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DESHIDRATACIÓN DE GAS NATURAL
M A C H A L A , E C U A D O R
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UBICACIÓNEL GUABO PROVINCIA DEL ORO, ECUADOR
INTRODUCCIONEl proceso de deshidratación consiste en el proceso de remover
particulas y vapores de agua de la producción de gas. Se dice que
después de haber pasado por los procesos de separación el gas aún
requiere que se le retire de 25 a 100 lb por MMSCF. Las especificaciones
de trasportación de gas por tuberia piden que el gas no tenga más de
7 lb I MMPC.
LAS PRINCIPALES RAZONES PARA DESHIDRATAR UN GAS SON• El gas natural puede combinarse con líquido o agua libre para formar
hidratos sólidos que pueden tapar las válvulas, placas de orificio, o
inclusive las tuberias .
• Si no es separada el agua de producción, el gas puede ser altamente
corrosivo especialmente cuando es combinado con C02 y H2S.
• El agua se puede condensar en las tuberias causando un flujo denso
dentro de las tuberias y por lo tanto causando erosión y corrosión.
• El vapor de agua incrementa el volúmen y decrece el valor de gas por
su capacidad calorifica.
• Los contratos de compra de gas especifican tener un maximo
contenido de agua de 7 lb H20 por MMPC.
• La deshidratación permite la operación de plantas criogénicas y
absorción por refrigeración sin congelamientos.
Kimray ha sido el pionero en instrumentación para plantas
deshidratadoras. La bomba de glicol fue creada en 1957. El corazón de
una planta deshidratadora es la bomba de glicol y la precisión en el
control de las variables de presión, temperatura y nivel en cada proceso
es básica para la producción de un gas de calidad. Kimray puede
proveer la mayoria de la instrumentación en una planta deshidratadora
y con el tiempo la marca se ha convertido en el estandár del sector
petrolero.
CONDICIONES DE OPERACIÓNFlujo 40 MMSCFDPresión 900 @ psig
Temperatura 100 DEGF
Saturación 20-30 lbm/MMSCFContenido de H20 en la salida de gas 2-4 #/mmscf
Gas Amargo 0 PPMC02 0.56 %El pozo esta en compresión No Si/ No
DESHIDRATACIÓN
02Ecuador Dehy 0pion 2.indd 2 1/14/15 3:44 PM
CÁLCULOS
CÁLCULOSUtilizando el software de Kimray “Kimsize” podmeos calcular los
galones de glycol (gpm) que se necesitan para deshidratar el gas
a esas condiciones.
Asumiendo 3 (galones de glicol / lb H20 removido) se puede
conlcuir lo siguiente:
Aw = 3 lb / MMPC
Gw = 3 gal glicol / lb H20 removida
TC = 100 F
Pc = 900 psig
Q = 40 MMPCD
F = [ (W – A w) ( QG w)]24
A = e [25.55185 – ( 7329.09 )]TC + 394
B = e [15.4141 – ( 7103925 )]TC + 460
W = Pc + 14.7
+ BA
Aw = Contenido permisible de Agua en libras por MMCFD
F = Galones de Glicol por Hora
Gw = Galones de Glicol por libra de agua removida
Tc = Temperatura del Contactador en F
Pc = Presión del Contactador (psig)
W = Libras de Vapor de Agua por MMCF de Gas
Q = Flujo de Gas en MMCFD
Después de haber seleccionado la bomba es indispensable calcular
el número de emboladas de una bomba la cu al corresponde al flujo
requerido en un sistema de deshidratación. De acuerdo con la gráfica
anterior si ubicamos el flujo de 307 gph obtendremos unas 19 emboladas
por minuto.
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FILTRO COALESCENTE Este proceso se encuentra ubicado justo antes del depurador de
entrada. Están diseñados especificamente para remover la niebla y
particulas del flujo de gas. Normalmente las particulas serán inferiores
a 10 micras par lo que las separadores normales no son capaces de
remover estas diminutas particulas.
