Deshidratacin con TEG

Deshidratacin con TEG

Introduccin

Descripcin del proceso

Equipos mayores

Ecuaciones y condiciones de diseo

Comportamiento de una planta de deshidratacin en condiciones normales Perturbacin del funcionamiento normal de la planta de deshidratacin. Correccin de los factores perturbadores

Funcionamiento crtico del subsistema o de un equipo mayor dentro del subsistema

Paradas de emergencia dentro de los mrgenes de flexibilidad del subsistema

Respuesta dinmica del subsistema ante cambios de las variables operacionalesDeshidratacin con TEG

Introduccin La planta deshidratadora est constituida por dos equipos mayores bsicos: una Absorbedora en la cual, por contacto, en contracorriente, a baja temperatura y alta presin, el TEG pobre absorbe la humedad del gas de

alimentacin, y una Regeneradora en la cual el TEG rico cede el agua a alta temperatura y baja presin, regresando luego a la primera unidad para reiniciar el ciclo Secado/Regeneracin.

Descripcin del proceso

Recorrido del gas de alimentacin

El gas hmedo (ver Figura No.1) circula a travs del separador de entrada donde se desprende de algunas impurezas, entra a la absorbedora justamente a su punto de roco. inicia su recorrido ascendente se pone en contacto con el TEG pobre que a su vez desciende desde el tope de la columna se seca durante el ascenso y deja finalmente la unidad por su parte superior como gas seco. Esta corriente intercambia calor con el TEG pobre), siendo su temperatura final, 108F.

Recorrido del glicol El TEG rico sale del fondo de la absorbedora (6) a 100F, a travs de una vlvula reguladora reduce su presin, desprendiendo en consecuencia los hidrocarburos que haya absorbido en la columna. A su paso por el tope de la chimenea del regenerador circula en un serpentn que acta como condensador de glicol, pasando posteriormente a un tanque de venteo (8) en donde se separan los gases desorbidos.

Del tanque de venteo el TEG rico se filtra e intercambia calor con el TEG pobre procedente del tanque de almacenamiento, y luego, mediante bombeo, alimenta al regenerador a 275F. La temperatura en esta unidad crece considerablemente para promover la separacin de TEG del vapor de agua. El calor se suministra al regenerador mediante un rehervidor a fuego directo, que usa gas combustible.

El TEG regenerado (pobre) pasa del regenerador al acumulador, y de ste al tren de intercambiadores mediante bombeo. Se alimenta al tope de la regeneradora para repetir toda la secuencia de secado de la corriente contnua del gas de alimentacin y de regeneracin para conformar su uso en un lazo cerrado de flujo.Columna absorbedora

Parmetros de operacin

Te = Temperatura de entrada del gas.

Ts = Temperatura de salida del gas.

F = Flujo de gas de entrada.

p = Presin en la torre absorbedora.

Columna absorbedora

Funcin La columna absorbedora es un equipo de transferencia de masa a elevada presin y baja temperatura, en contracorriente, cuyo fin es transferir la

humedad del gas de alimentacin al TEG en una geometra de etapas verticales, formada por platos de Campanas de Burbujeo o por Empaque Estructurado.

Justificacin El separador de entrada a la absorbedora tiene por objeto separar las dos fases que puedan estar presentes en la alimentacin: la fase lquida es pequea y puede contener impurezas concentradas. La fase gaseosa es mayor y constituye el fluido de trabajo principal. En casos de emergencia, el gas puede ser desviado al mechurrio directamente a la salida de este separador.El gas deshidratado de salida contribuye a bajar la temperatura del TEG pobre en una etapa de intercambio de calor, debido a que mientras ms baja sea la temperatura del glicol pobre, tanto mejor el desempeo de la absorbedora.

El TEG rico sale a elevada presin de la columna absorbedora pero sta presin debe ser reducida debido al rgimen de operacin de la regenadora, ya

que sta debe trabajar a baja presin y elevada temperatura para promover eficazmente la separacin TEG / agua.

Regeneradora de glicol Parmetros de operacin Te = Temperatura de entrada.

Ts = Temperatura de salida.

F = Flujo de gas de entrada.

p = Presin en el regenerador.

QC = Carga calrica en el condensador.

QH = Carga calrica en el rehervidor.

Funcin La regeneracin del glicol consiste en la recuperacin de su condicin de agente deshidratador en el proceso de secado del gas hmedo, mediante la

accin de alta temperatura a baja presin.Justificacin El TEG rico y fro, se usa como refrigerante en el condensador de tope del Regenerador, en una operacin crtica para economizar TEG. Ella requiere una temperatura de compromiso (218F) que permita la condensacin del glicol pero no del vapor de agua, para lograr as su separacin completa.

El tanque de venteo se requiere para separar los vapores de hidrocarburos absorbidos junto con la humedad en la columna, una vez que la corriente ha sido precalentada en el condensador y su presin ha sido bajada considerablemente.

