c ompleta de agua de enfriamiento en los inter^enfriadores for"ar!an a una parada del compresor y en consecuencia no de*er3n considerarse al fijar la temperatura de dise,o.
56
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
&99 C#24res#res re3i4r#3anes &999/ Presi!n 1e 1ise0# 'os clientes industriales prefieren el t-rmino presi#n de tra*ajo m34ima permisi*leJ que presi#n de dise,oJ para los compresores reciprocantes. &999& Te24era*ra 1e 1ise0# 'os clientes industriales prefieren el t-rmino temperatura m34ima permisi*leJ que temperatura dise,oJ para compresores reciprocantes. =in em*argo$ ya que la temperatura m34ima permisi*leJ es especificada por el suplidor como una limitaci#n mec3nica del modelo particular de m3quina$ la especificaci#n de dise,o de*er3 incluir la temperatura m34ima permisi*le$ la cual se fija por lo menos 8>]C /:?]20 por encima de la temperatura nominal de descargaJ. &99 C#24res#res r#a#ri#s &999/ Presi!n 1e 1ise0# 'a presi#n de dise,o para compresores rotatorios es definida formalmente de la misma manera que para los centr!fugos. =in em*argo$ de*ido a que el compresor rotativo es un mecanismo de despla"amiento positivo$ el valor de*er3 ser seleccionado de la misma manera como para los reciprocantes\ o sea$ 8; so*re la presi#n normal de descarga o 8? Pa /:? Psi0$ el que resulte mayor. &999& Te24era*ra 1e 1ise0# 'a temperatura de dise,o para compresores rotativos se define formalmente de la misma forma que para los compresores centr!fugos$ y de*er3 ser calculada como la temperatura de descarga estimada a la temperatura de entrada m34ima$ presi#n
57
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
normal de entrada$ y la presi#n de cali*raci#n de la v3lvula de seguridad a la descarga$ m3s un margen nominal de 8>]C /:?]20.// &9 Aer#'en7ria1#r (entro del proceso de captura de CO : se instalaran un compresor$ pero despu-s de la descarga$ se instalar3n un aeroenfriador para acondicionar la temperatura del CO: de descarga a las condiciones e4igidas para la posterior inyecci#n de CO: y transporte del mismo al po"o inyector. 'os AeroDenfriadores son intercam*iadores de calor compactos modulares de aguaDaire o aireDaire que permiten enfriar el flujo hasta una temperatura de ?QC por encima de la temperatura am*iente. Operan en circuito cerrado /realmente cerrado0 con el menor de los mantenimientos posi*les./& &l agua de proceso que entra al AeroDenfriador cede calor al am*iente al pasar por un intercam*iador de calor aguaEaire y unos ventiladoresEes que generan una corriente de aire que pasa a trav-s de dicho intercam*iador. &n el caso de que la temperatura del aire /caso de verano0 sea alta$ el AeroDenfriador por acci#n de su controlador de temperatura a*re una v3lvula solenoide permitiendo el pasaje de agua a presi#n /provisi#n del cliente0 para efectuar un rociado de agua so*re el aire de entrada al AeroDenfriador *ajando su temperatura y consecuentemente consiguiendo un menor temperatura en el agua de salida del agua al proceso.
la presión e escar#a e*e especificarse como el (alor ms *ajo para el cual se espera que el compresor tra*aje e acuero al iseo. Presion de Entrada:
58
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
&9/. %e1i1#res 1e 7"*# &l flujo de gas natural desde que deja el yacimiento hasta que alcan"a el sitio donde se utili"a$ generalmente es un flujo continuo. ajo estas condiciones de flujo el gas no puede ser almacenado o retenido por largo tiempo$ a diferencia del petr#leo u otros l!quidos$ as! que su volumen de*er ser determinado instant3neamente durante su flujo a trav-s de la tu*er!a$ lo cual representa un pro*lema de medici#n m3s dif!cil. 1n medidor es un dispositivo que mide la tasa de flujo o cantidad de fluido en movimiento a trav-s de un gasoducto a*ierto o cerrado. 1sualmente$ consiste de un elemento o dispositivo primario$ secundario o terciario.
&9/.9/ C#n1i3i#nes 1e" 7"*# 1e gas 4ara "a 2e1i3i!n &l flujo de gas es continuo$ sin que en ningn punto de su trayectoria sea almacenado. Por lo que su medici#n de*e de hacerse directamente so*re una corriente de gas que est3 fluyendo continuamente. &9/.9& P"a3a 1e #ri7i3i# &stos medidores se clasifican en conc-ntricas$ e4c-ntricas y segmentadas las placas de orificio conc-ntricas son las m3s utili"adas$ instal3ndose en *ridas y cajas de orificio. &9/.9 Se"e33i!n 1e "#s 2e1i1#res Con el o*jeto de tener una alta e4actitud en la medici#n de los fluidos manejados$ con lo cual se logra consistencia en el control de las operaciones$ la selecci#n del medidor adecuado para un determinado servicio requiere de la aplicaci#n de una serie de criterios que facilitan la selecci#n del dispositivo id#neo al m3s *ajo costo.
59
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
'os criterios de selecci#n a tomar en cuenta sonK aM Ti4# 1e 7"*i1# a 2e1ir &n el mundo petrolero los fluidos a manejar son /petr#leo$ gas y vapor de agua0 5M Pr#4!si# 1e "a 2e1i3i!n (entro de los prop#sitos se tiene /control de flujo$ distri*uci#n de volmenes$ control de inventarios\ venta de productos y o*tenci#n de datos
para ingenier!a de procesos0. &9// Dise0# 1e 1*3# 4ara e" rans4#re 1e CO& =e esta*lecen los requisitos para el dise,o y selecci#n de materiales del ducto para el transporte de un gas acido considerando las condiciones de operaci#n$ requisitos particulares del derecho de v!a y de la construcci#n. &n el dise,o de*en evitarse condiciones que puedan causar esfuer"os mayores a los permisi*les y que puedan causar fallas al sistema. =e de*en tomar medidas adicionales para proteger al ducto cuando se encuentre e4puesto a actividades que puedan originarle da,os. &9//9/ Bases 1e *s*ari# &l 3rea que solicite la construcci#n de un sistema de ductos para la transportaci#n del gas en este caso CO :J$ de*e e4pedir las *ases de usuario donde se indiquen las caracter!sticas t-cnicas y par3metros de calidad que el ducto de*e cumplir. 'a m!nima informaci#n que de*e contener este documento esK (escripci#n de la o*ra. 'ocali"aci#n. Condiciones de operaci#n. Caracter!sticas del fluido a transportar. 60
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Informaci#n so*re el derecho de v!a # sugerencia de tra"o. Condiciones de mantenimiento. Instrumentaci#n y dispositivos de seguridad. &9//9& Presi!n inerna 'a tu*er!a y sus componentes de*en dise,arse para una presi#n interna de dise,o /Pi0 igual o mayor que la presi#n de operaci#n m34ima /+OP0 a r-gimen constante$ la cual no de*e ser menor a la presi#n de la carga hidrost3tica en cualquier punto del ducto en una condici#n est3tica. 'a capacidad por presi#n interna para tu*er!a que transporta l!quido o gas$ est3 dada
por
la
siguiente
e4presi#n
*asada
en
la
f#rmula
de
arloL
/A=+& <8.$ secci#n >8.880K &9//9 C"asi7i3a3i!n 4#r 3"ase 1e "#3a"i+a3i!n 'a clase de locali"aci#n se o*tendr3 en *ase a la norma A=+& <8. secci#n >;.:8 &9//9 Te24era*ra y 4resi!n 1e 1ise0# 1e" 1*3# 1e rans4#re 1e CO& &9//99/ Prin3i4i#s 5si3#s 'a temperatura y la presi#n de dise,o de un sistema afectan la seguridad$ la confia*ilidad y la econom!a de la planta. 'a fijaci#n de la temperatura y la presi#n de dise,o influencian o determina el material a utili"ar$ el espesor del componente$ la fle4i*ilidad de la tu*er!a$ la disposici#n de las unidades$ los soportes$ el aislamiento$ la fa*ricaci#n y las prue*as de los equipos y sistemas de tu*er!as a ser instalados. 'a temperatura y la presi#n de dise,o de*en ser esta*lecidas de forma tal que sean adecuadas para cu*rir todas las condiciones de operaci#n previsi*les$ incluyendo
arranque$
parada$
pertur*aciones
del
proceso$
incrementos 61
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
planificados en la severidad de operaci#n$ diferentes alimentaciones y productos$ y ciclos de regeneraci#n$ cuando aplica. &n general$ las condiciones de temperatura y presi#n de dise,o para equipos de planta /recipientes a presi#n$ calderas$ tanques$ intercam*iadores de calor$ columnas$ reactores$ etc.0$ as! como las condiciones generales de dise,o para tu*er!a son esta*lecidas durante el desarrollo de la ingenier!a *3sica. &n lugar de definir condiciones de dise,o separadas para cada uno de los equipos y sistemas de tu*er!as considerados en un proyecto$ normalmente
es
recomenda*le definir sistemas que est-n e4puestos a las mismas condiciones y protegidos por el mismo arreglo de alivio de presi#n$ lo cual permite una definici#n comn de las condiciones de dise,o$ resultando en un dise,o coherente y de f3cil seguimiento durante las fases de ingenier!a de detalles$ fa*ricaci#n$ construcci#n y prue*a.
&9//99& T*5ería 1e rans4#re 1e 7"*# 1e gases &s un sistema que consta de tu*os$ *ridas$ pernos$ empaquetaduras$ v3lvulas$ accesorios$ juntas de e4pansi#n$ tensores$ juntas giratorias$ elementos para soportar tu*er!as$ y aparatos que sirven para me"clar$ separar$ amortiguar$ distri*uir$ medir y controlar el flujo. &9//99 Traa2ien# @r2i3# &s el calentamiento uniforme de una estructura$ tu*er!a$ o porci#n de la misma$ a una temperatura suficiente para aliviar la mayor parte de la tensi#n residual$ seguida por un enfriamiento uniforme$ suficientemente lento para minimi"ar el desarrollo de nuevas tensiones residuales.
62
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
&9//9 Te24era*ra 1e 1ise0# 'a temperatura de dise,o de equipos y sistemas de tu*er!as se define generalmente como la temperatura correspondiente a la m3s severa condici#n de temperatura y presi#n coincidentes$ a la que va a estar sujeto el sistema. (e igual importancia en el dise,o y las especificaciones mec3nicas son la temperatura m!nima y$ en algunos casos$ otras temperaturas e4tremas que puedan ocurrir a vac!o o a *ajas presiones de operaci#n. Como todos estos niveles de temperatura de dise,o$ m!nima y de operaci#n e4trema$ tienen una influencia significativa en el dise,o mec3nico$ en la selecci#n del material$ y en la econom!a de los sistemas considerados$ es necesario para los dise,adores considerar cada uno de ellos cuando se especifican las condiciones de dise,o. Considerando estos factores$ los dise,adores
de
proceso
de*en
especificar
la
temperatura
de
dise,o
/que representa el m34imo l!mite de temperatura0 y la temperatura cr! tica de e4posici#n /que representa el l!mite m!nimo de temperatura0 para todos los sistemas.
&9//99/ Te24era*ra 1e #4era3i!n 2Hi2a &s la temperatura m3s alta del fluido del proceso prevista para las desviaciones esperadas de la operaci#n normal. &sto incluye arranque$ despresuri"aci#n$ parada$ operaciones alternadas$ requerimientos de control$ fle4i*ilidad operacional y pertur*aciones del proceso. 'a definici#n de esta temperatura de*e ser considerada individualmente$ evaluando las causas que la determinan$
y
cualquiera que sea el caso determinante$ se de*e esta*lecer en los documentos de dise,o. &9//99& Te24era*ra 1e 1ise0# 1e e?*i4#s 'a temperatura de dise,o de los equipos a presi#n o a vac!o se determina esta*leciendo las condiciones m3s severas$ simult3neas$ de temperatura y presi#n 62
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
que ocurrir3n en cualquier fase de las operaciones del proceso. &sta temperatura se usa en el dise,o mec3nico para esta*lecer los niveles de esfuer"o de dise,o y determinar los espesores m!nimos del metal que se requieren para satisfacer los c#digos u otros criterios mec3nicos. &9//9 Presi!n 1e 1ise0# 1e e?*i4#s y 1e rans4#re 1e gas &9//99/ Presi!n 1e 1ise0# &s la m34ima presi#n interna o e4terna utili"ada para determinar el espesor m!nimo de tu*er!as y recipientes y otros equipos. Para condiciones de vac!o parcial o total$ la presi#n e4terna es la m34ima diferencia entre la atmosf-rica y la presi#n en el interior del recipiente o tu*er!a. 'a presi#n de dise,o especificada para equipos y tu*er!as esta normalmente *asada en la presi#n de operaci#n m34ima$ m3s la diferencia de presi#n entre la presi#n m34ima de operaci#n y la presi#n fijada en el sistema de alivio de presi#n /AP0. &sta diferencia de presi#n es requerida para prevenir la apertura prematura de una v3lvula de alivio de seguridad o la falla prematura de un disco de ruptura. &9//99& Presi!n 1e #4era3i!n &s la presi#n a la cual los equipos o tu*er!as est3n normalmente e4puestos durante la operaci#n de los mismos. &9//99 Presi!n 1e #4era3i!n 2Hi2a &s la m34ima presi#n prevista en el sistema de*ida a desviaciones de la operaci#n normal. &sto incluye arranques$ paradas$ operaciones alternadas$ requerimientos de control$ fle4i*ilidad de operaci#n y pertur*aciones del proceso. 'a m34ima presi#n de operaci#n de*e ser al menos ? mayor que la presi#n de operaci#n.