SEPARADOR DE TRES FASESEl gas que es atrapado en el glicol debe de ser recuperado, por lo
que se puede instalar un separador de tres fases en la linea de glicol
húmedo y recuperar este gas para combustible en el recalentador o para
“Stripping Gas”. Si existe un compresor se puede recuperar el gas que
es atrapado del glicol e introducirlo nuevamente al gas de venta.
SMICK TURBULATOR Esto hace que el recalentador tenga un 8% más de reducción en
su consumo de combustible. Aumenta el tiempo de vida del tuba de
fuego proveyendo una mejor distribución del calor. El precio del Smick
Turbulator es muy bajo por la eficiencia que aumenta en el recalentador.
ANALIZADOR DE HUMEDAD El continuo monitoreo del contenido de agua en el gas de salida podrá
ahorrar energia y hacer el proceso más eficiente. En algunas ocasiones
la planta deshidratadora está entregando gas deshidratado muy por
debajo de las especificaciones de compra. Si este es el caso, se puede
reducir la circulación de glicol o bajar la temperatura del recalentador lo
que equivaldria a la reducción de combustible.
DESHIDRATACIÓNPROCESOS QUE AUMENTAN LA EFICIENCIA DE UNA PLANTA DESHIDRATADORA
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DEPURADOR AGUAS BAJO DEL ABSORBEDOR Es un dispositivo que se instala a la salida de gas para recuperar el glicol
perdido por acarreo o por evaporación.
STRIPPING GASLa concentración de glicol hasta 99.6% puede ser alcanzada con
“stripping gas” en el recalentador. El método consiste en inyectar gas
natural a alta temperatura al glicol en proceso de regeneración en el
recalentador. El gas hará un barrido interno en el recalentador, llevando
consigo todas las particulas de humedad del glicol. Este método es muy
efectivo también ya que evita que aire sea ingresado al sistema evitando
la oxidación del glicol.
VÁLVULA REGULADORA DE PRESIÓN AGUAS ARRIBA Mantiene constante la presión del absorbedor previniendo pérdidas de
glicol por acarreo como consecuencia de un cambio repentino de flujo a
causa de cambio en la caida de presión en el absorbedor.
CONTROL DE TEMPERATURA ELECTRÓNICO EN LA TORRE DE DESTILACIÓNEl glicol húmedo abandona el absorbedor y entra a un serpentin
de enfriamiento que controla la velocidad de reflujo de agua en la
parte superior de la torre de destilación. Este control de temperatura
electrónico que controla una válvula de tres vias Kimray asegura que
el vapor de agua que abandona la columna de destilación no acarree
exceso de glicol.
PLANTA ESCALABLE PARA AUTOMATIZACIÓNLa planta está equipada con las siguientes arreglos para adaptarse a un
control automatizado:
• Conexiones en el absorbedor para un control de nivel y una válvula
controladora de nivel de glicol.
• Válvula de estrangulación manual Kimray con el propósito de
estrangular el flujo y la presión de la línea de glicol húmedo.
• Panel de control eléctrico conectado a interruptores eléctricos de
emergencias para monitoreo de nivel, presión y temperatura.
• Arreglo para trabajar con una bomba eléctrica y utilizar como respaldo
una bomba por intercambio de energia Kimray.
DESHIDRATACIÓNPROCESOS QUE AUMENTAN LA EFICIENCIA
DE UNA PLANTA DESHIDRATADORA
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NÚMERO DE PARTE DESCRIPCIÓN PROCESO
HBA HT12 Recalanetador
HAM T12M Recalanetador
HAA T12 Recalanetador
HCH 3/4SS - 12 Recalanetador
E6HPPBBP / 600 RF / 150 PG Pilot / 6” IV/ Std Trim
Absorbedor
ESE 1300 S3W – S- LPO Torre de Destilación
EGA 1400 SMVT ¼ EP IV Absorbedor
EMB 112SMT DAB / w 0.75 IV Recalentador
HBU HT18PG Recalentador
CMK Gen II RH Depurador, Separador de tres fases.
CEC1 2200 SLS SS6 FLOAT Depurador, Separador de tres fases, Absorbedor, Filtro Coalescente
BENEFICIOSKimray tiene la experiencia desde 1957 en deshidratación de gas natural.