El intercambiador de calor TEG rico-Teg pobre se requiere para introducir la economa de calor que hace el proceso exitoso. El rehervidor, a base de gas combustible, es necesario para lograr las elevadas temperaturas exigidas en el Regenerador para alcanzar las condiciones que aseguren eficiente separacin entre TEG y agua.Ecuaciones y condiciones de diseo

Absorbedor caudal del gas a condiciones de operacin

Po: presin a condiciones normales, 14,7 lpca.

Qo: caudal de diseo a condiciones normales, en pies cbicos a 14,7 lpca y 60F.

Zo: factor de compresibilidad a condiciones normales, adimensional.

To: temperatura a condiciones normales, 520 R.

P1: presin a las condiciones de trabajo de la planta, lpca.

Z1: factor de compresibilidad a condiciones de operacin, adimensional.

T1: temperatura actual o de operacin, R. Obsrvese que el caudal al cual se hace referencia, est medido a condiciones normales (14,7 lpca y 60F). El que se utiliza a los efectos del diseo es el caudal a las condiciones de presin y temperatura a las cuales se trabaja.

Por ejemplo 100 MM de pcnd (1.157,4 pie3/seg.) de un gas de gravedad especfica G = 0,6, a 90F, 1000 lpca, quedar reducido a 15,66 pie3/seg., cuando se verifica el caudal real a las condiciones de operacin. El rea transversal del separador ser el cociente entre el caudal real (15,66 pie3/seg.) y la velocidad crtica del fluido dentro de la unidad.

Velocidad crtica del gas dentro de la torre, Vc

Frmula de Souders y Brown

La velocidad crtica del gas dentro del absorbedor, es la velocidad mnima que se puede utilizar sin que se produzca arrastre de lquido, cualquier valor por encima de ella producira arrastre del glicol fuera del absorbedor. Es, por lo tanto, una velocidad lmite. Est determinada por las densidades, a condiciones de operacin, de los fluidos que se separan y una constante K ( Constante de Souders y Brown) que, originalmente es terica, pero que se ha venido modificando por el criterio de los diversos fabricantes. En Data Book se sugiere usar un valor de K=0,36 y sustraerle 0,01 por cada 100 lpc de incremento de la presin. Para absorbedores de glicol o de amina este factor debe ser multiplicado por 0,6 - 0,8 Contenido de agua en el gas. (cantidad de agua retenida)

W = Wc1 - Wc2

Wc1 : contenido del agua en el gas de entrada, en lbs/MMpcn

Wc2 : contenido del agua en el gas deshidratado, en lbs/MMpcn

La cantidad de agua retenida por el glicol, en esencia, es la diferencia entre el contenido de agua en el gas de alimentacin menos la cantidad de agua que transporta despus de deshidratado.

Varias consideraciones deben tenerse en cuenta:

A los efectos del diseo, se considera que el gas que llega a la planta est saturado con agua. El contenido de agua depende de la presin y la temperatura.

El contenido de agua, a la salida, es condicin del diseo. Es normal que se hable de 5 a 7 lbs/MM pcn en el gas tratado.

Las variaciones de la presin y la temperatura de la alimentacin alteran el contenido de agua en el gas y, por lo tanto, se deben ajustar las condiciones de operacin de la planta.Glicol requerido segn diseo

qTEG = ( W ) x ( R )

W: cantidad de agua retenida por el glicol.

R: relacin agua-glicol

Es comn que, en los diseos de deshidratadoras de TEG, se hable de 3 gals. TEG/lb pie3; no obstante otras condiciones deben tenerse presente:

A mayor nmero de platos en el absorbedor, menor ser el requerimiento de glicol para lograr un descenso determinado del punto de roco.

Al aumentar el galonaje por encima de 3 gals/lb pie3 es muy baja la ganancia y el punto de roco tiende a ser constante.

El uso de gas de despojamiento tiende a profundizar la deshidratacin con muy buena eficiencia.Tanque de venteo Dimensionamiento del tanque de venteo

Tanque de venteo: separador horizontal trifsico con tiempo de retencin de 30 a 45 minutos

Parmetros a considerar:

Qg: gas absorbido por el glicol en el absorbedor, en pie3/seg.

pcn: gas de TEG, aproximadamente se considera 1 pcn/gal.

Qhid: hidrocarburos que se consideran en el absorbedor, en pie3/seg.

El tanque de venteo se disea como un separador horizontal trifsico. Debe estar en condiciones de retener el caudal de glicol que circula en 30 a 45 minutos

Se disea para separar el gas que ha sido absorbido en el absorbedor, cuando el glicol entra en contacto ntimo con el gas; aproximadamente un pie cbico por galn de glicol.