63
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
&9//99 Presi!n 1e Tra5a# %Hi2a Per2isi5"e &s la m34ima presi#n manom-trica permisi*le en el tope de un recipiente colocado en su posici#n de operaci#n$ a una temperatura esta*lecida. &sta presi#n se *asa en c3lculos que usan el espesor nominal$ e4cluyendo la tolerancia por corrosi#n y e4cluyendo el espesor requerido para satisfacer cargas diferentes a las de presi#n para cada elemento de un recipiente. 'a P6+P no se determina normalmente para recipientes nuevos$ pero se usa en recipientes que van a ser redimensionados o en estudios relacionados con usos alternos del equipo. &9//99 Presi!n 1e 4r*e5a 8i1r#si3a &s la presi#n manom-trica aplicada al equipo o tu*er!a durante la prue*a hidrost3tica. 'a m!nima presi#n requerida y la m34ima presi#n permisi*le para la prue*a dependen del c#digo aplicado./ &9/& %ARCO TEÓRICO REFERENCIAL &9/&9/ N#r2as inerna3i#na"es A2eri3an Per#"e*2 Insi*e KAPIM ' API =P&C ?' &specificaciones para tu*er!as de flujo ' API RP ?'8 Pr3cticas recomendadas para el transporte de tu*er!as ' API RP ?'< Pr3cticas recomendadas para prue*as de tu*er!as de flujo ' API RP ?' Pr3cticas recomendadas para uso de tu*er!as de flujo en el Campo
' API RP ?' Pr3cticas recomendadas para inspecci#n de tu*er!as de flujo en el Campo ' API =P&C @( 3lvulas ' API RP 888; Pressure 6esting of 'iquid Petroleum Pipelines
64
l peso e la atmósfera so*re la super@cie e la tierra. A ni(el el mar$ sta es apro)imaamente 1.013 *ars$ 101$300 BeCtons,m2$ 14.7 l*s,pul#2 ó 30 pul#aas e mercurio. Presión Atmosférica:
65
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
A2eri3an S#3iey #7 %e38ani3a" Engineers KAS%EM ' A=+& 8@.? ridas para tu*er!as y cone4iones ' A=+& <8. Gas 6ransmission (istri*ution Piping =ystems ' A=+& <8.< Process Piping (esign ' A=+& [email protected]; (imensiones de v3lvulas$ cara a cara$ e4tremo a e4tremo ' A=+& 8@.:; Buntas met3licas para *ridas de tu*er!as D &spiraladas y Recu*iertas /jacUeted0 ' A=+& 8@.:8 Buntas planas no met3licas para *ridas de tu*er!as Insr*2en S#3iey #7 A2eri3a KISAM '
I=A^?.8 Instrumentation =ym*ols and Identification
'
I=A^?.: inary 'ogic (iagrams for Process Operations
'
I=A^?.< Graphic =ym*ol for (istri*uted Control
'
I=A^?.> Instrument 'oop (iagrams
'
I=A^?.? Graphic =ym*ols for Process (isplays
Nai#na" Fire Pr#e3i#n Ass#3iai#n KNFPAM ' ' ' ' ' ' ' ' '
72PA 8 2ire Prevention Code 72PA 8: Car*on dio4ide e4tinguishing systems 72PA 8; General 2ire =afety 72PA : 7ational 2ire Alarm Code 72PA ; 7ational &lectric Code 72PA Recommended Practice on =tatic &lectricity 72PA >9? &4plosive +aterials Code 72PA >9@ Purged and pressuri"ed enclosures for electrical equipment 72PA ; =tandard for the Installation of 'ightning Protection =ystems
A2eri3an S#3iey 7#r Tesing an1 %aeria"s KAST%M ' A=6+ &D888 =tandard +ethod for Photovoltaic +odules in Cyclic 6emperature and )umidity &nvironments ' A=6+ &D8<: =tandard 6erminology Relating to Photovoltaic =olar &nergy 66
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Conversion
' A=6+ A89> &specificaci#n =tandard para tuercas de aceros al car*ono y de aceros aleados para *ulones$ para servicio a alta presi#n o a alta temperatura$ o para am*as condiciones ' A=6+ 28>@ +-todo de ensayo para la resistencia a los fluidos de materiales para juntas ' A=6+ 28?: +-todo de ensayo para la tensi#n de materiales para juntas no +et3licos
' A=6+ 2><@ &specificaci#n para arandelas de acero endurecido &9/ %ARCO TEÓRICO >UR;DICO &9/9/ Legis"a3i!n B#"i-iana &9/9/9/ Seg*ri1a1 '
Reglamento para el dise,o$ construcci#n y a*andono de ductos.
' Reglamento de 7ormas 6-cnicas y =eguridad para las Actividades$ &4ploraci#n y &4plotaci#n de )idrocar*uros. &9/9/9& %e1i# a25iene '
'ey de medio am*iente 7] 8<<< del :D;>D899:.
'
Reglamento Am*iental del =ector )idrocar*uro (.=. :><.
'
Reglamento Para Construcci#n H Operaci#n (e Plantas (e Almacenaje.
'
Reglamento de Contaminaci#n Atmosf-rica (.=. :>8@.
'
Reglamento de Gesti#n de Residuos =#lidos (.=. :>8@.
67
CAP;TULO III INGENIER;A PROPUESTA
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Para el inicio del proyecto se llevar3 a ca*o un procedimiento de acuerdo a los o*jetivos espec!ficos indicados anteriormente en el 3a4í*"# /99&9 &n el cuadro inferior se muestra el proceso general de recuperaci#n de CO : e inyecci#n al po"o )=RD8;$ como descripci#n el CO : se recupera del acumulador de reflujo$ el cual esta despu-s de la torre contactora de la planta =anta Rosa$ el volumen que ventea$ este sistema es de apro4imadamente >.::++=C2( y que el mismo se pretende capturar de acuerdo al proceso del esquema inferior. Fig*ra /.: 1iagra2a 7ina" 4ara "a 3a4*ra e inye33i!n 1e CO& a" 4#+# (SR'/.
68
TITULO: AUTOR: 3;
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
INTRODUCCIÓN
'a ingenier!a propuesta en el presente proyecto$ inicia con la determinaci#n del arreglo del po"o inyector y po"os productores en el campo )=R$ para que se o*tenga la mayor eficiencia en el sistema de &OR\ una ve" definido esto$ se determinar3n los par3metros operativos del sistema de inyecci#n de CO:. 'uego$
se dise,ar3 el sistema de captura y transporte del CO: a la salida del
acumulador de reflujo que se ventea a la atm#sfera. &l dise,o constar3 con un manifold de succi#n un sistema de compresi#n y enfriamiento de CO: y la correspondiente l!nea de inyecci#n al campo )=R. Con todo esto se determinar3 la inversi#n requerida para el proyecto y su posterior evaluaci#n econ#mica$ que determinar3 la renta*ilidad del mismo. 9/ de todo el territorio nacional$ teniendo olivia una gran posi*ilidad de convertirse en el centro energ-tico de la regi#n. 9/9/ Ya3i2ien#s s*s3e4i5"e a "a a4"i3a3i!n 1e re3*4era3i!n EOR 'os yacimientos aptos para la aplicaci#n de m-todos de &OR son aquellos que cuentan con petr#leo viscosos /medianamente pesado y e4trapesados0. 69
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
&n olivia contamos con campos petrol!feros con estas caracter!sticas$ los cuales se muestran en la ta*la siguiente. TABLA : Ca24#s a4#s 4ara "a re3*4era3i!n 1e EOR CA%POS APTOS PARA REALI)AR PRODUCTO RECUPERACIÓN %E>ORADA DE PETRÓLEO ). =1AR&T R. Petr#leo y Gas en =oluci#n )=R 'O= P&7OCO= Petr#leo y Gas en =oluci#n 'P= 'O= C1=I= Petr#leo y Gas en =oluci#n 'C= Petr#leo y Gas en =oluci#n PB= PA61B1=A' Petr#leo y Gas en =oluci#n +G( +O76&AG1(O Petr#leo y Gas en =oluci#n BO &R+&BO 2uenteK Ing. Ral +aldonado Garc!a 6odos los yacimientos mostrados en la anterior ta*la con productores de petr#leo y petr#leo con gas en soluci#n$ con las caracter!sticas necesarias para llevar a ca*o la aplicaci#n de m-todos de Recuperaci#n +ejorada$ en cuanto a los aspectos netamente t-cnicos que se refiere. &l 3rea )um*erto =uare" Roca$ que a*arca los campo Patujusal$ los Cusis y )um*erto =uare" Roca$ es el m3s Apto para la aplicaci#n de m-todos de Recuperaci#n +ejorada$ especialmente los campos Patujusal Oeste y )um*erto =uare" Roca$ por contar con petr#leo pesado de una densidad entre /:>D0 ]API$ y ser actualmente el petr#leo m3s viscoso que produce olivia. (e esta manera$ mediante el estudio reali"ado a los campos productores de petr#leo pesado y medianamente pesado con los que cuenta el pa!s$ se ha llegado a la conclusi#n de que el campo petrol!fero )um*erto =uare" Roca es el m3s representativo por las caracter!stica que presenta el tipo de crudo que almacena y por las caracter!stica estructurales con las que cuenta. Ra"#n por la cual se llevar3 a ca*o la aplicaci#n Pr3ctica del presente Proyecto y por la pro4imidad que tiene desde el campo y la planta =anta Rosa de donde se capturar3 el CO:. 70
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
9/9& Cr#n#"#gía 1e" 3a24# (*25er# S*are+ R#3a K(SRM &n el centro del campo )=R se halla u*icado apro4imadamente en el punto medio entre el po"o )=RDX8 y el po"o )=RD@ cuyas coordenadas 16+ son las siguientesK
=/.
Y=/&&/..
)=&. 2sn2
'as mismas coordenadas corresponden a las coordenadas geogr3ficasK /. 1e Lai*1 S*r9 1e L#ngi*1 Oese9 &l punto se,alado$ corresponde apro4imadamente con el centro del *loque productor en el reservorio =ara$ donde se tiene una cota de D89 msnm$ del contacto agua petr#leo. Pol!ticamente el campo )um*erto =uare" Roca /)=R0 se encuentra u*icado en la provincia =ara del departamento de =anta Cru". &st3 locali"ado a 888 m al norte <] oeste de la ciudad de =anta Cru"$ en la parte central de los lomer!os de =anta Rosa. A continuaci#n se muestra las propiedades petrof!sicas. TABLA : Pr#4ie1a1es Per#7ísi3as FOR%ACION PRODUCTORA PROPIEDADES PETROFISICAS PETACA ARENISCA / PIRAI SARA &spesor Promedio /m0 8;.; :.? 8?.; >;.; Porosidad Promedio /0 :;.; 88.9 8>.? 9.? =aturaci#n de agua /0 >;.; <9.; :9.; <;.; PROPIEDADES DEL FLUIDO Presi#n Original /Psi0 8$@@? :$@: :$8< :$99 Presi#n de ur*uja /Psia0 DDD 6emperatura de fondo de po"o 8:8 8?? 8@: 8??$: /]20
Gravedad &specifica del o!l /]API0 g
DDD DDD ;.;;9
DDD
DDD ;.;;@;; 2uenteK HP2 Chaco
DDD
<:
DDD ;.;;?@9
8.:>
71
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
'as propiedades del petr#leo del anillo de la arenisca =ara$ fueron e4tractadas del ltimo estudio de e4plotaci#n del Campo y fueron calculadas con las correlaciones e4istentes. &stas propiedades fueron
las *3sicas para reali"ar los c3lculos de
Ingenier!a de Reservorios. =in em*argo por lo inusual del crudo en el pa!s y por la gran importancia que tiene en la fa*ricaci#n de aceite y lu*ricantes y la o*tenci#n de diesel$ este petr#leo ha sido anali"ado cromatogr3ficamente. &l an3lisis est3 referido al po"o )=RDX8. 'as muestras fueron o*tenidas del intervalo :8<: ^ :8<@$ con una *aja presi#n de separaci#n de 8;; /psi0 a trav-s de un choque 8;E@>. 'as reservas actuales de petr#leo en la Arenisca =ara AJ se muestran en la ta*la que mostramos a continuaci#n$ los mismos est3n sustentados por el estudio de reservas y producci#n acumulada de la &mpresa Petrolera C)ACO =.A. que fue presentado en el mes de agosto del :;;@ Ta5"a : Reser-as 1e 4er!"e# Sara Ksin Cas?*ee 1e GasM CA%PO (SR KRESERVORIO SARA PETRÓLEOM UNIDADES olumen ruto de la Roca
88>$;@$;?$9;
m
7et E Groos Ratio olumen neto de la Roca
;$?@ @>$8:?$;@:$;; ;$;9? ;$<; 8$:> :$99@$@>$;9 @$:9 8$? ;$:<
m dec. dec. *lsEpie m *ls ++*ls dec.
=L o ois 8m OI= 2ac. Rec.
Reser-as 1e Per!"e# 2uenteK HP2 Chaco
%%B5"s
72
A continuaci#n en la ta*la siguiente se muestra cada uno de los po"os productores y po"o inyector con sus respectivas profundidades
73
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
TABLA : C##r1ena1as y 4r#7*n1i1a1 1e "#s 4#+#s 4r#1*3#res y 4#+# inye3#r PO)O )=RDX8 )=RD> )=RD@ )=RD8; /Inyector0
COORDENADAS >8@98;.9@ >8@@>@.@; >8@.: >8@@:9.::
Y PROFUNDIDAD ELEVACION COORDENADAS TOTAL K2M B 8:>;<.@ :>>@ :[email protected]; 8:>>:>.>9 :>? :@.8; 8:><>9.:8 :::@ :@8.<; 8:>:>:.9
::?;
:.:;
2uenteK HP2 Chaco =.A. 9/9 Se"e33i!n 1e" 4#+# inye3#r y 4r#1*3#res &l po"o ) =RDX8 /antes =RWDX<0$ perforado por HP2 en 89: alcan"# :>>@ metros de profundidad final$ fue el po"o descu*ridor de petr#leo y gas en el reservorio =ara del sistema silrico. (urante su perforaci#n se cumplieron los o*jetivos de investigar las areniscas Ayacucho y pirai del dev#nico y arenisca del =ara silrico$ considerado como o*jetivos *3sicos. (espu-s de las evaluaciones correspondientes de las formaciones atravesadas$ se concentr# la atenci#n en la arenisca =ara$ en la que se efectu# una prue*a de producci#n$ en el tramo :8<:D:8<@ m**p /metro *ajo *oca de po"o0$ con resultados altamente favora*les por tratarse de hidrocar*uros relativamente pesado /:
AJ
/?$
po"o )=RD> con :>?$? metros de profundidad cumpli# el programa y los
o*jetivos propuestos$ alcan"ando el loque ajo de la estructura y permitiendo la evoluci#n del mismo. 'as prue*as de producci#n en la arenisca =ara en el loque Alto han resultado positivas$ logr3ndose la producci#n del petr#leo en el reservorio =ara AJ con espesor productivo 8;$@ metros y espesor saturado de gas en el reservorio =ara CJ de <<$8 metros de espesor. 74
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Con el po"o )=RD> se ha definido con m3s e4actitud la faja petrol!fera del campo en el sector central. 'a prue*a de producci#n en la arenisca pirai tuvo resultados positivos$ constituyendo en un nivel productor de gas. &l espesor saturado de hidrocar*uros es de apro4imadamente 8? metros. &l po"o )=RD@ con :::@ metros de profundidad$ cumpli# con el o*jetivo de mantener una adecuada producci#n de petr#leo en el campo. &ste po"o fue el menos profundo perforado hasta la fecha$ sin ha*er penetrado la falla J. &n este po"o el reservorio =ara AJ tiene 8$9 metros de espesor productivo de petr#leo. &l po"o )=RD8; alcan"# una profundidad de ::?; metros. &n la arenisca =ara CJ se determin# un espesor til productivo de metros para gas y :; metros para petr#leo en la arenisca =ara AJ$ con una porosidad de 8? y una saturaci#n de agua de <. &l petr#leo tiene una densidad de :?$< ]API. Asimismo se determin# que la arenisca Ayacucho tiene un espesor til de 8< metros$ una porosidad de 8<
y una saturaci#n
de >:$ quedando como
reservorio potencial para una posterior intervenci#n y e4plotaci#n. A partir de 8999 la producci#n de este campo se reali"# mediante levantamiento artificial con agua /)idraulic 'ift0 y gas /Gas 'ift0 como fluido motrices. &n este campo se perforaron 88 po"os$ actualmente tres son productores$ uno es sumidero$ tres est3n cerrados por ser improductivos y tres esperando intervenci#n. 'a profundidad promedio de estos po"os es de :<;; metros$ profundidad a la cual se encuentra los niveles productores =ara y Pirai. 'a producci#n promedio por d!a actual de este campo es de >>; *arriles
de
petr#leo y ;$< millones de pies c*icos de gas. 75
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
(espu-s de evaluar los reservorios penetrados$ la atenci#n se centr# en la Arenisca =ara. =e llev# a ca*o una sola prue*a de producci#n en el intervalo :8<: D :8<@$ /profundidad perforada0. &sta prue*a result# altamente favora*le$ indicando relativamente petr#leo pesado de /<:Q API0. Como la formaci#n est3 constituida por cuatro *loques es necesario aplicar el proyecto en uno de estos *loques del reservorio. =iendo elegido el *loque 8>@ /po"osK )=RDX8$ )=RD>$ )=RD@ y )=RD8;0 por contar con mayor nmero de po"os invertido. 'os po"os que se han elegido para llevar a ca*o el presente estudio y sus respectivas funciones sonK
• )=RD8;K
Po"o Inyector
• )=RDX8K
Po"o Productor
• )=RD>K
Po"o Productor
• )=RD@K
Po"o Productor
9/9 Reser-a re2anene 1e 4er!"e# en e" 5"#?*e / KVresM =e cuenta con los datos de las reservas de petr#leo y la producci#n acumulada$ as! como la reserva remanente en cada po"o del loque 8>@. TABLA /.: Reser-a 5"#?*e / PAR<%ETROS Radio (ren Radio Resv. OOI= Reserva Prod. Acum. Res. Reman
UNID
(SR'/
(SR'
(SR'
(SR'/.
