material de apoyo tratamiento de gas natural-parte 2

7/23/2019 Material de Apoyo Tratamiento de Gas Natural-parte 2

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Ing. Julio A. Villamizar Cardona Pgina 0

TECNICOS EN PRODUCCION DE PETROLEO Y GAS

Material de Apoyo Tratamiento de Gas Natural Parte 2Versin: 2.0

Fecha:08/03/2014

Tratamiento de Gas Natural

5. PROCESO DE DESHIDRATACION

Dos conceptos muy importantes son utilizados para referirse al contenido de humedad del gas y porende al rendimiento de la unidad:

Punto de roco:

Es la temperatura a la cual el gas natural se satura con vapor de agua, bajo cualquier presindada. El agua se condensa si el gas esta por debajo de su temperatura de punto de roco. Lacantidad de vapor de agua contenida en el gas a su punto de roco depende de la presin y de latemperatura del gas.

Depresin del punto de roco:Esta expresin es otra forma de describir cuanto vapor de agua ha sido removido del gasnatural. La depresin del punto de roco es la diferencia entre la temperatura del punto de rocodel gas de entrada y la temperatura del punto de roco del gas deshidratado.

5.1. Hidratos en el gas natural

El hidrato es un slido complejo cristalino estable, con apariencia de hielo pero posee una estructuradiferente. Se forma en sistemas de gas o de lquidos recuperados del gas natural (NGL), cuando elgas o el lquido est en o por debajo del punto de roco del agua, normalmente cuando haypresencia de agua lquida sin embargo; no necesariamente tiene que darse esta condicin, pues unavez que el gas este saturado, el agua libre puede pasar directamente de vapor a slido sin formarlquido. La temperatura de formacin de hidrato a una presin dada depende de la composicin delgas.

Tradicionalmente se han reconocido dos estructuras cristalinas para los hidratos que se forman conel gas natural llamadas simplemente Estructura I y II; en las cuales las molculas de agua forman elenrejado, y los hidrocarburos, el N2, CO2, y H2S ocupan las cavidades. Las molculas ms pequeas(CH4, C2H6, CO2y H2S) estabilizan formando un cuerpo cbico centrado llamado Estructura I, y lasmolculas ms grandes (C3H8, i-C4H10, n-C4H10) forman un enrejado tipo diamante llamadoEstructura II.

Las molculas ms grandes que el n-C4H10 no forman hidratos de Estructuras I y II; sin embargo,estudios recientes indican que algunas isoparafinas y cicloalcanos ms grandes que el pentanoforman hidratos de Estructura H (8). Cuando se forman hidratos stos tienden a bloquear tuberas,equipos e instrumentos, restringiendo o interrumpiendo el flujo. En tomas de presin de medidores e


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indicadores, producen falsas lecturas de presin y errores de medicin. Una vez que se forman loshidratos su remocin es bastante difcil.

Condiciones requeridas para formar hidratos

Baja temperatura (comnmente menor a 80f). Alta presin (mayor a 550 psi).

Una molcula pequea no polar .

Agua.

El fluido debe estar por debajo del punto de roci del agua.

su gravedad especifica es 0,98, flotan en el agua pero no en hidrocarburos lquidos

5.2. Que es deshidratacin

Qu se entiende por deshidratacin?Se denomina as a la serie de pasos que se siguen para eliminar el agua contenida en el gas natural.

Por lo general, para lograr el objetivo se emplean plantas cuyos diseos especficos conducen a laeliminacin del agua contenida en el gas natural. Las ms comunes son las plantas de glicol

Las principales razones para remover el vapor de agua del gas natural son las siguientes:

a) Agua lquida y gas natural pueden formar hidratos que taponan los equipos y tuberas.b) El agua lquida del gas natural es corrosiva principalmente si contiene CO2 y H2S.c) El vapor de agua del gas natural puede condensarse en las lneas llegando a causar

taponamientod) Optimizar el funcionamiento de los compresorese) Cumplir con calidad exigida para su transporte en tuberas y comercializacin.