Adicionalmente se debe prever el espacio necesario para retener los hidrocarburos lquidos que se puedan condensar en el absorbedor. La norma de PDVSA para el diseo de separadores sugiere la necesidad de reservar una altura de un pie por cada una de las fases.Regenerador Balance de energa en el regenerador

Regenerador

Las condiciones de la regeneracin se determinan por la temperatura del fluido en el rehervidor, a la presin de la torre.

La torre de regeneracin se encarga de devolverle al glicol la capacidad de absorcin; trabaja a la temperatura de burbujeo del glicol, a la presin de la torre que, por lo general, es atmosfrica o muy cercana a la presin atmosfrica. En el caso del TEG, esta temperatura es igual a 4000F.Cuando el vapor se separa de la solucin tiene una composicin aproximada del 42% de TEG y 58% de agua. Cuando llega al tope de la torre, el vapor est formado prcticamente por agua con 99,5% de pureza.

No obstante, ello indica que, el agua que se retira del gas, arrastra consigo un 0,5% p/p de TEG.

El vapor, formado por glicol y agua, se va despojando del TEG a medida que asciende en la torre. El despojamiento es beneficiado por un serpentn colocado en el tope del regenerador, el cual facilita el reflujo.

Las prdidas de glicol aumentan a medida que sube la temperatura en el tope de la torre.Comportamiento de una planta de deshidratacin en condiciones normales

Operacin de la planta. Parmetros en condiciones normales

1. Operacin del absorbedor

El gas de alimentacin llega a la planta en las condiciones previstas en el diseo (Caudal del gas, presin y temperatura del gas de alimentacin, composicin prevista, no lleva petrleo ni otras impurezas en suspensin).

El separador de entrada trabaja eficientemente a la presin indicada y con el caudal previsto. Tiene suficiente capacidad para el almacenamiento de baches de lquido.

El glicol pobre entra a la torre de absorcin 10F por encima de la temperatura del gas de alimentacin y con la concentracin debida (Ej. 98,7 % p/p)

El gas tratado sale segn las especificaciones, con el punto de roco del agua deseado (Ej. 30 F) No hay arrastre de condensados ni formacin de espuma en el contactor.

2. Tanque de venteo

El tanque de venteo funciona eficientemente. Tiene suficiente volumen para el almacenamiento de glicol y los condensados; los niveles funcionan de manera apropiada.

El gas combustible se retira del separador horizontal y se utiliza en la planta.

El sistema de drenaje de condensados trabaja eficientemente.3. Torre de regeneracin

La temperatura del glicol en el rehervidor est en el nivel deseado ( Mxima 400F para el TEG )

No se ha observado taponamiento ni incrementos de presin en la torre.

El glicol est limpio. No se observa en el sistema la presencia de parafinas, asfaltenos ni petrleo.

El serpentn instalado en el tope del regenerador, trabaja de manera eficiente. El "by pass" est conectado.

Las prdidas de glicol son del orden de 0,1 gal/MM pcn en toda la planta.

El vapor de agua que sale del regenerador se mueve verticalmente hacia arriba. No se observa lluvia de glicol en los alrededores de la torre.

4. Equipos auxiliares

El galonaje se corresponde con una tasa de circulacin de 3 gals de TEG/lb. de H2O drenada del gas.

No hay ripios de corrosin ni otros slidos en suspensin en el glicol. El glicol luce traslcido.

Los filtros se cambian regularmente cuando alcanzan una prdida de presin de 15 lpc.Condiciones de arranque de la planta

1. Establecer la circulacin del glicol en la planta

Arranque el sistema de bombeo del glicol que va al absorbedor.

Cuando aparezca el fluido en el fondo del absorbedor, ponga el controlador del nivel del fondo en servicio activo, para que el lquido pueda fluir hacia el tanque de venteo.

Cuando la solucin aparezca en el tanque de venteo, ponga el controlador de nivel en servicio, para que el fluido pueda fluir hacia el regenerador.

2. Etapas para iniciar el calentamiento del rehervidor

Cuando se observe el nivel de lquido en el regenerador, ponga el nivel en servicio, para que el lquido siga fluyendo hacia el tanque de abastecimiento.Despus de estabilizar la circulacin en la planta, abra la fuente de calor en el rehervidor.

Ponga en servicio los intercambiadores.

3. Abra lentamente la entrada de gas a la planta

Empiece a introducir, de manera gradual, el gas a la torre de absorcin.

Verifique los niveles de lquido, temperaturas, presiones y caudales hasta estabilizar las condiciones del proceso.

Mantenga un registro permanente de los parmetros significativos del proceso. Estos datos le sern muy tiles para localizar las fallas.Variables crticas en el proceso de arranque del sistema

1. La circulacin se debe establecer a plenitud antes de iniciar el calentamiento del glicol o la entrada del gas.

2. El gas debe entrar lentamente al sistema

Si se precipita, el gas romper los sellos lquidos de los bajantes y el glicol no llegar al fondo de la torre.