Debido a que la bomba de glicol asi como la intrumentación requerida
está relacionada directamente con la calidad de deshidratación de
gas, Kimray no sólo tiene le experiencia en los controles sino tambien
puede proporcionar las recomendaciones necesarias en la operación
y mantenimiento de la planta deshidratadora a fin de lograr el mejor
funcionamiento de la instrumentación. La planta contiene todos los
procesos necesarios para trabajar con la mejor eficiencia asi como el
evitar perdidas de glicol en la operación. En cada uno de los procesos
se especificó instrumentación Kimray lo cual garantiza el control de las
condiciones de operación. Por otro lado, la planta contiene arreglos
especiales para trabajar en un futuro con un sistema de automatización
Kimray que involucra una bomba eléctrica de la misma marca.
PRODUCTOS KIMRAY UTILIZADOS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA
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RECOMENDACIONES PARA UNA MEJOR OPERACIÓN DE UNA PLANTA DESHIDRATADORA
Control de temperatura en el Recalentador: Los controladores de
temperatura deben de operar en modo proporcional. Esto significa
que la válvula quemadora debe de abrir proporcionalmente a fin de
mantener una temperature constante en el recalentador. No utilizar
modo “on/off’ debido a que esto aumentará el consumo de combustible
y se corre el riesgo de apagar el piloto cuando la válvula quemadora
permanezca cerrada.
Utilizar gas deshidratado del absorbedor como gas de instrumentos:
Esta recomendación es debido a que la contaminación del gas afecta
la operación de los controladores de nivel del tanque flash. La mala
operación de estos controladores de nivel permite que el glicol sea
descargado por la línea de condensados. También el gas contaminado en
la línea de suministro afecta los controles en el control de temperature
del recalentador y el control de nivel en el depurador.
MEDIR Y REGISTRAR DIARIAMENTE LAS VARIABLES PRINCIPALES
• Flujo de gas y punto de rocio
• Presión y temperatura del contactador
• Circulación de la bomba de glicol (emboladas por minuto)
• Temperatura del glicol a la entrada del contactador
• Temperatura del glicol a la entrada de la bomba
• Temperatura del Recalentador
INSPECCIONES SEMANALES
• Buscar finas particulas negras que se asienta cuando se agita el
frasco. La precipitación de FeS o Fe3 O4 indica corrosión continua y la
falla de los filtros.
• Oler la muestra cuidadosamente para identificar descomposición
térmica.
• Revisar las caracteristicas de flujo de la muestra. Una solución
negra, viscosa, y gruesa indican que hidrocarburos pesados han sido
absorbidos por el gas.
• Revisar por una capa de aceite flotando en el glicol. Esto indica que
hidrocarburos pesados no volátiles han sido condensados.
INSPECCIONES MENSUALES
Si se sospecha contaminación el glicol debe ser muestreado y analizado
para localizer hidrocarburos, agua, salidos, fierro, cloro, gravedad
especifica, Ph.
PRODUCTOS KIMRAY UTILIZADOS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA
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Kimray diseña y manufactura productos de control para gas y aceite. Basados en 65 años de ser pioneros en desarrollo de producto, proveemos productos y servicios que trabajan mejor, son más inteligentes y más originales. Generamos soluciones útiles que solucionan problemas, hacemos esto manteniéndonos con curiosidad y compromiso con las necesidades del cliente. Nuestras ideas de producto están estimuladas por un profundo deseo de marcar la diferencia que es personal y única para el cliente.
Hemos hecho nuestro trabajo de vida proveer productos y servicios que impactan positivamente. A través de los años esta búsqueda a construido fuertes relaciones. Nuestros clientes han conocido que cuando se compra de Kimray es mucho más que el producto. Las relaciones entre los representantes de Kimray y nuestros clientes se extienden
desde antes de la venta hasta la vida del producto. Estas relaciones junto con la calidad de productos Kimray son el resultado de una compañía que se esfuerza por la excelencia para nuestros clientes, nuestra compañía y nuestra comunidad.
Visite www.kimray.com para conocer más acerca de Kimray y los productos que hacemos.
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