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DESHIDRATACIÓN

DESHIDRATACIÓN

Temario:• Concepto• Hidratos• Técnicas de Deshidratación• Terminologías del proceso• Diagramas de Fase• Descripción de un proceso de Absorción• Sugerencias de carácter práctico• Factores de deterioro de glicol• Análisis de parámetros que intervienen en un

sistema de glicol

DESHIDRATACIÓN

Proceso a través del cual se remueve el agua de la corriente de gas

• Previene la reducción de la capacidad de la línea debido a la formación de agua libre.

• Previene el congelamiento del G.N

•Elimina o retarda la corrosión

DESHIDRATACIÓN• El contenido de agua líquida en el G.N es

corrosivo, principalmente en presencia de C02 y H2S.

DESHIDRATACIÓN Hidratos Condiciones Principales

• No se forman en ausencia de agua libre.

• Cristales formados por la combinación de agua con Hc livianos (C1, C2, C3, C4) y/o C02 y H2S.

• Existen si se enfría el gas por debajo de la Tº de formación de Hidrato.La P y Tº inciden en la cantidad de agua que pueden retener.

DESHIDRATACIÓN Hidratos

• H2S > Tº

• Baja Temperatura. Agua - Gas

• Alta Presión.Condiciones Secundarias

• Altas velocidades

• Cualquier Agitación

• Pulsaciones de Presión.

• Presencia de termopozos o escamas en la tubería.

HIDRATOS

•Reglas Generales:A 39ºF(3,9ºC), los hidratos se forman en sistema de gas natural si hay agua libre y presiones mayores de 166 psig(11 kg/cm2)

DESHIDRATACIÓN Técnicas para deshidratar el Gas Natural.• ADSORCIÓNADSORCIÓN: el agua es retirada del G.N a

través de un sólido. Ej: Silica Gel, alumina activada, tamices moleculares.

• ABSORCIÓNABSORCIÓN: utilizando un líquido higroscópico como el glicol se retiene el agua. Ej: EG, DEG, TEG

• INYECCIÓNINYECCIÓN: utilizando un líquido reductor del pto de rocío (metanol, MEG)

• EXPANSIÓNEXPANSIÓN: reduciendo la presión a través de una válvula de expansión.

DESHIDRATACIÓN

• Terminología del proceso:

• Temperatura de Punto de Rocío:

Temperatura a la que el gas natural se satura a la presión de proceso. Si el gas se enfría ligeramente debajo de esta temp, aparecerá agua en estado líquido.

• Cantidad de agua permisible en el transporte de gas natural: 4 lb/mmscf ó 65 mg/m3

• Depresión del Punto de Rocío:

Es una manera de determinar cuanto vapor de agua ha sido retirado del gas.

Pto de Rocío Original – Pto de Rocío del gas Deshid.

DESHIDRATACIÓN Factores que influyen en la selección del

Glicol.

• COSTOS.

• VISCOSIDADES.

• REDUCCIÓN DEL PTO DE ROCÍO.

• SOLUBILIDAD.

DESHIDRATACIÓN DIAGRAMAS DE FASE.

Es importante conocer donde nos encontramos situados dentro del proceso, para lo cual una buena opción es la correcta interpretación de los diagramas de fase.

Diagrama de fase TEG

DESHIDRATACIÓN Descripción de un proceso de TEG.Descripción de un proceso de TEG.

El sistema de deshidratación está formado por:

• Absorbedor: torre de platos donde el gas

cargado con agua se pone en contacto en contracorriente con el glicol

DESHIDRATACIÓN Platos de una torre absorbedora.Platos de una torre absorbedora.


• Válvula de Expansión: debido a que, por lo gral, el glicol en el horno está a presión atmosférica y en el contactor existe alta presión, se debe usar una válvula para lograr lo siguiente:

- Caída de Presión

- Control de nivel en el contactor


• Tanque de Flash: Separación del gas y condensado que arrastra el glicol desde el condensador.