El exceso de gas en el sistema, con respecto a las condiciones del diseo o el caudal normal a presiones bajas aumentar la velocidad y formar espuma mecnica. El glicol saldr de la torre produciendo prdidas econmicas.

3. Cuando el arranque se produzca despus que la planta entre en funcionamiento, verifique que no haya quedado glicol sucio en los filtros, porque se volvera a degradar.

Secuencia operacional en la parada de la planta

1. Cierre el combustible del rehervidor

2. Mantenga las bombas hasta que la temperatura baje, aproximadamente, a 200 F

Si apaga las bombas, conjuntamente con la circulacin de glicol, el fluido quedar sobrenadando sobre los tubos de fuego y podra quemarse. Al arrancar la planta observar que el glicol se ha degradado.

3. Reduzca gradualmente la entrada de gas al sistema. Evite cambios innecesarios en el absorbedor y en las tuberas.

4. Al despresurizar la planta se puede proceder por la salida de gas en el absorbedor. Hgalo lentamente, as evitar las prdidas de glicol.Perturbacin del funcionamiento normal de la planta de deshidratacin. Correccin de los factores perturbadores,

Variables operacionales Presin.

Temperatura.

Caudal del gas y de la solucin.

Composicin de la carga.

Composicin de la solucin de amina.

Contaminantes del sistema.

Factores que se aprecian por simple inspeccin.

Factores perturbadores y su correccin

Presin El gas de alimentacin tiene una presin especificada en el diseo. El

incremento o descenso de este parmetro afecta el funcionamiento de la planta.

Incremento de la presin del gas de la alimentacin.

El incremento de la presin, est limitado por el espesor de los materiales y dems especificaciones de los equipos. El operador debe estar plenamente consciente de este lmite. Con el uso, los materiales sufren un desgaste que se debe medir regularmente, a fin de especificar la nueva presin lmite de la operacin.

Las presiones elevadas, ms all de las especificadas, conducen a la explosin y parada sbita de la planta.Este parmetro afecta a los equipos ubicados en la entrada del sistema( separador de entrada, torre de absorcin, separador de salida e intercambiador de calor del glicol pobre)

R: Se debe volver la presin a las condiciones de operacin o diseo.

Descenso de la presin del gas de alimentacin.

El descenso de la presin en el gas de la alimentacin incrementa la velocidad del gas dentro del absorbedor, con los riesgos que a continuacin se enumeran:

Se puede romper el extractor de niebla del separador.Se puede romper el extractor de niebla del absorbedor.

Se produce espuma mecnica dentro de la torre.

Prdidas de glicol en el absorbedor que, a su vez, afectan las instalaciones ubicadas aguas abajo de la planta de deshidratacin. Por ejemplo las cajas fras.

Posible rotura o cada de los platos del absorbedor.

R: Cuando resulte obligante descender la presin del sistema se debe bajar el caudal proporcionalmente. Los altibajos de la presin afectan la planta de manera sustancial.Diferencial de presin en los filtros.

Este parmetro sirve para indicar el momento en que los filtros se han tapado. Al llegar al mximo de la diferencial de presin permitida, se deben cambiar los elementos ( Ej. 15 lpc )

El cambio frecuente de los filtros indica que hay un continuo ensuciamiento del glicol. Ello incide negativamente en la economa de la planta. En Sta. Brbara, citado a ttulo de ejemplo se deben cambiar los filtros ( 110, en total ) dos veces por semana.

R: Los elementos de los filtros se deben cambiar antes de que colapsen. Cuando la presin del filtro se mantenga baja y constante, verifique que no se haya olvidado instalar el elemento filtrante.

Diferencial de presin en las torres.Este parmetro permite verificar el momento en que se empieza a producir espuma en el subsistema: torre de absorcin o de regeneracin.La espuma puede ser mecnica (cuando la genera una velocidad excesiva) o qumica ( cuando se produce por contaminacin con productos qumicos )

R: Verifique, mediante un anlisis del fluido, si se trata de espuma mecnica o de carcter qumico. Haga los correctivos que correspondan.

Temperatura Del gas de la alimentacin.

La temperatura del gas de alimentacin es un indicador de posibles problemas en la planta.

Cuando est alta, el contenido de agua en el gas aumenta y, por lo tanto, el gas se sale de especificaciones.

R: Si fuere posible restituya la temperatura del gas a las condiciones normales de la operacin.

Del glicol en el rehervidor.

Cada tipo de glicol tiene su propio diagrama de fases. Y se usa tomando en cuenta sus caractersticas. El TEG tiene un punto de burbujeo de 400F, a presin atmosfrica.La temperatura de burbujeo del TEG en el rehervidor suele ser aproximadamente igual a 400F, y la mxima temperatura que puede aceptar: 404F. Si se incrementa por encima de este lmite, se puede degradar, lo cual obliga a cambiarlo.