TOTAL
+ + *ls *ls *ls *ls
88$;; :<;$;; 8.>?.?; ??<.:?$; >>.$;; .99;$;@
?:$;; 8?;$;; ?9.?<>$;; 889.?;@$ 8.>@$;; >.;:;$
99$;; :;;$;; 8.?:;.8@<$;; >:?.@>?$?: <<.?@;$;; ?:.;?$?:
<>$;; 8;;$;; ::.9:@ @.>89$<: <8.:@$;; >>.@9<$<:
DDD DDD >.:<@.<< 8.8?.:9@$ 9?8.?;$;; ::<.9$@
2uenteK HP2 Chaco
75
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
=e ha elegido como Po"o Inyector al po"o )=RD8; ya que este se encuentra actualmente cerrado. &sperando intervenci#n y una *uena forma de utili"arlo es aplic3ndolo este proyecto de recuperaci#n &OR como Po"o Inyector de CO :$ ya que se encuentra en el centro del loque 8>@. Como Po"os Productores se han elegido los Po"os )=RDX8$ )=RD> y )=RD@$ ya que se encuentran actualmente en producci#n mediante levantamiento hidr3ulico /)idraulic 'ift0 y 'evantamiento neum3tico /Gas 'ift0. NOTA: -er aneH# &: 2igura 8K Campo )um*erto =uare" Roca 2igura 89K Campo )=R mapa estructural tope arena =ara &stos cuentan con la sarta de producci#n instalada$ por lo que no ser3 necesario otro sistema de elevaci#n y podremos hacer un an3lisis de incremento en la producci#n del *loque cuando se implemente el sistema de Re D Inyecci#n de CO:. 'as caracter!sticas como ser$ los arreglos superficiales /Ca*e"ales de Po"os0 y los arreglos =u*D=uperficiales /&squema de la =arta de Perforaci#n0 del po"o inyector mencionado se muestra en detalle en el ANEOS &9 2igura :;K Ca*e"al de po"o )=RD8;/Po"o inyector0 2igura :8K &stado =u*D=uperficial del po"o Inyector )=RD8; 9& Deer2ina3i!n 1e "#s 4ar2er#s 1e #4era3i!n 9&9/ Ca*1a" 1e inye33i!n 1e CO& a" 4#+# inye3#r (SR'/. &l caudal de gas que llega a la planta =anta Rosa$ como se menciona en el cap!tulo /9 es de >;.:88 ++=C2( y contiene cerca de 8;$? de di#4ido de car*ono$ el mismo que es venteado a la atmosfera.
76
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
'a capacidad m34ima de la Planta =anta Rosa es de @; ++PC($ para los posteriores c3lculos del dise,o de ducto se tomar3 este valor$ para las prevenciones futuras. %Gas >;$:88 ++=C2( 8;$?
(i#4ido de Car*ono
&ntonces el caudal de di#4ido de car*ono que se genera por d!a y que el mismo ser3 inyectado a trav-s del po"o inyector con un volumen de CO : deK >;$:88 ++=C2( %CO:
8;;
8;$?
%CO: >$:: ++=C2( &ste caudal de di#4ido de car*ono ser3 inyectado al po"o )=RD8;$ para la recuperaci#n mejorada del petr#leo. 9&9& Ca"3*"# 1e "a 4resi!n 1e 7#r2a3i!n &n este punto la presi#n de formaci#n la tenemos como datos. 'a presi#n de formaci#n esK Pyac :>: Psi 9&9 Presi!n 8i1r#si3a CO& 'a presi#n hidrost3tica de la columna de CO :$ se calcular3 en *ase a las condiciones que se encuentra en el arreglo del po"o inyector )=RD8;$ que tiene una profundidad de ::?; metros previamente se proceder3 a calcular la densidad del CO:. A condiciones de yacimiento. 77
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
γ )+ 2 =
(atosK
Pyac:<$9 Psi +CO: >>$;8 R8;$<: kco:[
W gas
P @ac R
× M CO2
× T
= 1427630%18 TU/h&!a
γ CO2 = 18%259 Lb / )(es
3
!
P)[
6 8??$: Q2
γ CO2 = 0%2924 cc
&ntonces la presi#n hidrost3tica ser3 deK P)8$ >:8: 4 h /mts0 4 kco: P)8$ >:8: 4 ::?; mts 4 ;$:9:> grEcc P) 9 Psi 9&9 Presi!n 1e inye33i!n 1e CO& 'a presi#n de inyecci#n /P iny0 generalmente se utili"a a una presi#n de inyecci#n de <; mayor a la presi#n del yacimiento o reservorio como se muestra a continuaci#nK
PinyPres Pres /;$<;0$ Psi Piny :>: Psi :>: Psi /;$<;0 Piny @>$@ Psi
78
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
9&9 Presi!n re?*eri1a en 3a5e+a 1e" 4#+# Pca*= Piny D P) /Psi0 Pca* @>$@ ^ 9 /Psi0 Pca* :@:9$@ Psi 9&9 Deer2ina3i!n 1e "a 4resi!n 2íni2a 1e 2is3i5i"i1a1 K%%PM Para determinar la ++P entre el CO: y el petr#leo se calcula de la siguiente formaK 2igura ::K 6emperatureE*u**leDpoint pressure of Co: ++P Correlation /Hellin and +etcalfe0$ en la cual est3 *ajo la norma =P&D+isci*le (isplacement of AI+&. Como dato tenemos la temperatura del yacimiento 8??$: Q2 ++P 89<; Psi 9&9 T@3ni3as Pr#4*esas 1e Trans4#re 1e CO& &n esta secci#n se descri*en los aspectos t-cnicos y econ#micos del transporte de CO: a trav-s de tu*os en forma supercr!tica$ =e *usca adem3s optimi"ar los aspectos energ-ticos del transporte por tu*er!a a los puntos de inyecci#n. As!$ luego de ha*er e4tra!do el CO :$ se de*e manejar que hacer con -l y naturalmente puede ser utili"ado por algn otro proceso o ser tratado como desperdicio y luego desechado.
&4isten : opciones o tipos de transporteK Continuo o (iscontinuo$ am*os requiriendo de recursos sustanciales en t-rminos de energ!a y costos. (e*ido al comportamiento *ajo diferentes presiones y temperaturas del CO : el transporte de*e ser tratado adecuadamente para evitar formas s#lidas. Previo al inicio del transporte del material este de*e ser tratado a trav-s de un r3pido y simple proceso$ dependiendo cual sea el tipo de transporte. &n el caso de que el transporte sea continuo$ es decir$ a trav-s de una tu*er!a el CO : de*e ser manejado con cam*ios de temperaturas y de presi#n mediante un compresor para 79
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
su compactaci#n y con esto una mayor cantidad de flujo puede ser manejado en menos tiempo. Como se mencion# anteriormente hay dos tipos de transporteK '
6ransporte Continuo
'
6ransporte discontinuo
&n nuestro caso el tipo de transporte que se implementar3 en nuestro tema es el deK 6ransporte Continuo. 9&9 Trans4#re C#nin*# 1e CO& Por lo general$ el CO: gaseoso es comprimido a una presi#n superior a +Pa /88@;.< Psi0 con el fin de evitar reg!menes de flujo de dos fases y aumentar la densidad del CO :$ facilitando y a*aratando su transporte. 9&99/ Pr#4ie1a1es 1e" CO&
&s inodoro e incoloro
&s m3s denso que el aire a presi#n atmosf-rica
&s altamente compresi*le. A elevadas presiones es un fluido
denso a temperatura am*iente. Por ejemplo$ a 8;; *ar /8>?;$< Psi0 y :;QC est3 en un estado de fluido denso denominado supercr!tico 7o es inflama*le suele utili"arse como e4tintor de incendio
'as propiedades 2!sico D %u!mico del CO : puro permiten su
transporte en fase densa con altas presiones y a temperaturas am*iente.
Cualquier transporte que permita contener CO : a presi#n
superiores a ; *ar
80
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Fig*ra //: Diagra2a 1e 4resi!n y e24era*ra'1i!Hi1# 1e 3ar5#n#
Ta5"a //: Pr#4ie1a1es 7ísi3as 1e 1i!Hi1# 1e 3ar5#n# CO&
VALOR
UNIDAD
Pesor +olecular (ensidad /;QC y 8 atm0 Presi#n apor 'iquido =aturado 6emperatura Critica Presi#n Critica 6emperatura 6riple Punto Presi#n 6riple Punto
>>$8 8$9 <>? /?;@0 <8$8 <: /8;80 D?@$@ ?8 /?0
gEmol < gEm pa /Psi0 QC pa /Psi0 QC pa /Psi0
81
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
9&99& Deer2ina3i!n 1e" 7a3#r 1e 3#24resi5i"i1a1 Para la determinaci#n de la compresi*ilidad de la composici#n del gas emergente se determinara con la siguiente maneraK er Ane4o : 2igura :: Psi y la temperatura a la salida del di#4ido de car*ono 8;; Q2K &ntonces T;$<9 9&99 Deer2ina3i!n 1e" 1i2er# 1e" sise2a 1e rans4#re 1e CO& &n este punto se proceder3 a calcular el di3metro de la l!nea de transporte de CO:$ se tomar3 en cuenta que para el c3lculo del di3metro se calcular3 con la m34ima capacidad de la planta de gas =anta Rosa$ para cu*rir futuras previsiones de transporte de CO : a trav-s del ducto en caso que aumente la producci#n de la planta =anta Rosa. Para la determinaci#n del di3metro se utili"ar3 las ecuaciones siguientes segn la fuenteK GA= PIP&'I7& )H(RA1'IC=$ &.=hashi +enon. Con estas ecuaciones se o*tendr3 diferentes datos donde al finali"ar se o*tendr3 un solo valor de di3metro #ptimo para el transporte de CO:. 'as ecuaciones afectadas para estos c3lculos sonK '
&cuaci#n AGA
'
&cuaci#n de Panhandle
'
&cuaci#n Weymouth
82
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
TITULO: AUTOR:
aM E3*a3i!n 1e AGA
Tb
)
(
$(
B = 38%77
# A #
× × Pb
12
0%5
2
2 G × Tf × L × Z
D
2%5
×
D!n1e: % Caudal de gas /@$< ++PC(0 & &ficiencia de la tu*er!a$ en valores decimales menores o igual a uno /80 6* 6emperatura *ase en ]R /?:;0 P* Presi#n *ase en psia. /8>$0 P8 Presi#n de salida psia. /::0 P: Presi#n de llegada psia. /:@:9$@8>$:@>>$<0 G Gravedad especifica del gas /aire 80 /8$>>?0 6f 6emperatura promedio de flujo en ]R
/8??$: Q20?<$98
'e 'ongitud equivalente de la tu*er!a en millas /8>$? m9$;; +illas0 T 2actor de compresi*ilidad del gas a dimensional /;$<90 ( (i3metro interno de la tu*er!a en pulgadas /Z[0 2:; /Asumido0 ;$;8? /Calculado 2igura 8aK ariaci#n de viscosidad con temperatura0
2882 − 2644 % 3 = 38%77 $ 20 × × × D 14%7 1%445 × 537 %91 × 9 × 0%39 520
2
0 %5
2
6%3x 10 6
2 %5
D = 2%558 ' 83
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
O 7P= :$? Pulg$ con un espesor de pared de ;$:@ Pulg =C). X=.
Calcular el factor de transmisi#n con este tama,o de la tu*er!a$ utili"ando : con ;$:@ Pulg. (e espesor de pared. (entro de (i3metro de la tu*er!a (:$?D:4;$:@:$<:< Pulg.
Calculando el 7mero de Reynolds. Pb
G × Q × Tb µ × D 14%7 1% 445 × 6%3 × 106 e = 0%0004778 × × 0%0158 × 2%323 520 e = 0%0004778 ×
e = 3350 %17 Con el nmero de Reynolds o*tenido$ nos da un flujo Cr!tico. 7uevamente se calcula el factor de 6ransmisi#n corregido con la siguiente ecuaci#n.
F = 4 *&10 3%7 × D 0%0007 F = 4 *& 10 3%7 × 2%323 0%0007 F = 16%356
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
TITULO: AUTOR:
Con el factor de transmisi#n corregido o*tenemos nuevamente el di3metro #ptimo con la ecuaci#n de AGA.
6%3x 10 = 38%77 × 16
520
2882 − 2644 %3
6
,
356
D 2 %5
(
1%445 2 2 14%7 × 537 %91 9 × 0%39 × D
) 0 %5
= 3%277 '
Por lo tanto en *ase a la ecuaci#n de AGA$ o*tenido con la correcci#n de 2$ nos da un (i3metro de <$: Pulg. 5M E3*a3i!n 1e Pan8an1"e A
B = 435%87 × #
( )
2
P 1
1% 0788
Tb
×
(
Pb
6%3x10 = 435%87 × 0%95× 6
520
× D 2 % 6182
× Tf × L × Z
0%
1%0788 ×
2882
0%5394
2
−2644%3
0%8539
2
× 537%91× 9 × 0%39
1%445
14%7 14%7
)
0%
5394
G
8539
− P 2
2
× D2%6182
D = 2%52 ' 3M E3*a3i!n 1e Pan8an1"e B
B = 737 ×
( ) ×( Tb
Pb 961
2
P 1
1% 02
G
0%
− P 22
× Tf × L × Z
1%02
6
6%3x10
38%77 16 ,
=
×
520
356× 14%7 14%7
)
× D 2 %53
0 %51
2882
(1%445
×
0%961
9×
2
−
2
2644%3
× 537%91×
0%51
) 0%39
× D2%53
D = 2%483 '
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
1M E3*a3i#nes 6ey2#*8
B = 433%5 × # ×
(
( )× Tb
Pb
G
2
P 1
)
− P 22
0 %5
× D 2 % 667
0%961 × Z × Tf × L
520 520 2882 − 2644%3 2%667 6%3x 10 = 38%77 × 16 ,356 ,356 × × × D 14%7 1%445 × 537%91 × 9 × 0%39 2
2
0%5
6
D = 3%057 ' &n resumen$ el di3metro interior m!nimo de tu*er!a requerido *asado en el flujo de varias ecuaciones es el siguienteK Ta5"a /&: Res*2en 1e 1i2er#s #5eni1#s 3#n "as 1i7erenes e3*a3i#nes n#25ra1as ECUACIONES
DI<%ETROS EN PULG
&cuaci#n de AGA &cuaci#n de Panhandle A &cuaci#n de Panhandle &cuaciones Weymouth
<$: :$?: :$>< <$;?