Tiempo de retención: 20 a 30´

Presión de trabajo: 50 y 75 lpcm


• Filtros: Separan impurezas tales como:

- productos de degradación del glicol

- Hc de alto PM

- productos de corrosión

- impurezas arrastradas por el gas


• Intercambiadores: el g.r a Tº ambiente, se utiliza para enfriar el g.p que viene del horno, usando intercambiadores de tubo y carcaza.

- El rico se pude calentar hasta 300ºF

- El pobre se puede enfriar hasta 200ºF

- Tº tope torre 10 a 15ºF por encima de

la Tº del gas de entrada


Horno:

Tipos de calentamiento:

- vapor de agua

- aceite térmico

- fuego directo

• Máxima Tº en la pared del tubo 475ºF

• Grado de pureza: 98.7 % p/p

• Grado de pureza con gas de despojamiento: 99.5 % p/p ( flujo de gas: 2 a 10 pie3/gal gl)

Tº Reg:350 a 400ºF – (176 a 204ºC)

Torre destiladora:225ºF – (107ºC)

Tk Flash:Tº: 110 a 130ºF (43 a 54ºC)P: 50 a 75 psi (3.5 a 5.3 Kg/cm2)

Bba Glicol: 3gal/lbH20Intercambiador Gl/Gl


Bomba:

Las mas utilizadas son las KIMRAY, las cuales trabajan por principios hidráulicos.

Tasa de Glicol : 3 gal / lb H20

DESHIDRATACIÓN• Sugerencias de carácter práctico Tasas de flujo recomendadas para obtener un determinado descenso del Pto de

Rocío.

DESHIDRATACIÓN• Sugerencias de carácter práctico

DESHIDRATACIÓN Factores de deterioro del GlicolFactores de deterioro del Glicol

• Acidez del glicol

• Contenido de sales, hidrocarburos, parafinas y asfaltenos.

• Productos de corrosión.

• Contaminantes que degradan el glicol o que producen espumaje.

DESHIDRATACIÓN• Condiciones de Acidez

Resulta de:

- absorción de componentes ácidos del G.N.

- presencia de Oxígeno

- degradación térmica

Acidez (PH bajo)

- presencia de CO2 y H2S

- PH 5,5 = auto-oxidación

DESHIDRATACIÓN• Contaminación con sales, hc, parafinas y

asfaltenos.

- Sales: - pueden provenir del gas por el contenido de sales que transporta el agua de producción

Los depósitos de sal (manchas calientes), producen un color rojo intenso debido al calor que almacenan.

Resultado: los tubos del horno se rompen por sobrecalentamiento

- degradación térmica

Acidez (PH bajo)

- presencia de CO2 y H2S

- PH 5,5 = auto-oxidación peróxidos

aldehidos

Ácidos orgánicos (Ej: ácido fórmico, acético)

DESHIDRATACIÓN- Parafinas:

- Dejan depósitos de ceras en los ptos fríos del sistema.

- Las partes mas livianas se evaporan y reducen la eficiencia del contacto gas-glicol

- Asfaltenos

El glicol es especialmente recomendado como filtro para retener los asfaltenos

Análisis de TEG

DESHIDRATACIÓNAnálisis somero de los parámetros que

intervienen en un diseño con TEG

Se dispone de 100 MM de pcnd (2,83 MM mcdn) de gas natural de grav.espec g = 0,7 a una presión de 1000 lpcm y 110ºF (70,40 kg/cm2 y 43,33 ºC), el cual debe ser deshidratado hasta un punto de rocío de 35 ºF (1,67 ºC).