Cuando la temperatura es menor la pureza del glicol pobre disminuye y se hace ineficiente el proceso de deshidratacin. El glicol debe entrar a la torre de absorcin lo ms puro que sea posible. Recomendaciones:

Evite que la temperatura del TEG descienda por debajo de la condicin normal de operacin para que el glicol pobre se mantenga dentro de las especificaciones.

Trabajando con TEG en condiciones normales se puede alcanzar una pureza del 98,7 % p/p sin gas de despojamiento.

Con el uso de gas de despojamiento, se puede llegar a purezas del 99,5% p/p.

El proceso Drizo, anuncia una pureza del 99,99% p/p y el sistema Golfinger, promete el 99,9% de pureza sin el uso de gas de despojamiento Temperatura del glicol en el tope de la torre de regeneracin.

Para que la planta trabaje es necesario que tenga una temperatura de tope mayor de 212F ( a presin atmosfrica ). Es comn que la operacin se realice con temperaturas de 215-218F. Con estos cifras se pueden esperar prdidas de TEG en el orden del 0,4% por peso con respecto a la cantidad de agua que ha sido retirada del gas (Ingeniera de Gas. Principios y Aplicaciones, pg. 301)

Cuando la temperatura del tope aumenta, se incrementan tambin las prdidas de glicol.

R: Cuando las prdidas de glicol sean muy altas verifique que el tope de la torre est a una temperatura cercana a los 215F.

Compruebe que el serpentn de enfriamiento est activo.

Asegrese que no est roto el serpentn de enfriamiento.

Diferencial de temperatura en los intercambiadores.

Cuando los intercambiadores de calor se empiezan a romper, aparecen elementos indicadores de desajuste en el sistema.Pudieran producirse prdidas considerables de glicol, en la torre de regeneracin al romperse el serpentn del tope del regenerador. Cuando se rompe el intercambiador de calor glicol pobre - glicol rico, se pierde la pureza del glicol regenerado. Incide en este comportamiento la presin ms alta de las dos corrientes.

Cuando se rompe el intercambiador de calor glicol pobre - gas, se pudieran incrementar las prdidas de glicol

R: Si tiene posibilidades de tomar muestras del glicol, antes y despus de los intercambiadores, compruebe que no cambie la composicin. Los cambios de la composicin le indicarn la posibilidad de una rotura.

Temperatura del glicol a la entrada del regenerador.

La temperatura del glicol pobre, al llegar al absorbedor debe estar 10 a 15F por encima de la temperatura del gas de alimentacin, para evitar condensacin y arrastre de condensados.

El gas se empobrece y baja de precio.

La presencia de condensados se debe drenar en el tanque de venteo, para evitar que lleguen al regenerador.Si llegan al rehervidor, se podra producir una expansin violenta, con lo cual se producen perturbaciones adicionales.

Prdida del glicol.

Rotura del empaque del regenerador.

Posible incendio.

R: Mantenga la temperatura del glicol pobre, a la entrada a la torre de absorcin, 10 a 15 por encima de la temperatura del gas de la alimentacin.

Caudal Del gas de la alimentacin.

El incremento del caudal de la alimentacin, implica un aumento proporcional del galonaje y, a su vez, de la energa que alimenta el rehervidor.

R: Si aumenta el caudal del gas que debe tratar, verifique la capacidad de bombeo disponible. Cuando el sistema llegue a su lmite, use gas de despojamiento.Composicin

Del gas de la alimentacin.

Los cambios de la composicin de la carga que ms pueden afectar el funcionamiento de la planta son los siguientes: cambio en el contenido de agua en el gas de la alimentacin, incremento en el contenido de gas cido y aumento del GPM o riqueza del gas.

Cambio en el contenido de agua del gas.

El incremento en el contenido de agua en el gas obliga a aumentar, proporcionalmente, el galonaje y la carga energtica del rehervidor. No hacer los ajustes correspondientes, implica que el gas se saldr de las especificaciones.

R: Controle, de manera permanente, el contenido de agua a la entrada y a la salida de la planta. Implante los correctivos que sean necesarios.

Incremento del GPM en el gas de alimentacin.

Cuando el gas de la alimentacin tiene un porcentaje muy alto de componentes pesados aumenta la tendencia a producir condensacin de los hidrocarburos lo cual, a su vez, facilita la formacin de espuma. Como consecuencia el gas se sale de especificaciones.R: No interesa quitarle al gas los componentes pesados. Intente trabajar con temperaturas ligeramente ms altas para evitar la produccin de condensados. Mantenga la diferencia de temperatura con el glicol pobre.

Si, al aumentar la temperatura, se produce algn incremento del punto de roco debe mejorar la eficiencia del rehervidor. Despus de intentar llevarlo a la mxima temperatura operacional el uso de gas de despojamiento es la alternativa ms sencilla.