&n la ta*la superior tenemos los resultados de los di3metros o*tenido con las diferentes ecuaciones nom*radas$ con este resultado o*tenemos el promedio del di3metro interno de :$<> para el transporte de CO :. Ha que este valor no est3 dentro de los rangos comerciales$ tomamos el valor de < Pulg. &s importante aclarar el di3metro seleccionado se o*tuvo con la m34ima capacidad de la planta$ en caso que posteriormente aumente la producci#n de la planta y por ende la producci#n de CO :$ esto tam*i-n va a depender de la cromatograf!a del gas.
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
NOTA: actualmente se est3 lan"ando licitaci#n para la producci#n de surgencia del po"o =R=D8;$ es as! que la planta =anta Rosa aumentara su producci#n y por ende el venteo de CO :$ ya que este po"o contiene cerca de 8;$ CO : segn datos o*tenidos actualmente por HP2 Chaco9 9&99 Deer2ina3i!n 1e "a es4e3i7i3a3i!n 1e" 2aeria" 1e rans4#re 1e CO& 'a especificaci#n o est3ndar para la determinaci#n del material de ducto$ se *asar3 en la normaK A=+& <8$> /sistema de transporte de hidrocar*uros l!quidos y otros l!quidos por ductos de tu*er!a0. &dici#n 899: (e acuerdo al p3rrafo &9&9 de la norma que se menciona en la parte superior indica queK &n las l!neas de di#4ido de car*ono$ se de*en usar materiales que est-n en conformidad con A=6+ A <<< y A=6+ A >:; /para accesorios0. &ntonces la tensi#n admisi*le para el uso del sistema de tu*er!a$ se *asar3 de igual forma a la norma A=+& <8$> donde se determina la Resistencia +!nima a la 2luencia es deK ;;; Psi$ grado del materialK A=6+ <<< GR @. Como indica en la ta*la >;:.<.8 /a0 P3g. : &dici#n 899:. %ue la misma se encuentra en la parte inferior$ donde nos indica la estandari"aci#n o especificaci#n de los diferentes materiales para diferentes servicios y accesorios. Para nuestro caso el material que se utili"ar3 est3 marcado con color amarillo$ tanto la l!nea y para los accesorios en la ta*la inferior.
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Ta5"a /: Esn1ares 1e 2aeria"es
88
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Ta5"a /: Tensi#nes a12isi5"es 4ara *s# 1e re7eren3ia en sise2as 1e *5ería
9&99 Deer2ina3i!n 1e" es4es#r n#2ina" 1e "a *5ería
89
&l espesor requerido para secci#n rectas de tu*er!a se determinar de acuerdo a la siguiente ecuaci#n segn norma A=+& <8$ P3rrafo >8.88 P3g. <@
90
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
t
=
P × d
2 × - × ( × # × T
(#ndeK
t &spesor nominal de la tu*er!a /pulgadas0. P presi#n de dise,o /psi0. = &sfuer"o m!nimo de cedencia del +aterial /psi0. /er 6a*la 8>0. d (i3metro e4terior de la tu*er!a /pulgadas0. 2 2actor de Ajuste que depende de la clase de locali"aci#n;$@; /ver Ane4os 6a*la <80. & 2actor de junta longitudinal 8$;; ver /Ane4os ta*la <:0. 6 2actor de temperatura 8 /ver Ane4os 6a*la <<0
t = t
=
×d × ( × # × p
2× -
×3%5
3600
2 × 35000 t
T
× 0 ,60 × 1 × 1
= 0%3
&l espesor de pared requerido para nuestro (ucto es de ;$< pulgadas$ teniendo en cuenta que la tu*er!a estar3 e4puesta a la corrosi#n. 9&99 C#n3"*si!n 1e" 1ise0# 1e 1*3# en 5ase a n#r2a AS%E B/ y B/ Di2er#
:
< Pulg. /@$: mm0.
Es4es#r 1e "a Pare1
:
;$< Pulg. /$@: mm0.
SC(
:
; 91
L#ngi*1 1e" D*3#
:
8>$? m.
92
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Es4e3i7i3a3i!n Lí2ie 1e Ce1en3ia
KSY%SM
C"ase
:
A=6+ A <<<.
:
$;;; /psig.0
:
8?;;
Presi!n 2Hi2a 1e #4era3i!n KP%OM :
<@;; /Psig.0
9 Dise0# 1e" sise2a 1e 3#24resi!n 1e CO& a "a sa"i1a 1e" a3*2*"a1#r 1e re7"*# A continuaci#n se procede a calcular todos los par3metros que influyen en el sistema de compresi#n y *as3ndose rigorosamente de acuerdo a la norma API @8 y siguiendo con los procedimientos de c3lculos del GP=A. 99/ Cr#2a#gra7ía 1e" gas ?*e se -enea a "a a2!s7era 'a composici#n del gas la l a o*tenemos del an3lisis cromatogr3fico. Ta5"a /: C#24#si3i!n 1e" gas y 3#n s*s 4ar2er#s 1e" GPSA Pes# Ca4a3i1a1 Fra33i!n Pes# %#"e3*"ar Ca"#rí7i3a C#24#nenes %#"ar %#"e3*"ar E?*i-9 K/..WFM C)> ;$;;?;@ 8@$;>: ;$;88 $@? C:)@ ;$;;; <;$;@9 ;$;:8;> 8:$9? C<) ;$;;;:? >>$;9@ ;$;88;:> 8$8 I C>)8; ;$;;;;? ?$8:: ;$;;:9; :<$9? 7 C>)8; ;$ ;$;;;88 ?$8:: ;$;;@<9 :>$; I C?)8: ;$;;;88 :$8>9 ;$;;9< :9$>: 7 C?)8: ;$;;;8; :$8>9 ;$;;:8> :9$8 C@)8> ;$;;;8? @$8? ;$;8:9: $< C)8@ ;$;;;>? 8; 8;;$:;: ;$;>?; >8$;: C)8 ;$;;;?8 88 88>$::9 ;$;?:? >@$9: C9):; ;$;;;8 8: 8:$:?? ;$8;< $9? CO: ;$9;9 >> >>$;8; >;$;; 9 7: ;$;;;:: :$;8 ;$;;@8@ 9$9@ ): O ;$;:? 8$;8?< 8$> $;<
/.. K/M
K&M
/ KM=K/MK&M
KM
Ca4a3i1a1 Ca"#rí7i3a Fina" ;$;><@ ;$;9;@ ;$;;>@ ;$;;889 ;$;;:@> ;$;;<:<@ ;$;;:9 ;$;;?<; ;$;8>? ;$;:<9: ;$;<: $8;8 ;$;;:89 ;$@@<
. KM=K/MKM
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
'os valores de las columnas : y > son o*tenidos de la ta*la
del
GP=A P3g. @; y <8?. &n *ase a la composici#n podemos determinar la gravedad espec!fica del CO: y el peso molecular del aire$ medidos am*os a @; Q2 y -G = 1%44 8>$ Psia. 41%85 -G =
28%964
'a relaci#n de los valores espec!ficos J para un proceso adia*3tico est3 dado porK =egn la GP=A er ane4o < 2igura <@J
P")p = P")p − 1%987
. =
9%079
= 1%280
9%079 − 1%987
=e necesita tam*i-n el poder calor!fico y los valores cr!ticos o*tenidos en *ase a la ta*la anterior. Ta5"a /: C#24#si3i!n 1e" gas y s* 4#1er 3a"#rí7i3# C#24#nenes Fra33i!n %#"ar C)> C:)@ C<) I C>)8; 7 C>)8; I C?)8: 7 C?)8: C@)8> C)8@ C)8 C9):; CO: 7: ):O /80
BTUCF
;$ ;$;;?;@ ;$;;; ;$;;;:? ;$ ;$;;;;? ;$;;;88 ;$ ;$;;;88 ;$;;;8; ;$;;;8? ;$;;;>? ;$;;;?8 ;$;;;8 ;$9;9 ;$;;;:: ;$;:?
9;9$8 8@8$ :<8@$8 <;;;8 <;8;$> <@9$< <;$? >>;<$ ?8;;$: ?9@$ @>9<$< ; ; ;
8$;; /:0
/<0
BTUCF E?*i>$@ 8$8<: ;$?9 ;$8?; ;$<<8 ;$>;@ ;$<; ;$@@; :$:9 :$9?@ ?$:?9 ; ; ; 8$<< 61EC2 />0/:0/<0
&n la siguiente ta*la tam*i-n se calcular3 la temperatura cr!tica y la presi#n cr!tica.
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Ta5"a /: C#24#si3i!n 1e" gas 4resi!n 3ríi3a y e24era*ra 3ríi3a P3 Fra33i!n C#24#nenes %#"ar In1i-i1*a" KPsiaM C)> C:)@ C<) I C>)8; 7 C>)8; I C?)8: 7 C?)8: C@)8> C)8@ C)8 C9):; CO: 7: ):O
;$;;?;@ ;$;;; ;$;;;:? ;$ ; $;;;;? ;$ ;$;;;88 ;$;;;88 ;$ ;$;;;8; ;$;;;8? ;$;;;>? ;$;;;?8 ;$;;;8 ;$9;9 ;$;;;:: ;$;:?
@@ ;@$@ @8?$? ?:$9 ??;$9 >9;$> >$ ><@$9 <9@$ <@;$ <<;$ 8;; >9:$? <:;;$8
/...
P3 E?*i-9 KPsiaM
T3 In1i-i1*a" KWRM
T3 E?*iKWRM
<$<? ;$>9> ;$8?< ;$;:@< ;$;@;? ;$;?<9 ;$;> ;$;@?? ;$8? ;$8<9 ;$:@ 9:$?:< ;$8;< :@>$:@
<><$<> ?>9$9: @@?$9: <>$>8 @?$?? :9 >?$ 98<$ 9:$9 8;:>$: 8;;$ ?>$@ ::$> 88@?$8
8$< ;$<> ;$8@@> ;$;<@ ;$;>: ;$;988 ;$;>? ;$8<; ;$>< ;$?:: ;$@< >9$? ;$;?; 9@$:8
P3=/&/
T3=
99& Da#s re?*eri1#s 4ara "#s 3"3*"#s 1e "#s 4ar2er#s 1e" 3#24res#r9 'a presi#n critica a*soluta 8:>8$9 6emperatura cr!tica a*soluta?9$@? .ma4@$< ++=C2( =G 8$>> Presi#n de succi#n; Psig>$ Psia 8$:
6emperatura de succi#n /Ps08;;Q2 Presi#n de descarga /Pd0:: Psia Presi#n *arom-trica 8>$8: Psia
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
99 Dise0# 1e 3#24res#r 3#n *n ea4a Primeramente se calcular3 la temperatura de descarga del compresor$ con una sola etapa$ con el fin de verificar la relaci#n de compresi#n que normalmente es menor de ?. 999/ Re"a3i!n 1e 3#24resi!n
R
= Pd / Ps R
R
= 2882 / 84%7
= 34%02
999& Deer2ina3i!n 1e "a e24era*ra 1e 1es3arga 'a ecuaci#n para la determinaci#n de la temperatura de descarga se *asar3 segn la ecuaci#n 8
−1 R
= Ts ×
Td
Td
1% 28 −1
= 560 × 34 ,02 1% 28
= 1211 º = 751 º F
&n resumen la temperatura de descarga del compresor que se o*tuvo en esta secci#n es demasiada alta de igual forma la relaci#n compresi#n es un valor muy elevado$ por lo que ser3 necesario dise,ar un compresor de tres etapas$ tam*i-n se calcul# con dos etapas y nos da un valor alto por encima del valor de relaci#n de compresi#n normal que es menor a ?. 99 Dise0# 1e 3#24res#r 3#n res ea4as 999/ Re"a3i!n 1e 3#24resi!n 4ri2era ea4a =o*re el c3lculo de esta relaci#n para cada servicio se o*tiene dividiendo la presi#n de descarga final$ para la presi#n de succi#n inicial$ tomando valores a*solutos para el caso de servicios en varias etapas$ se procede a la siguiente maneraK
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
TITULO: AUTOR:
a0 'a relaci#n de compresi#n inicial por etapa se o*tiene de.
n R1 = Pd / Ps
R 1
R 1
=
= 3 2882 / 84 %7
3 % 24
999& Deer2ina3i!n 1e "a 4resi!n 1e 1es3arga 1e "a 4ri2era ea4a Pd 1 Pd 1 = /R1 0 Pd 1 = -3%24-84%7 → R1 = Ps /Ps0
Pd 1 = 274 %4 Psia Para la relaci#n de compresi#n de la primera etapa es necesario considerar la ca!da de presi#n inter etapa AP$ calculada as!K
∆ P = 0%1( Pd 1)
0%7
∆ P = 0%1 (274 %4 )0 % 7
∆ P = 5 #s(a 999 Deer2ina3i!n 1e "a 4resi!n 1e s*33i!n 1e "a seg*n1a ea4a =er3 la presi#n de descarga de la primera etapa menos la ca!da entre etapas. Ps 2 = Pd 1 − Ps 2 = 274 %4 − 5 ∆ P
Ps 2
= 269 Psia
999 Re"a3i!n 1e 3#24resi!n seg*n1a ea4a
R 2
=
Pd / Ps 2
n
R 2
R 2 =
= 3%27
2
2882 / 269
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
TITULO: AUTOR:
999 Deer2ina3i!n 1e "a 4resi!n 1e 1es3arga 1e "a seg*n1a ea4a Pd 2 = R 2 × Ps Pd 2 = 3%27 × 269 2
Pd 2
= 880 Psia
Para la relaci#n de compresi#n de la primea etapa es necesario considerar la ca!da de presi#n inter etapa AP$ calculada as!K
∆ P = 0%1 ( #, 2 07 %
∆ P = 0%1
(880 )0 % 7
)
∆ P = 11%5 #s(a 999 Deer2ina3i!n 1e "a 4resi!n 1e s*33i!n er3era ea4a
Ps 3 ∆ P
= Pd 2 −
Ps 3
= 880 − 11%5
Ps 3 = 868%5 #s(a 999 Re"a3i!n 1e 3#24resi!n er3era ea4a R 3 = Ps 3 R 3 = 2882 Pd
868%5
R 3 = 3%32 999 Deer2ina3i!n 1e "a 4resi!n 1e 1es3arga 1e "a er3era ea4a Pd 3 = R 3 × Ps Pd 3 = 3%32 × 868%5 3
Pd 3
= 2883 #s(a
999 Deer2ina3i!n 1e "a e24era*ra 1e 1es3arga9
96
'a temperatura de descarga de cada etapa es calculada en *ase a la temperatura de descarga para un proceso adia*3tico en cilindros enfriados con agua de la siguiente maneraK
97
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
'a ecuaci#n para la determinaci#n de la temperatura de descarga se *asar3 segn la ecuaci#n 8
=
Ts
× R
− 1
999/. Deer2ina3i!n 1e "a e24era*ra 1e 1es3arga 1e "a 4ri2era ea4a
Td 1 = Ts 1 × R
−1 1 .