CALCULE:

1- La tº a la cual se formarán hidratos en el gas R: 65 ºF

2- Contenido de agua en el gas que llega a la planta R: 75 lbs/MM pcn

3- Descenso del punto de rocío R: 75 ºF

4- Cantidad de agua que queda en el gas deshidratado R: 7,7 lbs/MM pcn

5- Cantidad de agua que se debe remover del gas natural R: 67,5 lbs/MM pcn

Q = (67,5) (100) = 6750 lbs/día = 0,56 gpm = 3.061,75 Kgs/día

DESHIDRATACIÓNAnálisis somero de los parámetros que

intervienen en un diseño con TEG

CALCULE:

6- Seleccione el tipo de glicol que utilizaría

DESHIDRATACIÓNCálculos para la determinación de Agua en

el Gas.

* CORRELACIÓN DE BUKACEK (GAS DULCE)

)/()(

MMpcnlbsBlpcaPA

W

)/(4.75)(

MMpcnlbsBlpcaPA

W

Ejemplo:Tº: 108ºFP: 1000 lbA: 57100B: 18.3

Valores de tabla

DESHIDRATACIÓNCálculos para la determinación de Agua en

el Gas.

* CORRELACIÓN CORRESPONDIENTE PARA LOS COMPONENTES ACIDOS.

)()()( 2222 SHWSHYCOWCOYHCSWHCSYGAW CCCC

WcGA: Contenido vapor de agua en el gas ácidoY HCS: Fracción molar de los HcWCHCS: Contenido de agua en el gas natural dulceY CO2: Fracción molar del dioxido de carbono en el gasWcCO2: Contenido de agua en el Co2, en estado puroY H2S: Fracción molar del H2S en el gas naturalWCH2S: Contenido de agua en el H2S en estado puro

• Ejercicio de aplicación: Se desean deshidratar 800.000 m3/d de gas natural a una presión de 80 Kg/cm2 y una

temperatura de 40ºC. Determinar el caudal de glicol necesario para obtener un gas de salida con 7 lb/mmscf.

- Modelo de Bomba Kimray: 45015PV

1º Paso: Conversión de unidades:Q: 800.000 m3/d = 28 mmscf/dP: 80 Kg/cm2 = 1138 psiTº: 40ºC = 104ºF

2º Paso: Del gráfico de contenido de agua en el Gas Natural determinamos lo siguiente:-Cantidad de agua en gas natural: 50 lb/mmscf-Depresión del punto de rocío-Punto de rocío del agua

3º Paso: Determinar la cantidad de agua a extraer:50 lb/mmscf – 7 lb/mmscf = 43 lb/mmscf43 lb/mmscf x 28 mmscd = 1204 lb de agua

4º Paso: Circulación de GlicolSe estima que debe circular 3 galones de glicol por cada libra de agua a extraer, por lo tanto:3gal x 1204 lb = 3612 gal/d de TEG3612 gal/d = 150 gal/hr de TEG

5º Paso: Ingresar a la tabla de las bombas Kimray correspondiente al Modelo: 45015 -En función al caudal de glicol necesario (150 gal/hr) determinar las EPM (emboladas por minuto) para

satisfacer dicha circulaciónRespuesta: 10 EPM

Cuestionario:

1- Definir Deshidratación2- Indique las condiciones principales para la formación de hidratos en el

gas natural3-Explique el significado de los siguientes términos:- Punto de Rocío- Depresión del punto de rocío4- Indique la concentración permisible del trietilenglicol5- ¿ Cuál es la temperatura de descomposición del trietilenglicol?6- ¿ Indique el rango de temperatura de trabajo del horno regenerador de

trietilenglicol?7- Indique la diferencia de temperatura que debe existir entre el glicol y el

gas de entrada a la torre de contacto. ¿Para qué?8- ¿Cómo se mide la acidez del glicol?9- ¿Cuál es la cantidad mínima de trietilenglicol que se debe inyectar para

absorber agua del gas natural?10- Al momento de efectuar un cálculo de deshidratación ¿qué factor debo

considerar al tratarse de un gas ácido como el Sulfhídrico?

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