Contenido de agua del gas tratado.

El gas tratado debe salir con un contenido de agua previamente especificado. Por ejemplo 5 a 7 lbs/MM de pcn.

Tambin se suele hablar del punto de roco - al agua - que corresponde a determinada carga de agua por milln de pies cbicos, medidos a condiciones normales. Ej. 30F. Cuando aumenta el contenido de agua en el gas deshidratado se dice que el gas se ha salido de las especificaciones.

El incremento del contenido de agua en el gas de alimentacin, obliga a aumentar el galonaje para tender a buscar las especificaciones del diseo.Cuando el galonaje est al mximo lo ms comn es el uso del gas de despojamiento, el cual se inyecta entre 2,0 y 10,0 pcn/gal. (I.G., P y A., Ref. pg. 307). De esa manera se incrementa la pureza del glicol y se obtiene un descenso del punto de roco ms alto.

Obviamente, si se enfra el gas de alimentacin antes de que entre al separador, se reduce el contenido de agua y se resuelve el problema.

Composicin del vapor de agua a la salida del regenerador.

La composicin del vapor de agua a la salida del regenerador es, aproximadamente del 99,5% por peso de agua y 0,5% de TEG. Con esta composicin el vapor de agua que sale del regenerador tender a salir verticalmente. Cuando la columna se inclina ello indica que transporta mucho glicol o que estn aumentando las prdidas del deshidratante.

Las razones que pueden producir las prdidas de glicol, son las siguientes:

Temperatura del tope del regenerador demasiado elevado.

Posible rotura del serpentn en el tope de la torre.

Presin de la torre muy alta.

El By-pass del serpentn qued conectado.Composicin del gas de despojamiento.

Como gas de despojamiento se utiliza el mismo gas de la planta. Puede

usarse el gas sin tratamiento, no obstante, el gas tratado es mejor.

Factores que se aprecian por simple inspeccin y que permiten corregir las perturbaciones de la planta

La temperatura del gas que llega a la planta.

Cuando el gas que llega a la planta aumenta la temperatura, la planta de amina, colocadas aguas arriba podra estar trabajando mal.

El humo del vapor de agua, a la salida del regenerador.

Cuando la columna de humo tiende a caer las prdidas de glicol son muy altas.

La apariencia del glicol.

El glicol se pone negro en contacto con el aire o por la presencia de oxgeno en el subsistema. As mismo, los contaminantes alteran su composicin y, por lo tanto, su comportamiento. A medida que elementos extraos se concentran se va cambiando la composicin y el glicol deja de trabajar como de l se espera. Los olores, alrededor de la planta.

Cuando la temperatura del rehervidor es demasiado alta el glicol se quema. Los olores del ambiente indican tal situacin.

La cada de presin en los filtros.

La mxima cada de presin en los filtros es de 15 a 20 lpc, luego colapsan y se rompen. Cambios continuos de los elementos filtrantes implica lo siguiente: Presencia de parafinas o asfaltenos.

Presencia de sales en exceso.

Slidos en suspensin.

Posibilidad de que exista corrosin excesiva en la planta.

Costos elevados de la operacin.

Correccin de los factores perturbantes

Al final de cada tipo de perturbacin se han indicado, cuando ello aplica, el correctivo que debera imponerse. En muchos casos la solucin es obvia.Funcionamiento crtico del subsistema o de un equipo mayor del subsistema

Condiciones crticas de funcionamiento de la planta de deshidratacin

Fallas de electricidad Son una de las causas ms frecuentes de los paros de planta. El impacto econmico se puede apreciar mediante un registro permanente de la produccin perdida por cada una de las causas que producen los paros. La cuantificacin de este parmetro reflejar los beneficios econmicos que se derivan del control del suministro de energa.

Prdidas excesivas de glicol Toda planta de deshidratacin con TEG, tiene un consumo de glicol estimado en 0,1 gals./MM pcn (0,38 lts./MM pcn). Cuando las prdidas alcanzan cifras muy superiores a sta, se puede estimar el gasto que se est produciendo a un costo de USD 1,2/litro, para el TEG. La cifra resultante indicar la conveniencia de esforzarse por corregir el funcionamiento errtico de la planta.

Adicionalmente, se deben considerar las perturbaciones que se producen aguas abajo del subsistema.

Cambios y prdidas de alimentacin

La cada del suministro de gas a la planta, obviamente representa prdidas de produccin. Por ello es conveniente reducir el impacto colocando varias alternativas de suministro, de tal manera que se pueda minimizar el impacto.Los cambios en la composicin producen alteraciones que afectarn la economa y el comportamiento de la planta. Las dietas ricas en componentes pesados, si bien es cierto aportan mayor cantidad de lquido al mercado, tambin introducen perturbaciones que - entre otras cosas - tienden a sacar el

gas de especificaciones. Un aspecto que altera la operacin normal en las instalaciones.