1% 28 −1
Td 1 = 560 × 3%24
Td 1 = 724 º R
1% 28
= 264 º (
999// Deer2ina3i!n 1e "a e24era*ra 1e 1es3arga 1e "a seg*n1a ea4a &n la temperatura de descarga de la segunda etapa suponemos no hay enfriamiento entre etapas$ ya que 6d es *aja. −1 Td 2 . Td 2 = Ts 2 × R 2
Td 2
= 724 × 3%271%1%2828−1
= 938 º R = 478 º (
999/& Deer2ina3i!n 1e "a e24era*ra 1e 1es3arga 1e "a er3era ea4a −1 Td 3 = 938 × 3%321% 28 −1 1% 28 Td 3 = Td 2 × R 3 .
Td 2
= 1219 º R = 759 º (
999/ Res*"a1# 1e "as e24era*ras 1e 3#24resi!n 1e 1#s ea4as O*servando los c3lculos o*tenidos con compresi#n de dos etapas se o*serva que las temperaturas son an muy elevadas$ como se o*serva en la ta*la inferior por lo que ser3 necesario dise,ar un sistema de aeroenfriador en la interDetapa del compresor con el o*jeto de via*ili"ar el transporte de CO : a trav-s del ducto dise,ado.
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Ta5"a /: Res*2en 1e" sise2a 1e 3#24resi!n 1e 1#s ea4as PRESIONES Presi!n 1e Presi!n 1e Presi!n 1e Presi!n 1e Presi!n 1e Presi!n 1e 1es3arga / s*33i!n & 1es3arga & s*33i!n 1es3arga s*33i!n >$ Psia :>$> Psia :@9 Psia ; Psia @$? Psia :< Psia TE%PERATURAS Te249 De S*33i!n / Te249 De 1es3arga / Te249 De 1es3arga & Te249 De 1es3arga 8;; Q2 :@> Q2 > Q2 ?9 Q2
9 Dise0# 1e" sise2a 1e Aer#'en7ria1#r en "a iner ea4a 1e" 3#24res#r 'os datos para el dise,o del aeroenfriador$ como ser la temperatura de descarga 8 del compresor y la presi#n de descarga 8 ser3n tomados en este cap!tulo$ estos datos soy muy importante para el dise,o del aeroenfriador y tam*i-n tenemos el m34imo flujo de gas de @$< ++=C2( de di#4ido de car*ono. Fig*ra /&: Es?*e2a 1e" sise2a 1e 3#24resi!n 1e" CO&
99/ Par2er#s #4erai-#s 1e" aer#en7ria1#r
Presi#n de succi#n del compresor >$ Psia
Presi#n de descarga del compresor ; Psia
+34imo flujo a ser enfriado @$< ++=C2(
6emperatura del fluido aguas arri*a del compresor 8;; Q2
6emperatura del fluido aguas a*ajo del compresor > Q2
6emperatura del fluido aguas a*ajo del aeroenfriador 88; Q2 /ideal0
99& Par2er#s 1e 1ise0# 1e" aer#en7ria1#r
6emperatura del fluido aguas arri*a del aeroenfriador > Q2
6emperatura del fluido aguas a*ajo del aeroenfriador 88; Q2
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
6emperatura am*iente del lugar 8;8$< Q2 /asumiendo para el c3lculo el d!a m3s c3lido 0
Presi#n del fluido aguas arri*a del aeroenfriador ; Psia
+34imo flujo de gas de CO: a ser enfriado @$< ++=C2( de CO:
99&9/ A4r#Hi2a3i!n 1e" 3#e7i3iene 1e rans7eren3ia g"#5a" 1e 3a"#r =e asume una apro4imaci#n del coeficiente de transferencia glo*al de la figura 8;D8; del GP=A er ane4o > 6a*la <J
Ux = 4%2 =e asume este valor de transferencia glo*al de calor en funci#n a la presi#n del gas a ser enfriado. 99&9& C"3*"# a4r#Hi2a1# 1e" in3re2en# 1e e24era*ra 1e" aire U$ + 1 T 1 + T ta 4%2 + 1 478 + 110 101%3 − − t 1 ∆ = ∆ta = 2 10 2 10 2
∆ta = 100 º F 99&9 C"3*"# 1e "a 3#rre33i!n 1e 1i7eren3ia 1e e24era*ra 2e1ia Cuando la correcci#n de diferencia de temperatura media /C+6(0 primero se calcula la diferencia de la temperatura media logar!tmica /'+6(0 as ⇒ T 1 → T
478 →110
LMTD
2
=
201←101%3
a(!e ⇒ t 2 ← t 1
LMTD =
1
− t 2 ) − (T 2 − t 1 )
LN
201 ) − (478 −(110 (478 LN
110
LMTD
(T
= 77 % 5 º F
− 101 %3 ) − 201 ) − 101 %3
(T 1 − t 2 ) T
2
− t 1
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
TITULO: AUTOR:
1na ve" determinada la diferencia de temperatura media logar!tmica$ se determina la correcci#n de diferencia de temperatura media /C+6(0. CMTD = LMTD × fa&tor d c&!!ecc(&'
fa&tor d &orr&& ion #
%3
t 2
− t1
201 − 101 = 0 % 26 − 101 %3
478
T 1 − t 1 T 1 − T 1 201 478 %3 − 101 − 110 t 2 − t 1
f 4 = 0%96
3%7
f 4 = &ste valor se o*tiene del figD9D del GP=A$ er ane4o >$ 2igura )MTD = 66%3 × 0%96 )MTD = 63%6 º F
:
99&9 C"3*"# 1e "a 3arga @r2i3a Q W gas
=
= )P gas (T 1−T 2 ) E W gas Q1 V 1 = Zd 1 × R × T 1
V1
P 1 × M
0%95 × 8314 %34 × V1= 521 6067 × 41%85 3
Q1
=
Pi 6%3 × 10 6 Dia
2%06 20
Dia
×
24 1oras
W gas
=
W gas
= 0%103 /$e.
W gas
×
1 1ora
3600 -g
+3 V 1 = 20 3
×
0%028316 " #(e
3
3
+ $e
= 2%064
= 0.103 2g sg
Lb 3600 se × 2%2046 1 hora 1 g 100
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a W gas
= 817 %5 Lb/<&!a
B = 9%079 × (478 − 110 ) × 817 % 5 Q
= 2731326 %4 TU/h&!a
99&9 C"3*"# 1e "a s*4er7i3ie re?*eri1a A una ve" calculada la carga t-rmica se calcula la superficie requerida
2731326%4 B "x = "x = 4%2 × 63%6 Ux × CMTD "x = 10225 f t 2 99&9 C"3*"# 1e "a 3ara 1e" rea Para el c3lculo de la cara del 3rea se usar3 el factor AP=2 de la figura 8;D88 del GP=A$ ver Ane4o >$ figura :9.
"x Fa = "#$F
Fa =
10225 80%4
Fa = 127 f t 2 99&9 C"3*"# 1e "a *ni1a1 1e an38# en 7*n3i!n a "a "#ngi*1 1e" *5# as*2i1a9 'a longitud de tu*o comnmente asumida est3 en el rango de > ftD<;ft Width
=
(a Width
L Width
=
127 20
= 6 ft
99&9 C"3*"# 1e" n2er# 1e *5#s ne3esari# Para la determinaci#n del nmero de tu*os se usar3 el factor AP2 de la figura 8;D88 del GP=A. er ane4o >$ 2igura :9 A$ Nt = AP( × L
Nt Nt
= 92
=
10225 5%58 × 20
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
99&9 C"3*"# 1e "a -e"#3i1a1 2si3a en "#s *5#s =e asume un numero de pasos y tomando el valor le!do del 3rea del tu*o dentro de la secci#n transversal /At0 de la figura 9D:? del GP=AJ2igura <;J N#a: el valor del punto <.>.:. es > y es menor a los est3ndares esta*lecidos en la ta*la del GP=A$ por lo tanto se asumir3 con el menor valor que es $ de acuerdo a lo que indica en la ta*la 9D:? del GP=A$ er ane4o > figura <; Gt
=
144 × Wt × Np 3600 × Nt × At Gt
Gt
= 3
=
144 × 817 %5 × 3 3600 × 92 × 0%3526
ft ft
2
sec
99&9/. C"3*"# 1e" n2er# 1e Reyn#"1s 2#1i7i3a1# &l valor del di3metro interno del tu*o se o*tiene de la fig. 9D:? del GP=A$ ver ane4o >$ figura <; y el valor de la viscosidad del gas se o*tiene de la figura :$ figura <8. Nr = × Gt
Di
Nr Nr
γ
= 130
0%670 × 3 = 0%0155
99&9// C"3*"# 1e "a 4er1i1a 1e 3arga en "#s *5#s Para el c3lculo de la perdida de carga en los tu*os se utili"ar3 la ecuaci#n de la figura 8;D8> /2igura <>0 y la figura 8;D8? /2igura <<0 del GP=A APf
=
f × × L × Np
φ
+ B × Np
Primero se de*e determinar el valor del coeficiente de fricci#n de moody el cual se lo determina con la siguiente ecuaci#n o de la figura 8;D8? /friction factor for 2luids 2loLing inside 6u*es0 del GP=A. er ane4o >$ figura <<.
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a AUTOR: 6i"7re1# Ra2#s O38#a (e la figura 8;D8? se o*tiene f con 7r8<; TITULO:
f
= 0%0023
=egundo paso para determinar la ca!da de presi#n en los tu*os$ se de*e determinar el valor del factor de correcci#n de la figura 8;D8> del GP=A$ er ane4o >$ 2igura <>$ en los pasos anteriores se ha determinado la velocidad m3sica del fluido. Gt
=
3
4b
Con este valor se intersecta con el valor de la gravedad espec!fica
2
ft sec
de esta manera se o*tiene el factor de correcci#n. = 0%2 = 2 6ercer paso es determinar el valor del factor de corrosi#n de viscosidad el cual se o*tiene de la figura 8;D89 del GP=A$ er ane4o >$ figura
φ =1 &ntonces el resultado ser3K f × × L × Np "#f =
Np
"#f
+ B ×
=
0%0023 × 2 × 20 × 3 1
+ 0%2 × 3
φ "#f = 0%876 Psi
99&9/& C"3*"# 1e" 3#e7i3iene 1e ras4as# s*4er7i3ia" 1e 3a"#r Para la determinaci#n del coeficiente de traspaso superficial de calor en el tu*o se usar3 la ecuaci#n de la figura 8;D8< /2igura <0 y figura 8;D8: /2igura <@0 del GP=A 5 × 2 ht
O*tenemos 2
(
)p
×µ
2
1/3
)
de ;$;8?? Cp$;.;<:?.
=
(
)p × µ 2 Di
)
1 / 3
×φ
la figura 8;D8: del GP=A de la figura <@ con viscosidad
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
er ane4o > figura < (e la figura 8;D8< del GP=A se o*tiene el valor de 5 en funci#n al nmero de Reynolds modificado 7r8<;$ er Ane4o >$ figura < 5
= 900
&ntonces calculamos ht
t × 0% 0325 × 1 = h900
ht
= 44 TU/h!
0%670
ft
2
ºF
99&9/ C"3*"# 1e "a 3ani1a1 1e aire Wa =
Wa
Q
=
0%24 × Ata Wa
= 113805
2731326 %4 0%24 × 100
Lb/h!
99&9/ C"3*"# 1e "a -e"#3i1a1 1e" aire Ga
=
Wa
Ga
=
76%482
Ga
113805 76%482
= 1488 Lb/ ft 2 .h
99&9/ Deer2ina3i!n 1e" 3#e7i3iene 1e ras4as# 1e 3a"#r 1e" aire &l coeficiente de traspaso de calor del aire es le!do de la figura 8;D8 del GP=A$ er ane4o >$ figura <. ha = 6%35 TU/h! º F. ft 2 99&9/ C"3*"# 1e" rea 1e" -eni"a1#r fan ara!f an
= (A (AP(
0 ,40
(A (AP(
= × (a
=
Nro fans Nro fans (A (AP(
= 25%4
2
ft /fa'
0%40 × 127 2
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
99&9/ C"3*"# 1e" 1i2er# re?*eri1# 1e" -eni"a1#r fan dia"tro
=
[
-F"#F 4×
G
]
0% 5
fan dia"tro
= 5%6 ft → fand
fan dia"tro
=
dia"tro
[
-25% 4 4×
6
]
0 %5
= 6 ft
99&9/ C"3*"# esi3# 1e 3aí1a 1e 4resi!n 1e" aire Para este c3lculo se determina el valor de la 2p /factor de ca!da de presi#n del aire0 de la figura 8;D8$ er ane4o >$ figura >; y el valor de (r /relaci#n de densidades en funci#n a la altura del lugar0 de la figura 8;D8@ del GP=A$ er ane4o >$ figura <9. =e determina la temperatura promedio del aire de la siguiente ecuaci#nK 101%3 + 201 t 1 + t 2 = % T a Ta % a'g = 2
2
a'g
Ta % a'g
= 151 º (
Con los valores o*tenidos se resuelve la siguiente ecuaci#n para determinar la ca!da est3tica
de presi#n del aire$ N 7umero de filas se o*tiene de la fig. 8;D88
del GP=A$ er ane4o >$ figura :9
∆ Pa =
(p × N
∆ Pa =
0%0360 × 3 0%90
D R
H Pa = 0%12 p% * of *atr 99&9/ C"3*"# 1e" -#"*2en rea" 1e" aire &n este paso se de*e usar el valor de
D
$ a la temperatura de entrada al
ventilador para resolver de la siguiente ecuaci#n$ el volumen de aire real t 1 = 101%3 º F
A)(M
A)(M
Ia
=
D R × 60 × 0%0749
=
A)( M
113805
0%94 × 60 × 0%0749
= 26940 ft 3 /+
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
TITULO: AUTOR:
Para dos ventiladores /: fans0 se requiere un volumen real de aire deK 3 ft / " 13470 99&9&. C"3*"# 1e "a 4resi!n #a" 1e" -eni"a1#r Para la apro4imaci#n de la presi#n total del ventilador utili"ando ( R para el aire del ventilador y el 3rea del ventilador. #f
")a J
2
26940 2 Pf = 0%12 + π×6 (4005 4 )
2
A)(Mπ × D (4005 4 ) 2
Pf
= 0%177 in&hs of *atr
99&9&/ C"3*"# 1e "a 4#en3ia 1e 7ren# 4#r -eni"a1#r K(PM Para la apro4imaci#n del raUe )orsepoLer por ventilador se usar3 un eficiencia del ; por ventilador. ( A)(M / fan ) × ( Pf ) B1P
B1P
=
= (13470 )× (0%177 )
6356 × 0%70 B1P
6356 × 0%70
= 0%54 <# → por &ada 'nti4ador
99&9&& C"3*"# 1e "a 4#en3ia re?*eri1a Para el c3lculo de la potencia requerida$ considerando una eficiencia de motor 0%54 B1P de 9: = potn&ia 0%92 potn&ia = 0%92 potn&ia
= 0%6 1P
99&9& C"3*"# 1e "a s*4er7i3ie eHen1i1a #$tndd s%rfa& ara
= (a × AP-(
#$tndd s%rfa& ara
#$tndd s%rfa& ara
= 10211 ft 2
= 127 × 80%4
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
99&9& Res*"a1#s 1e "#s 3"3*"#s 1e" aer#en7ria1#r
el tipo de aeroenfriador dise,ado es de tipo for"ado /de aspiraci#n mec3nica0
un par3metro importante en el dise,o es la temperatura del aire del lugar$ la cual se
determin# en funci#n a un registro de temperatura
siendo esta $? QC /8;8 Q20
la longitud de los tu*os requerida es de :; ft$ el ancho requerido para el :
dise,o es de @ ft$ con los cuales se requiere un 3rea de 8;::? ft
el aeroenfriador requiere de : ventiladores de @ ft de di3metro cada uno de ellos
la potencia requerida por ventilador es de ;$?> )P 8 )P con la cual se garanti"ar3 el proceso de enfriamiento del di#4ido de car*ono.
&l nmero de tu*os requeridos para el aeroenfriador es de 9: unidades de 8J de di3metro e4terno y espesor ;$8@? Pulg.
6emperatura del di#4ido de car*ono aguas a*ajo del aeroenfriador 88; Q2 con este resultado se prosigue a calcular la temperatura de descarga de la segunda etapa del compresor y presi#n de descarga despu-s del aeroenfriador.
99 C"3*"# 1e "a 4#en3ia re?*eri1a 4ara "a 3#24resi!n9 'a potencia requerida por cada etapa y para 8++=C2( medidos a 8>$> Psia y temperatura de succi#n$ se determinara en : partes. 8. Potencia *3sica por mill#n :. Correcci#n de potencia esto es en la correcci#n que se de*e a,adir la potencia
*3sica de*ido a la ca!da de presi#n en v3lvulas y pasajes etc.
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
TITULO: AUTOR:
999/ Deer2ina3i!n 1e "a 4#en3ia re?*eri1a 4ara "a 4ri2era ea4a Para la determinaci#n de la potencia requerida se *asara en la ecuaci#n 8
Ts = 46 %
B1P / MM)(D -14 %4 Psia
9
=1
−1
R 1
1 1 Zs 1 + Zd 2 Z o
8$: R8<$:>
PsPresi#n de succi#n>$ Psia 6s8;; Q2>@;?@;QR Pc8:>8$9 Psia 6c?9$@? Psia Ts82actor de compresi*ilidad a presi#n y temperatura de succi#n Td82actor de compresi*ilidad a presi#n y temperatura de descarga Tofactor de compresi*ilidad a presi#n y temperatura de 8>$ Psig /@; Q20 Para calcular los factores de compresi*ilidad se procede de la siguiente manera. H con la figura :@ y : Ane4o < Presi#n reducida de succi#n
P Rs
= Ps P&
6emperatura reducida de succi#n T Rs
=
Ts T&
(e la ta*la anterior se o*tiene Pc y 6c P Rs
=
T Rs
=
Ps P& Ts T&
84%7
→ P Rs = 1241%79 = 0%068 → T Rs =
560 = 0%935 598 %658
〉
Zs 1 = 0%967
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
TITULO: AUTOR: P Rd 1 =
Pd 1 P&
→ P Rd 1 =
1 T Rd 1 =
P Ro
Td T&
→ T Rd 1 =
= P o → P Ro = P&
Td T&
724
1241%79
→ T Rd 1 =
〉
Zd 1 = 0%96
= 1.21
598%658
14%7
1 T Rd 1 =
274 %4 = 0%22 1241%79
= 0%011
724 598%658
〉
Z o
= 1.21
B1 P / MM)(D -14%4 Psia Ts/ =
0%967+ 0%96 1 3%24 1%28 2 0%994
1%28=1
46%9
1%28 B1P / MM)(D
= 0%994
1%28−1
-14%4 Psia Ts = 12%8
Correcci#n de potencia por perdida de presi#n para compresores separa*les esK 6027 × -G )orr& . B1 / MM)(D = Ts × Z o =G8$>>
6s8 8;; Q2?@; QR To ;$99>
)orr& . B1 / MM)(D
6027 × 1%44 = 724 × 0%994
)orr& . B1 / MM)(D
= 12
'a potencia total para la primera etapa para 8++C2( ser3K B1P / MM-)(D -14%4 × Ts 1 = 12%8 + 12 B1P / MM-)(D = 24%8
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
TITULO: AUTOR:
Para los @$< ++=C2( primeramente corregimos este volumen a las condiciones de 8>$> y temperatura de succi#n. MM-)(D -14%4 MM-)(D
× Ts 1 =
×
14%7
×
14%4
Ts 1
×
Z K
520 Z o
6s88;;Q2?@;QR
To ;$99 Tfactor de compresi*ilidad a 8>$> y 6s
P&
=
14 % 4 P&
→ P& =
14%4 1241%79
= 0%011
560 = 0 %93 → T& = T R = 598 %658 T& Ts
MM-)(D
= 6%3 ×
14%7 14%4
MM-)(D
×
〉
560 520
Z K= 0%9942
×
0%9942 0%99
= 6%955
'a potencia para la primera etapa ser3 deK B1P / MM)(D
= 6%955 × 24%8
B1P / MM)(D
= 172 %5
110
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
999& Deer2ina3i!n 1e "a 4#en3ia re?*eri1a 4ara "a seg*n1a ea4a7ina"
B1P / MM)(D -14%4 Psia Ts 2
= 46%9
=1
. −1
R 2
Zs 2 + Zd 2 1 2 Z o
(#ndeK 8$: R:<$:
6s::> QR:@> Q2 6d:9< QR > Q2 Ps::@9 Psia Pd:; Psia Pc8:>8$9 Psia 6c?9$@ QR To;$9
Con Pr y 6r se o*tiene del Ane4o <$ figura :@ y : #s 2 269 Presi#n reducida de succi#n #c = 1241 % 79 = 0 %
22
Ts 2
6emperatura reducida de succi#n T&
=
Pd 2
=
Presi#n reducida de descarga
P&
6emperatura reducida de descarga
724 = 1% 21 598 %658 0 %712 880 = 1241 %79
Td 2 T&
〉 s 2 = 0%96
=
938 = 1%55 598 %658
〉 , 2 = 0%945
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
1% 28 −1 1%28 = 1 0%96 + 0%945 1 B1P / MM)(D = 46%9 3%27 1% 28 0%98 2 1%28
B1P / MM)(D
= 13
Correcci#n de potencia por perdida de presi#n para compresores separa*les esK )orr&. B1 / MM)(D =
6027× - G Ts2 × Z o
)orr& . B1
6027 ×1%44 )orr&. B1 / MM)(D = 724 × 0%98
/ MM)(D = 12
'a potencia total para la primera etapa para 8++C2( ser3K B1P / MM)(D
-14%4 Ts 2 = 13 + 12
B1P / MM)(D
-14%4 Ts 2 = 25
Para los @$< ++=C2( medidos a 8>$> Psia y la temperatura de succi#n de la segunda etapa esK
/
B1P MM)(D
-14%4 Ts 2
14%7 T - 2 ZKK = MM-)(D 14%4 520 Z
o
14%7 60 º
Calculamos TVV Presi#n reducida
14 % 4 P&
6emperatura Reducida
14 % 4
= 1241%79 = 0%011 Ts 2 T&
=
724 = 1%2 598%658
14%4 T$2
〉 KK= 0%97
F
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
B1P / MM)(D
14%7 724 0%97 -14%4 Ts 2 = 6%3 14%4 520 0%99
B1P / MM)(D
-14%4 Ts 2 = 8%77
=i comparamos este valor con el o*tenido para la primera etapa o*servamos que este ltimo es ligeramente mayor que el primero$ esto se justifica por que la temperatura de la segunda etapa es mayor. 'a potencia para la segunda etapaK B1P / MM)(D B1P / MM)(D
= 8%77 × 25 = 219 %3
999 Deer2ina3i!n 1e "a 4#en3ia re?*eri1a 4ara "a er3era ea4a 7ina" = 1 . −1 Zs 3 + Zd 3 1 3 = B1P / MM)(D -14%4 Psia Ts 46%9 R 3 2 Z o (#ndeK 8$: R<<$<:
6s<?; QR88; Q2 6d<>8QR:8 Q2 Ps<@$? Psia Pd<:< Psia Pc8:>8$9 Psia 6c?9$@ QR To;$9
Con Pr y 6r se o*tiene del Ane4o <$ figura :@ y :
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a Ps
Presi#n reducida de succi#n
3
P&
868%5
=
6emperatura reducida de succi#n
1241%79
Ts 3 T&
Presi#n reducida de descarga Pd 3 P&
6emperatura reducida de descarga
B1P / MM)(D
=
=
1%28
0% 7
〉 s 3 = 0%67 = 0 %95
570
598 %658
2883 = 2 %3 1241 %79
Td 3 T&
1%28 = 1
= 46%9
=
=
〉 , 3 = 0%6
741 = 1%24 598 %658 1%
3%32
B1P / MM)(D
28 −1
1% 28
0%67 + 0%6 1 2 0%98
= 8%64
Correcci#n de potencia por perdida de presi#n para compresores separa*les esK )orr& . B1P / MM)(D 6027 × 1%44 6027 × -G = )orr& . B1P / MM)(D = Ts 3 × Z o 570 × 0%98 )orr& . B1P / MM)(D
= 7%49
'a potencia total para la primera etapa para 8++C2( ser3K B1P / MM)(D
-14%4 Ts 2 = 8%64 + 7%49
B1P / MM)(D
-14%4 Ts 3 = 16%13
Para los @$< ++=C2( medidos a 8>$> Psia y la temperatura de succi#n de la segunda etapa esK
/
B1P MM)(D
-14%4 Ts 3
14%7 T - 3 ZKKK 14%4 T$3 = MM-)(D 14%4 520 Z o 14%7 60 º F
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a AUTOR: 6i"7re1# Ra2#s O38#a Calculamos TVVV TITULO:
14%4
Presi#n reducida P&
6emperatura Reducida
14%4
= 1241%79 = 0%011 Ts 3 T&
570
= 598%658 = 0%95
B1P / MM)(D -14%4 B1P / MM)(D
〉 KKK= 0%955
14%7 570 0%955 Ts 3 = 6%3 14%4 520 0%98
-14%4 Ts 2 = 6%87 B1P / MM)(D
B1P / MM)(D
= 6%87 × 16%13
= 110 %72
'a potencia de las tres etapas para comprimir los @$< ++=C2( a las condiciones requeridas ser3K
B1P TOT"L B1P
= 172 %5 + 219%3 + 110%72 TOT"L = 505
&s necesario agregar un < para compensar p-rdidas por *om*as de agua$ lu*ricantes y de m3s accesorios etc. <# TOT"L = 521 999 C#n3"*si!n 1e" 1ise0# 1e 1#s ea4as 1e 3#24resi!n 1e CO& Ta5"a /: Res*"a1#s 1e 4ar2er#s 1e 3#24res#r 1e res ea4as 3#n aer#en7ria1#r PRESIONES DE SUCCION Y DESCARGA Presi!n 1e s*33i!n
Presi!n 1e 1es3arga /
Presi!n 1e s*33i!n
Presi!n 1e 1es3arga
Psia
& Psia & Psia . Psia Psia TE%PERATURAS DE SUCCION Y DESCARGA
& Psia
Te249 De s*33i!n /
/.. WF
Te249 De 1es3arga /
& WF
Presi!n 1e s*33i!n &
Presi!n 1e 1es3arga &
Te249 De s*33i!n &
Te249 De 1es3arga &
Te249 De s*33i!n
Te249 De 1es3arga
& WF
WF
//. WF
&/ WF
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
=e o*tuvo una temperatura muy elevada y se dise,# el aeroenfriador$ para disminuir la temperatura en la misma como se indica arri*a. &n resumen se presenta en la figura 8<$ de todo el proceso de datos o*tenidos de la ingenier!a que se hi"o anteriormente$ como serK el sistema de recuperaci#n de CO:$ el sistema de compresi#n del CO : e aeroenfriador y por lo tanto al po"o inyector )=RD8;. Fig*ra /: Diagra2a 7ina" 4ara "a 3a4*ra e inye33i!n 1e CO& a" P#+# (SR'/.
CAP;TULO IV AN
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
9/ AN
+-todo conta*le o de la renta*ilidad marginal
'
2lujo de fondos descontados
'
6asa interna
'
alor Actual
'
Periodo de recuperaci#n con actuali"aci#n de fondos
118
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
9/9 Par2er#s 1e e-a"*a3i!n 1e 4r#ye3#s 'os principales par3metros o indicadores que se toman en cuentan para la evaluaci#n econ#mica de un proyecto y sus definiciones sonK 9/99/
In-ersi!n
'a inversi#n se define como la cantidad inicial de dinero que es necesario emplear para poner en marcha el proyecto. 'a inversi#n puede provenir de un capital propio de la empresa$ como tam*i-n puede ser financiado en parte por un *anco o alguna otra entidad financiera. 9/99&
Va"#r A3*a" Ne# KVANM
&l alor Actual 7eto /A70$ es un criterio financiero para el an3lisis de proyectos de inversi#n que consiste en determinar el valor actual de los flujos de caja que se esperan en el transcurso de la inversi#n$ tanto de los flujos positivos como de las salidas de capital /incluida la inversi#n inicial0$ donde estas se representan con signo negativo$ mediante su descuento a una tasa o coste de capital adecuado al valor temporal del dinero y al riesgos de la inversi#n. =egn este criterio$ se recomienda reali"ar aquellas inversiones cuyo valor actual neto sea positivo. 9/99
Tasa Inerna 1e Re#rn# KTIRM
'a tasa interna de retorno /6IR0$ es el tipo de descuento que hace que el A7 /alor Actual o Presente 7eto0 sea igual a cero$ es decir$ el tipo de descuento que iguala el valor actual de los flujos de entrada /Positivos0 con el flujo de salida inicial y otros flujos negativos actuali"ados de un proyecto de inversi#n. &n el an3lisis de inversiones$ para que un proyecto se considere renta*le$ su 6IR de*e ser superior al coste del capital empleado.
119
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
TITULO: AUTOR:
9/99
F"*# 1e 3aa 1e 7#n1#s
&s un estado de resultados que a*arca periodos de tiempo futuros y que ha sido modificado para mostrar solamente el efectivoK los ingresos de efectivos y los egresos de efectivos$ y el saldo de efectivo al final de periodos de tiempo determinado.
&s una e4celente herramienta$ porque le sirve para predecir las necesidades futuras de efectivo antes de que surjan. 9& E-a"*a3i!n e3#n!2i3a 1e" 4r#ye3# 'a evaluaci#n econ#mica del presente proyecto se reali"# primeramente tomando en cuenta los gastos en material y en el montaje de los equipos y mantenimientos. Para la evaluaci#n econ#mica se reali"# el
flujo
de caja as! o*teniendo el
A7 y 6IR a un precio de :$88 ME**l 'a evaluaci#n se reali"# con el precio del *arril de petr#leo por el c3lculo de las ventas del volumen de petr#leo a recuperar$ para de esta manera o*tener un estimado de *i"i1a1 Genera"J. 'uego se reali"# la evaluaci#n econ#mica mediante la generaci#n de un flujo de caja o de fondos en el cual se reali"aron las comparaciones entre los ingresos$ /venta de petr#leo0$ &gresos$ /Pago de impuestos y regal!as$ Gastos de operaci#n y gastos de mantenimiento0 y la inversi#n que requerir3 el proyecto de esta manera o*tener un estimado de UTILIDAD NETAJ 'os datos de las inversiones estimadas han sido considerados de otros proyectos de igual magnitud al igual que los precios de montaje de l!nea y compresor.