Las dietas pobres obligan a presurizar las plantas cuyo diseo sigue la tecnologa tpica empleada en Santa Brbara. Estas alteraciones pudieran llevar a paros no programados.

Prdida del bombeo Es normal que las plantas tengas bombas de relevo instaladas para suplir las fallas temporales y garantizar el mantenimiento preventivo. No obstante, si llegara a fallar el bombeo de glicol, obviamente se cancelara el servicio correspondiente a la deshidratacin del gas, con los subsiguientes problemas que se derivan en las instalaciones aguas abajo, diseadas para trabajar con un contenido mnimo de agua.

En tales circunstancias ello obligara al paro de la planta con la subsiguiente reduccin en la produccin.Cada del rehervidor El rehervidor en la planta de TEG, es uno de los equipos claves en el tratamiento del gas natural. La rotura del rehervidor, los descensos de temperatura con respecto a la condicin de funcionamiento normal, producen un glicol con alto contenido de agua y el gas se sale de especificaciones.

Los depsitos de sales sobre los tubos de fuego crean tortas de sal que almacenan grandes cantidades de energa. Al parar la planta, si simultneamente se detiene el bombeo, se pudiera quemar el glicol, que queda

depositado en el rehervidor. Ello obligara a cambiar la carga completa de glicol en la planta.

Rotura de algunos de los equipos vitales

Dentro de los parmetros de inspeccin obligada, est la medicin de la corrosividad en las instalaciones y el desgaste prematuro del espesor de pared

en tuberas y recipientes. La rotura de algn equipo vital que obligue a parar la planta es un problema indeseable.Gas fuera de especificaciones

Punto de roco elevado. El objetivo de una planta de deshidratacin con TEG es la reduccin del punto de roco a los lmites tolerables por las especificaciones del proceso.

El gas destinado a los gasoductos para satisfacer el mercado interno acepta un

punto de roco al agua de 148 ppmv. El gas para propsitos criognicos debe salir de la planta con 0,1 ppmv. Esto obviamente presenta la rigidez con que se deben satisfacer las especificaciones dependiendo del uso que se le vaya a dar

al gas tratado.

Cuando el gas se sale de especificaciones, el punto de roco al agua se eleva, lo cual origina la cada de las turbinas - diseadas para trabajar con gas completamente deshidratado - y obviamente la produccin se detiene.

Emanaciones txicas al ambiente

A pesar de las regulaciones ambientales existentes en el pas, en materia de calidad del aire, todava existen muchas descargas atmosfricas con productos txicos (NOx, SOx, H2S, CO, CO2, aromticos ) que, en otros pases, son penalizados en forma contundente.

Los controles ambientales han obligado al uso de patentes que garantizan una mejor calidad de los residuos y mejor proteccin para el ambiente (DRIZO, Coldfinger). Esto, a su vez, habla de un mayor galonaje de glicol en la planta y costos ms elevados para el tratamiento del gas natural.Cmo evitar llegar a las condiciones crticas?

Trata de garantizar el suministro de la electricidad a la planta. Los paros no programados son muy costosos.

La prdidas de glicol se pueden evitar con la debida observacin de los cambios en las condiciones normales de funcionamiento y la introduccin de los correctivos correspondientes.

Es conveniente que el gas no llegue a la planta por una sola va. Se deben mantener activas otras alternativas, de tal manera de que siempre pueda mantener la carga mnima necesaria para alimentar la planta.

Mantenga una porcentaje representativo de la capacidad de bombeo, siempre disponibles, con el fin de sustituir la cada de alguna de las bombas y facilitar el mantenimiento. La vigilancia de las condiciones de trabajo del rehervidor es vital para el funcionamiento continuo de la planta.

Garantice un buen programa de mantenimiento preventivo. Revise peridicamente el desgaste de los materiales y programe el reemplazo.

Vigile la corrosividad en el sistema.Equipos o elementos de la planta en donde pueden presentarse condiciones crticas

Bombas y compresores

Rehervidor

Intercambiadores de calor

AbsorbedorParadas de emergencia dentro de los mrgenes de flexibilidad del subsistema

Situaciones que requieren paradas de emergencia

Casos genricos:

Cuando no llega gas de alimentacin a la planta.

Prdida de la potencia ( fallas en la electricidad )

Rotura de la tubera que alimenta la planta.

Cada del sistema de bombeo, cuando no hay reemplazo.

Prdida del rehervidor.

Rotura del serpentn en el tope del rehervidor.

Situaciones especficamente sealadas en los catlogos, clasificadas en tres niveles diferentes, dependiendo del diseo.

Parada de nivel I. Perturbaciones en uno de los trenes.

Causas para una parada a nivel I:

Deteccin de fuego.

Parada desde la sala de control.

Parada desde el campo en facilidades de entrada.

Baja presin de lquidos hacia el tanque de venteo.