120
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Para el c3lculo del ingreso por la venta de petr#leo se ha considerado el precio de petr#leo considerado anteriormente y para los egresos se ha considerado el pago de impuestos y regal!as departamentales. 9 Ingres#s 4#r "a -ena 1e 4er!"e# esi2a1# a re3*4erar 'os volmenes estimados de petr#leo a recuperarse en el Campo Petrolero )=R han sido calculados con el softLare CO& Pr#48e an1 6aer7"##1 en el mismo luego se procedi# a introducir los datos petrof!sicos del campo denominado. Como se ve en la siguiente figura. FIGURA /: Inr#1*33i!n 1e 1a#s a" s#7Xare Pr#48e
121
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Fig*ra /: Inr#1*33i!n 1e 1a#s a" s#7Xare Pr#48e
122
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Fig*ra /: Inr#1*33i!n 1e 1a#s a" s#7Xare Pr#48e
123
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Fig*ra /: Inr#1*33i!n 1e 1a#s a" s#7Xare Pr#48e
1na ve" que se introdujo todos los datos requeridos en el softLare$ el mismo nos da como resultado la cantidad de petr#leo a recuperar en un periodo de 9 a,os como se ve en la siguiente figura. TABLA &.: Pr#1*33i!n 1e Per!"e# en a0#s
124
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
TITULO: AUTOR:
Para el c3lculo del valor de la producci#n en el mercado se considera el precio como se ve en la siguiente ta*la con el cual podremos determinar el ingreso por la venta del petr#leo estimado a recuperar. TABLA &/: Pre3i# 1e" Barri" 1e Per!"e#
2uenteK =uperintendencia de )idrocar*uros &n las siguientes ta*las se muestra los ingresos anuales en @ a,os /:.88 ME**l0$ por la venta del volumen del petr#leo se o*tieneK TABLA &&: Ingres# 4#r -ena 1e 4er!"e# K&9// 55"M VOLU%EN en PRECIO DEL BARRIL a0#s DE PETROLEO Uni1 B5"s USBLS Per!"e# 9.... &9// TIPO
VENTA US &9/9&...
&n esta ta*la se muestra los ingresos por la venta de petr#leo an no se considera en este *alance los gastos de mantenimiento e operaci#n y otros. 9 Pag# 1e I24*es# y Rega"ías De4ara2ena"es Considerando la nueva ley de )idrocar*uros$ donde se de*e tri*utar <: 8: de regal!as departamentales y de @ al 6G7 y HP2. A continuaci#n se presenta un cuadro del precios del *arril de petr#leo /:.88 ME**ls0
125
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
TITULO: AUTOR:
TABLA &: Pag# 1e I24*es#s K&9// 55"M I%PUESTOS:
Z
Rega"ías /&Z TGN'YPFB Z ID( &Z TOTAL
./& .. .& ..
GASTOS K*sM EN LOS A$OS &9.9/& /9.9.& 9/9&& //99/...
&n este cuadro se presenta todos los impuestos a la producci#n de petr#leo durante los @ a,os de duraci#n del proyecto. 9 Gas#s 1e #4era3i!n y 2aneni2ien# =e ha reali"ado una estimaci#n so*re los principales gastos que se de*e incurrir en el mantenimiento y la operaci#n del proyecto. &stos gastos se muestran a continuaci#n en la ta*la siguienteK
TABLA &: Gas#s 1e %aneni2ien# y O4era3i!n K&9// 55"sM GASTOS DE %ANTENI%IENTOS Y OPERACIÓN Gas#s 1e %an9 Y O4era3i!n TOTAL GASTOS
GASTOS K*sM EN LOS A$OS 9.9/&& 9.9/&&
9 In-ersi!n 'a inversi#n que requerir3 el presente proyecto para el montaje y costo del material del compresor e aeroenfriador y la l!nea de < Pulg. a continuaci#n se presenta las siguientes ta*las.
126
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
TABLA &: C#s# 1e C#24res#r y Aer#en7ria1#r
C#s# 1e" %aeria" y %#nae /9&9 US 1e C#24res#r y Aer#en7ria1#r TABLA &: P"ani""a 1e 3#s# 1e 2#nae 1e C#24res#r e Aer#en7ria1#r KNOTA: "#s 3#s#s *niari#s s#n 1a#s 4r#4#r3i#na1#s 4#r PETROSUR9
127
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Ta5"a &: C#s# 1e "a "ínea y 2#nae
C#nsr*33i!n y 2#nae 1e "a "ínea 1e [
//9 US
TABLA &: P"ani""a 1e 3#s# 1e 2#nae 1e "a "ínea 1e KNOTA: "#s 3#s#s *niari#s s#n 1a#s 4r#4#r3i#na1#s 4#r PETROSUR
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
9 Ui"i1a1 genera" 2inalmente o*tenemos un estimado de utilidad general en los @ a,os que dura el proyecto para el precio de *arril de :.88 ME**l$ tomando en cuenta el pago de impuestos$ inversi#n y venta de producci#n de petr#leo. TABLA &: Ui"i1a1 genera" K&9// 55"M UTILIDAD GENERAL
9.9. *s
9 F"*# 1e 3aa 2inalmente$ en funci#n a consideraciones anteriores se presenta un flujo de caja estimado para cada caso del precio de *arril de petr#leo que se muestra en la siguiente s ta*las en la parte inferior$ en las cuales se tiene el c3lculo la venta de petr#leo en funci#n al precio mencionado en un lapso de @ a,os\ as! como el c3lculo del TIR y el VAN para el proyecto y la utilidad 7eta estimada que generar3 el proyecto para una 6A=A (& R&6OR7O R&%1&RI(A KTRRM 1e /.Z9 TABLA .: F"*# 1e ingres#s e egres#s K&9//55"M
CAP;TULO V CONCLUCIONES Y RECO%ENDACIONES
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
1na ve" finali"ado el estudio 6-cnicoD&con#mico del presente proyecto$ se ha llegado a las siguientes conclusiones y recomendacionesK 9/ C#n3"*si#nes =e han determinado los equipos y todos los par3metros que intervienen en el dise,o de cada uno de los sistemas y adem3s una estimaci#n de producci#n de petr#leo en el tiempo que dura el proyecto y el costo del proyecto de referenciaK
=e o*tuvo los resultados so*re la ingenier!a de detalle$ en *ase a estos se procedi# a calcular los par3metros que influyen en estos equipos$ que sonK ' Compresor Reciprocante de < etapas. ' 1n Aeroenfriador entre la etapa del compresor como se ve en la figura 8: ' (ucto de transporte para el CO: al po"o inyector )R=D8;.
&l estudio determin# el arreglo de po"os productores e inyector. =iendo el )=RD8; el inyector y los po"os )=RD8 )=RD> y )=RD@ como productores$ como resultados estos po"os est3n en condiciones de aplicarse a este proyecto.
=e determin# los par3metros de dise,o de la l!nea de transporte de CO: *ajo la norma A=+& <8.$ con las siguientes caracter!sticasK ' Di2er#
:
< Pulg. /@$: mm0.
' Es4es#r 1e "a Pare1
:
;$< Pulg. /$@: mm0.
' SC(
:
;
' Es4e3i7i3a3i!n
:
A=6+ A <<<.
:
$;;; /psig.0
' Lí2ie 1e Ce1en3ia ' C"ase
KSY%SM
:
8?;;
13 131
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
=e determin# el dimensionamiento del aeroenfriador con las siguientes caracter!sticasK
' &l aeroenfriador es de tipo for"ado de aspiraci#n mec3nica. ' 'a longitud de los tu*os requerida es de :; ft. ' &l ancho requerido es de @ ft. =e requiere un 3rea de 8;::? ft:. ' 'a cantidad de tu*os requeridos es de 9: unid de 8J y espesor de ;$8@?J
=e determin# los par3metros del compresor con las
siguientes
caracter!sticasK Presi!n 1e s*33i!n >$ Psia
PRESIONES Presi!n 1e Presi!n 1e Presi!n 1e Presi!n 1e s*33i!n & 1es3arga & s*33i!n 1es3arga :@9 Psia ; Psia @$? Psia :< Psia TE%PERATURAS Te249 De 1es3arga / Te249 De 1es3arga & Te249 De 1es3arga & WF WF WF
Presi!n 1e 1es3arga / :>$> Psia
Te249 De S*33i!n / /.. WF
=e determin# un estimado de producci#n en los @ a,os de 9.... B5"s9
(el an3lisis de costos se o*tuvo una inversi#n de &99./ D!"ares entre los costos de instalaci#n$ montaje de los equipos mencionados. (el an3lisis econ#mico se o*tuvo los siguientes indicadores al precio del *arril de petr#leoK
A7
PRECIOS DEL BARRIL DE PETROLEO &9// 55" <.?<<.9$?; M
6IR PRI
99 @ a,os
INDICADORES
13 132
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
9& Re3#2en1a3i#nes (ado$ los resultados o*tenidos en el presente estudio se recomiendaK
=e recomienda la aplicaci#n del proyecto estudiado$ para aumentar la eficiencia
de
producci#n
del
Campo
)=R$
para
minimi"ar
las
emisiones de CO:.
=egn el protocolo de IO6O$ todos los pa!ses que emiten grandes cantidades de CO: y que pasen los l!mites de emisiones$ ser3n sancionados. olivia an no est3 dentro de
los pa!ses con grande
emisiones de CO:$ sin em*argo de*emos tener alternativas eficientes para seguir un lineamiento de un pa!s con mejores oportunidades y que mejor con la aplicaci#n de este proyecto.
=e recomienda que se profundice a mayor detalle los estudios para la recuperaci#n de CO : en las plantas actuales que se tienen en el pa!s y para su posterior inyecci#n a po"os petroleros.
=e recomienda a fondo un an3lisis y estudio enfocado en
el
comportamiento del reservorio con la inyecci#n de CO:.
13 133
ANEOS / TRABA>OS OPERATIVOS
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
/9/ TRABA>OS OPERATIVOS A REALI)ARCE
Preventivas Am*ientales
(esmonte y Apertura ((
&4cavaciones de Tanjas
+anipuleo y (istri*uci#n de +ateriales
6u*os Revestidos
(istri*uci#n a lo largo del ((
Curvado de 6u*er!a
&spacio Confinado
=oldadura
Reparaci#n de =oldaduras
6intas Penetrantes
+odo y 6iempo de =ecado de la 'impie"a Previa
Pintado de (uctos con Pintura &po4ica
Inspecci#n con )oliday
6apado de la 6u*er!a
/9& Pr#3e1i2ien# 1e Pr*e5a (i1r#si3a anes 1e "a P*esa en O4era3i!n9 /9&9/ Ee3*3i!n =e
ela*orar3 un perfil hidr3ulico detallado del tramo a pro*ar$ a efectos de
someter a la totalidad del tramo por lo menos a la presi#n m!nima de prue*a especificada para la l!nea$ en funci#n de la presi#n de operaci#n y sin so*repasar en los puntos m3s *ajos la presi#n m34ima de prue*a especificada. &l perfil de la prue*a de*e contener como m!nimo la siguiente informaci#n.
•
'ongitud del tramo
•
&spesores de pared y tipo de material
•
6iempo de esta*ili"aci#n una ve" llenada la l!nea 135
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
•
6iempo de prue*a de resistencia
•
6iempo de prue*a de hermeticidad.
/9&9& Li24ie+a Ca"i5ra3i!n y L"ena1#. Para
efectuar el paso de la placa cali*radora y el llenado correspondiente$
previamente la tu*er!a de*e estar limpia de sedimentos y suciedad provenientes de los tra*ajos de montaje$ limpie"a que ser3 ejecutado por etapas$ con la finalidad de verificar el grado de limpie"a requerido$ para ello se utili"an chanchos de poliuretano y esponja. &s importante que en el ca*e"al lan"ador de chanchos para la limpie"a y cali*raci#n$ sean instalados man#metros para el control de presi#n con rangos adecuados a los equipos usados. /9&9 Li24ie+a &sta actividad se inicia inyectando un volumen peque,o de agua /:;; a 8;;; litros0 para lu*ricaci#n$ remoci#n y arrastre de s#lidos$ el mismo que ser3 empujado por un chancho de poliuretano$ seguido de chanchos de cepillo y de esponja$ los mismos ser3n impulsados por aire a presi#n. &l nmero y tipo de chanchos y las veces de despacho ser3n repetidas segn el estado y condici#n de salida de cada corrida$ por lo que se lan"ar3 una segunda o tercera ve" de ser necesario hasta conseguir una limpie"a acepta*le y ra"ona*le. /9&9 Ca"i5ra3i!n =e procede con la verificaci#n de ine4istencia de a*ollamientos$ ovali"aciones o reducciones de la secci#n interna de la ca,er!a$ para ello se de*e pasar un chancho cali*rador de cu*etas o platos$ el mismo que de*e ser lan"ado con un
136
intervalo de 8;;;m apro4imadamente despu-s del lan"amiento de un chancho de limpie"a. Am*os impulsados por aire a presi#n el cual ser3 regulado de tal forma
137
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
que no se aceleren demasiado y sus despla"amientos sean controlados. &l chancho cali*rador de*e estar provisto de un dispositivo sonoro que permita su acompa,amiento cuando se encuentre en movimiento$ que normalmente es una cadena fijada en la parte trasera del chancho previamente verificada en cuanto a cantidad de esla*ones. 'a placa cali*radora de*e ser de acero al car*ono =A&D8;:; o de aluminio$ con un espesor m!nimo de J para ca,os con di3metros iguales o mayores a @J y su di3metro de*e ser un 9? del di3metro interno m!nimo del tramo. /9&9 L"ena1# Para el llenado se de*e utili"ar una *om*a de alto caudal y presi#n adecuada con la finalidad de empaquetar el tramo antes de ejecutar la prue*a hidrost3tica$ para ello ya de*en estar instalados los ca*e"ales$ los chanchos de llenado y vaciado y todos los accesorios necesarios
para la ejecuci#n de la actividad$ adem3s de
presentar el an3lisis qu!mico del agua a ser empleada en la prue*a$ la misma de*e ser limpia y e4enta de elementos agresivos a la tu*er!a /9&9 Pres*ri+a3i!n 1e "a Línea. 1na ve" llenado y empaquetado el tramo con la m34ima presi#n posi*le
que
permita la *om*a de llenado a utili"ar /:;; a <;; psi0$ se de*e dejar la misma por un lapso apro4imado de > horas para su esta*ili"aci#n y homogenei"aci#n de temperatura$ verificando que los volmenes de aire presentes est-n dentro de lo admisi*le$ para despu-s iniciar la operaci#n de presuri"aci#n correspondiente con el equipo adecuado que en este caso es una *om*a de rec!proca de tres pistones. (espu-s de este periodo$ se sugiere hacer una purga en los distintos puntos de alivio.
138
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
TITULO: AUTOR:
/9&9 Pr*e5a (i1r#si3a9 1na ve" verificado que el tramo no presenta inesta*ilidad en la presi#n de empaquetado y que los volmenes de aire calculados son admisi*les$ se inicia la presuri"aci#n utili"ando la *om*a correspondiente con un incremento apro4imado de a ?; psiEminuto hasta llegar al ?; de la presi#n de prue*a y se mantiene en estas condiciones por un lapso de > horas$ periodo en el cual se revisan los tramos de ca,er!a e4puesta $ la posi*le presencia de fugas en los accesorios instalados y las lecturas en los man#metros$ verificando la ine4istencia de variaciones garanti"ando de esta manera la ausencia de *olsones de aire y perdidas en el tramo. Concluida esta fase la presi#n de*e ser elevada de forma moderada a una tasa constante$ apro4imada entre <; y ?; psiEminuto hasta el ? de la presi#n de prue*a
y ser mantenida por una hora. 1na ve" concluido este tiempo de*e
retornarse al 8;; de la presi#n y comien"a a correr el periodo de prue*a de resistencia o prue*a mec3nica por un lapso de > horas. &s importante que durante este periodo la presi#n este siempre por encima de la presi#n m!nima de prue*a$ por lo que se recomienda so*repasarse en ?; psi de este valor. &n este caso e4iste una variaci#n de temperatura y la presi#n de prue*a corra riesgo de descender por de*ajo de la presi#n de prue*a podr3 ser despresuri"ada a una velocidad de apro4imadamente ?; psiEminuto hasta llegar nuevamente a la presi#n de prue*a. /9&9 E?*i4#s Ne3esari#s 4ara "a Rea"i+a3i!n 1e "a Pr*e5a (i1r*"i3a 'os instrumentos necesarios para la ejecuci#n de la prue*a$ de*en estar de*idamente certificados de acuerdo con las 7ormas y Procedimientos espec!ficosK
139
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
•
Registrador de Presi#n de ; a <;;; psig
•
Registrador de 6emperatura de ; a :?; Q2
•
+an#metro que permita lecturas de prue*a entre el :? y ? de su rango
•
6erm#metro para medici#n de temperatura del agua con rango de ; a :?; Q2.
•
6erm#metro para la medici#n de temperatura am*iente
•
Caudal!metro con caracter!sticas de caudal y presi#n adecuadas a los Requerimientos de llenado.
/9&9 Va3ia1# y Se3a1# 1e "a Línea Para efectuar el vaciado de la l!nea$ ser3 necesario previamente contar con la aceptaci#n del lugar de descarga por parte de los propietarios$ adem3s del an3lisis ocular del agua para demostrar que est3 en condiciones de ser vertida a campo a*ierto$ ya que al tratarse de una l!nea nueva$ -sta no estar3 contaminada con hidrocar*uros$ para ello la muestra podr3 ser tomada antes de la presuri"aci#n una ve" llenado el tramo. 1na ve" concluido el vaciado se inicia el secado de la l!nea$ para ello se usan nuevamente los ca*e"ales lan"adores y receptores de chanchos y se inicia esta actividad lan"ando en primer lugar un chancho de poliuretano para retirar agua remanente y luego chanchos de esponja para el secado repitiendo segn sea necesario hasta eliminar el agua li*re. 'a secci#n pro*ada se considerara satisfactoriamente seca cuando el chancho ya no escurra o lleve agua por delante.
140
ANEOS & DISE$O DE PO)O INYECTOR Y TRANSPORTE DE CO&
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Fig*ra /: Ca24# (*25er# S*are+ R#3a
141
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
TITULO: AUTOR:
Fig*ra /: Ca24# (SR 2a4a esr*3*ra" #4e arena Sara
CABE)AL DEL PO)O (SR'/. KPO)O INYECTORM Se33i!n A: Ca*e"a de po"o +arca 2+C OC6 8? mts. Se33i!n B:
142
Carretel intermedio +arca 2+C OC6 8
143
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
&mpaquetadura secundaria energi"a*le simple sello XJ Preparado para reci*ir colgador de C=G de perfil cil!ndrico. rida con : pernos retenedores.
: salidas laterales /=.'.0 esparragadas :D8E8@J ?;;; Psi. /RD:>0 =.'. 8 K rida ciega de :D8E8@J ?;;; Psi =.'. :K 3lvula esclusa :D8E8@J ?;;; Psi 2+C OC6 ridas Compa,eras :D 8E8@J4:J 'P. Altura ;.?@ +ts. Se33i!n C Carretel de producci#n +arca 2+C OC6 de 88J <;;; Psi 4 D8E8@J <;;; Psi /RD>?0
&mpaquetadura secundaria simple sello tipo XJ Alojamiento para colgador de 6G perfil c#nico. Con > pernos retenedores. : salidas laterales /=.'.0 esparragadas :D8E8@J ?;;; Psi. /RD:>0 =.'.8K val esclusa :D8E8@J 2+C OC6 ?;;; Psi rida compa,era :D8E8@J ?;;; Psi 4 : 'P. =.'.:K al esclusa :D8E8@J 2+C OC6 ?;;; Psi rida compa,era :D8E8@J ?;;; Psi 4 : 'P. Altura ;.?@ +ts. 144
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Se33i!n D Armadura$ OC6$ ++A$ ++A /+aestra so*re+aestras y pistoneo0 :D8E8@J ?;;; Psi. X :D8E8@J ?;;; Psi. 3lvula de ala /Wing0 :D8E8@J ?;;; Psi +arca WDD+ 6ee de producci#n esparragada de :D8E8@J. Caja porta edificio de :D8E8@J ?;;; Psi marca CA+&RO7. rida adaptadora preparada para alojar colgador de 6*g del tipo cuello e4tendido marca CC OC6. Fig*ra &.: Ca5e+a" 1e 4#+# (SR'/.KP#+# inye3#rM
145
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Fig*ra &/: Esa1# S*5'S*4er7i3ia" 1e" 4#+# Inye3#r (SR'/.
145
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Fig*ra &&: Te24era*re5*55"e'4#in 4ress*re #7 C#& %%P C#rre"ai#n KYe""in an1 %e3a"7eM
146
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Fig*ra &: C#24ressi5i"iy 7a3#rs 7#r CO&
147
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Fig*ra &: C"ase 1e "#3a"i1a1 4ara 1ise0# y 3#nsr*33i!n KB/M
148
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Fig*ra &: Varia3i!n 1e -is3#si1a1 3#n e24era*ra
149
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Ta5"a /: Fa3#r Bsi3# 1e Dise0# F KB/M
Ta5"a &: Fa3#r 1e *na "#ngi*1ina" KB/M
Ta5"a : Fa3#r 1e Dis2in*3i!n 1e Te249 [T[ 4ara *5ería 1e a3er# KB/M
150
ANEO KCO%PRESOR RECIPROCANTEM
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Ta5"a : Pr#4ie1a1es 7ísi3as 1e 3#24#nenes
152
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Ta5"a : Ca4a3i1a1 2#"ar 1e 3#24#nenes Gas
8mratur
<m".al #rmula
+#l =t
CH4
0>%
50>%
60>%
100> %
16. 0 4 3
8. 23
8. 42
8. 46
8. 65
8 . 95
9. 28
9. 64
10. 0 1
C2 H2
26. 0 3 8
9. 68
10 . 22
1 0. 33
1 0. 71
11. 1 5
11 . 5 5
11 . 90
12. 2 2
C2 H4
28. 0 5 4
9. 33
10 . 02
1 0. 16
1 0. 72
11 . 41
12 . 0 9
1 2. 7 6
13. 4 1
C2 H6
30. 0 7 0
1 1 . 44
12 . 17
1 2. 32
1 2. 95
13. 7 8
14 . 6 3
1 5. 4 9
16. 3 4
C3H6
42. 0 8 1
1 3 . 63
14 . 69
1 4. 90
1 5. 75
16. 8 0
17 . 8 5
1 8. 8 8
19. 8 9
C3 H8
44. 0 9 7
1 5 . 65
16 . 88
1 7 . 13
1 8. 1 7
19. 5 2
20 . 8 9
2 2. 2 5
23. 5 6
C4H8
56. 1 0 8
1 7 . 96
1 9 . 59
1 9. 91
2 1 . 18
22. 7 4
24 . 2 6
2 5. 7 3
27 . 16
C4H8
5 6. 10 8
1 6 . 54
18 . 04
1 8. 34
1 9. 54
21 . 04
22 . 5 3
2 4. 0 1
25 . 4 7
t r an s 2But e ne
C4H8
56 . 1 0 8
1 8 . 84
20 . 23
2 0. 50
2 1 . 61
23 . 0 0
24 . 3 7
2 5. 7 3
27 . 0 7
i s o But a ne
C4H10
5 8. 12 3
2 0 . 40
22 . 15
2 2. 51
2 3. 95
25. 7 7
27 . 5 9
2 9. 3 9
31. 1 1
nBut ane
C4H10
5 8. 12 3
2 0 . 80
2 2 . 38
2 2. 72
2 4. 08
25. 8 1
27 . 5 5
2 9. 2 3
30. 9 0
i s o Pe nt a ne
C5H12
7 2. 15 0
24 . 94
27 . 17
2 7 . 61
2 9. 42
31 . 66
33 . 8 7
3 6. 0 3
38 . 1 4
nPe nt ane
C5H12
72. 1 5 0
2 5 . 64
27 . 61
2 8. 02
2 9. 71
31 . 86
33 . 9 9
3 6. 0 8
38. 1 3
Be nz e ne
C6 H6
78. 1 1 4
1 6 . 41
1 8. 41
1 8. 78
2 0. 4 6
22. 4 5
24 . 4 6
2 6. 3 4
28. 1 5
nHe x ane
C6H14
8 6. 17 7
3 0 . 17
3 2 . 78
3 3. 30
3 5. 37
37 . 9 3
40 . 4 5
4 2. 9 4
45. 3 6
nHe p t ane
C7H16
100 . 2 04
3 4 . 96
38 . 00
3 8. 61
4 1 . 01
44. 0 0
46 . 9 4
4 9. 8 1
52. 6 1
NH3
17 . 03 05
8. 52
8. 52
8. 52
8. 52
8. 5 2
8. 53
8. 53
8. 5 3
2 8 . 96 25
6. 94
6. 95
6. 95
6. 96
6 . 97
6. 99
7 . 0 1
7 . 03
Me t hane Et hyne Et hene Et ha ne P r o p e n e Pr o pane 1 Bu t e n e But le ne c i s 2But e ne
Ammo ni a Ai r
150>%
200>%
250>%
300>%
Wat e r
H2O
18 . 01 53
7 . 9 8
8. 00
8. 01
8. 03
8 . 07
8. 1 2
8. 1 7
8. 2 3
Oxy g e n
O2
3 1 . 9988
6. 97
6 . 99
7 . 00
7 . 03
7 . 0 7
7 . 12
7 . 17
7. 2 3
Ni t r o g e n
N2
28 . 01 34
6. 95
6. 95
6. 95
6. 96
6 . 96
6. 97
6. 98
7 . 0 0
Hydr o g e n
H2
2. 0 15 9
6. 78
6. 86
6. 87
6. 91
6 . 94
6. 95
6. 97
6. 9 8
H2S
34. 0 8
8. 00
8. 09
8. 11
8. 18
8 . 27
8. 36
8. 46
8 . 5 5
CO
28. 0 1 0
6. 95
6. 96
6. 96
6. 96
6 . 97
6. 99
7 . 0 1
7 . 0 3
CO2
4 4. 0 10
8 . 3 8
8. 70
8 . 7 6
9. 0 0
9. 2 9
9. 56
9 . 81
1 0. 0 5
Hydr oge n Car bon i o x i de Ca r b o nd
153
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Ta5"a : Re"a3i!n 1e" -a"#r es4e3í7i3#
Fig*ra &: C#24ressi5i"iy 7a3#r 7#r "ean sXee na*ra" gas9
154
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Fig*ra &: C#24ressi5i"iy 7a3#rs 7#r na*ra" a near a2#s7eri3 4ress*re9 KC#*resy #7 GPSAM
155
ANEOS AEROENFRIADOR GPSA
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Ta5"a : C#e7i3iene 1e rans7eren3ia g"#5a"
15 157
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Fig*ra &: C#rre33i!n 1e" 7a3#r 1e L%TD
Fig*ra &: Fin*5e Daa 7#r /'in9OD T*5es
15 158
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Fig*ra .: C8ara3erisi3s #7 *5ing
159
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Fig*ra /: Vis3#siy #7 %is3e""ane#*s Gases'One A2#s48ere
160
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Fig*ra : Fri3i#n 7a3#r 7#r 7"*i1s 7"#Xing insi1e *5es
161
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Fig*ra : Press*re 1r#4 7#r 7"*i1s 7"#Xing insi1e *5es
162
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Fig*ra : C#rre3i#n 7a3#r 7#r 7"*i1 -is3#siy Xi8in 8e *5es
163
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Fig*ra : P8ysi3a" 4r#4ery 7a3#r 7#r 8y1r#3ar5#n "i?*i1s
164
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Fig*ra : > Fa3#r 3#rre"ai#n # 3a"3*"ae insi1e 7i"2 3#e77i3ien 8
165
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Fig*ra : Air 7i"2 3#e77i3ien
Fig*ra : Air'1ensiy rai# 38ar
166
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
Fig*ra .: Air sai3'4ress*re 1r#4
167
TITULO: AUTOR:
Dise0# 1e *n Sise2a 1e Re3*4era3i!n 1e CO& en "a P"ana 1e gas Sana R#sa y s* re'inye33i!n en e" Ca24# (*25er# S*are+ R#3a 6i"7re1# Ra2#s O38#a
BIBLIOGRAFIA 8D A16ORK Buan Antonio =3nche" A. Ram#n Oliver Pujol 6&+AK planta para la recuperaci#n de CO: de los gases de com*usti#n :D 'i*roK Gas 7atural$ ?7o. >$ 899@ >D li*roK ingenier!a de gas Ycaracter!stica y comportamiento de los hidrocar*urosY autoresK Ramiro P-re" P y +arc!as B. +art!ne". ?D 'i*roK Gas 7atural$
D 1niversidad de Cara*o*o$ valencia ene"uela YIdentificaci#n de sistema y control de matri" din3mica para la optimi"aci#n de una planta de endul"amiento de gas :;; 9D =&7(A =.R.'. Programa de Capacitaci#n para operadores de producci#nJ CAPI61'OK II =eparaci#n. 8;DCamp*ell Petroleum Gas conditioning and processing. ol. > pag. 89;J/. 88D&ngineering (ata ooU Particulate removalDfiltration$pagD8J 8:D+arc!as +art!ne" Ingenier!a del gas$ principios y aplicacionesJ la hoguera. =anta cru" de la sierra. 899 8
8>D=uare"$ Bos- 'uis descripci#n del proceso planta de aminaDregeneraci#n de aminaJ pluspetrol$ olivia. =anta cru" de la sierra :;; 8?D=uare"$ Bos- 'uis descripci#n del proceso planta de aminaDintercam*iador de amina po*reEricaJ pluspetrol$ olivia. =anta cru" de la sierra :;; 168