Alto nivel de lquidos en el "slug catcher" de facilidades de entrada.

Baja presin de gas a los aeroenfriadores.

Muy alto nivel de lquido en los separadores

Muy alta temperatura en el gas de entrada en los separadores.Parada de nivel II. Se detienen los sistema a causa de perturbaciones en alguno de los sistemas. para cada tren es posible la activacin manual de la parada.

Deshidratacin parada a nivel II

Parada desde la sala de control o desde el campo.

Muy bajo nivel de lquido en la torre contactora de glicol.

Parada del sistema de regeneracin.

Parada de nivel III. En casos extremos como la interrupcin del servicio elctrico; de los servicios principales o la deteccin de un incendio o fuga de gas, la parada deber iniciarse de manera manual.

Parada completa de la planta. Tren A y B.

Deshidratacin nivel III

Deteccin de fuego.

Fallas elctrica en los equipos que funcionan con electricidad.

Muy alto nivel en el separador de gas combustible.

Muy baja presin del gas combustible.

Acciones que, de manera progresiva, conducen a la parada de la planta Ensuciamiento del glicol.

Taponamiento de los platos o del empaque en el absorbedor y/o en el rehervidor.

Acumulacin de sales en los tubos de fuego del rehervidor.

Rotura de los intercambiadores de calor.

Presencia de productos txicos que degradan el ambiente.Operaciones que pueden evitar la parada de emergencia

1. Se deben tomar previsiones para alimentar la planta con gas procedente de varias fuentes. Ello indica que, en caso de que alguna de las corrientes falle, se puede apelar a la fuente alterna.

2. Se deben tomar todas las previsiones posibles para que los fallas en la electricidad no sean un factor que obligue a parar la planta.

3. La inspeccin continua de espesores de pared, grado de corrosividad en las instalaciones, el mantenimiento de las vlvulas y dems herramientas de seguridad, garantizan el funcionamiento de la planta.

4. El mantenimiento ptimo de los registros, con los parmetros fundamentales de la planta, garantiza la mayor eficiencia operacional.

Se debe evitar que el glicol se ensucie o se degrade.

Reducir al mnimo posible los cambios abruptos de los parmetros fundamentales.

5. El descenso de la presin de los lquidos hacia el tanque de venteo puede deberse al mal funcionamiento de la vlvula colocada a la salida del absorbedor, la cual regula la presin del glicol rico hacia el tanque de venteo o a la cada de la presin en el absorbedor.

6. El descenso o cada de la presin en los aeroenfriadores, ubicados antes del absorbedor de glicol, tiene su origen en el mal funcionamiento de las bombas o en la cada del sistema de bombeo.7. Cuando los niveles de lquido en el "slug catcher", ubicado a la entrada de la planta o antes del contactor de glicol, indican un nivel de lquido muy alto, se deben verificar las razones por las cuales est llegando a la planta un contenido tan alto de lquidos.

8. Pudiera tratarse de una falla en el drenaje de los lquidos retenidos en los recipientes: falla de la vlvula que descarga los lquidos y/o obstruccin de la salida. En ocasiones los asfaltenos crean ncleos slidos que taponan completamente las trampas.

9. Las temperaturas elevadas del gas en los separadores ubicados a la entrada de la planta pudiera originarse por las siguientes causas:

Fallas de los equipos ubicados aguas arriba del separador.

Cuando el gas entra al absorbedor de amina, ubicado aguas arriba de la planta de glicol, con demasiada violencia, se rompen los sellos de lquido en los bajantes. Eso hace que el lquido no baje al fondo del recipiente, la reaccin se produce en el tope de la torre y - gracias a que se trata de una reaccin exotrmica - el incremento de temperatura en el tope es muy alto. El gas se caliente y llega con muy alta temperatura al absorbedor de glicol.Respuesta dinmica del subsistema ante cambios de las variables operacionales

El gas que se procesa en un subsistema llega a ste con determinadas caractersticas de composicin, tasa de flujo, temperatura y presin. El rango de variacin que de esas variables acepta el subsistema, o la planta en general, depende de las condiciones establecidas en su diseo. Los valores as fijados para estas variables constituyen el conjunto de Variables Operacionales dentro de los cuales se prev obtener el mayor rendimiento en el procesamiento de una dieta dada.

Durante el tiempo de operacin de la planta, el rango de variacin de las variables es manejado mediante los correspondientes mecanismos de control, de cuyas respuestas depende el que las perturbaciones, dadas por los cambios, se transmitan a otros equipos y subsistemas, provocando nuevos cambios que debidamente controlados conducen a la restauracin de la condicin normal de operacin. Este estado dentro del cual se presenta estas condiciones es conocido como respuesta dinmica.

A continuacin se expresa en forma simplificada la secuencia de la repuesta dinmica del subsistema ante los tipos de perturbaciones ms importantes a la entrada del mismo.