En palabras sencillas, cmo se retira el agua del gas natural?

Referido a una planta de deshidratacin con glicol, el gas entrapor la parte inferior de una torre deabsorcin y asciende mientras burbujea en el glicol que cae del tope llenando las bandejas oplatos de burbujeo en los cuales se produce la transferencia de masas. A medida que sube, dentrode la torre, el gas cede el agua que contiene. As el glicol que llega al absorbedor con muy pococontenido de agua (glicol pobre) se enriquece a medida que entra en contacto con el gas y sale porel fondo cargado (glicol rico). Luego se bombea hacia la torre de regeneracin donde se regenera yqueda en condiciones de volver a absorbe

5.3. Mtodos de deshidratacin de gas ms usados son

Los mtodos de deshidratacin de gas ms usados son:

Expansin-Refrigeracin

Adsorcin: Utilizando un desecante slido

Absorcin. Utilizando un desecante lquido


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5.3.1. Expansin-Refrigeracin

Expansin-Refrigeracin: En este mtodo el gas se enfra adiabticamente (refrigeracinmecnica); al bajar la temperatura se produce condensacin de lquido entre los cuales est el agua.Puede utilizarse con o sin inhibidor, el proceso sin inhibidor se utiliza nicamente cuando la cada de

presin disponible permite que el agua alcance el punto de roco requerido sin formacin de hidratos.

Deshidratacin por expansin se refiere a que el gas se hace pasar por un reductor de presin, locual ocasiona el enfriamiento del gas por el efecto Joule Thompson, y conlleva a la condensacindel agua.

Deshidratacin por Refrigeracin

El gas natural puede tambin ser deshidratado por refrigeracin mediante enfriamiento del gas hastacondensar hidrocarburos pesados y agua, los cuales se separan posteriormente. El objetivo principalde este proceso es controlar el punto de roco por hidrocarburo, aunque simultneamente secontrola el punto de roco del gas por agua; por lo cual este proceso no debe considerarse comodeshidratacin pura.

Figura 7Proceso de refrigeracin con propano(sistema tpico de inyeccin de glicol)


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5.3.2. Adsorcin: Utilizando un desecante slido

Adsorcin:La adsorcin se define como la habilidad de una sustancia slida para retener gases olquidos sobre su superficie. Las plantas de deshidratacin usan desecantes slidos que pueden

remover prcticamente toda el agua del gas natural.Los slidos desecantes ms usados son: slica gel, almina y tamiz molecular.El uso de adsorbentes slidos es una prctica comn, para lo cual se requiere que el gas hmedosaturado se ponga en contacto con una substancia slida que tiene gran afinidad por el agua, comola slica gel, la almina y los tamices moleculares. Eventualmente cada uno de estos materialesalcanza su capacidad de adsorcin y tiene que ser regenerado.

Este proceso requiere dos o ms torres adsorbedoras operando en un ciclo en paralelo, como puedeverse en la Fig. 3-26 que es un sistema de dos torres. Una est en operacin de adsorcin de aguadel gas, mientras que la otra est en regeneracin y enfriamiento. Tpicamente un ciclo de adsorcinest entre 8 y 10 horas, el de regeneracin 5 horas y el de enfriamiento entre 3 y 5 horas.

Generalmente las unidades con desecante slido son ms costosas que las unidades con glicol. Porlo tanto, su uso est limitado a aplicaciones de gases con alto contenido de H 2S, requerimientos demuy bajos valores de punto de roco como en procesos criognicos (valores requeridos de puntos deroco de70 F a150 F y ms bajos), y casos especiales como gases que contienen oxgeno.

Figura 8SISTEMA DE TORRES GEMELASPROCESO DE DESHIDRATACIN CON DESECANTE

SLIDO


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Con slica gel se alcanzan puntos de roco de70 a80 F, con almina valores de100 F y contamiz molecular150 F y ms bajos con diseos especiales y control operacional muy estricto.

Estos compuestos slidos se preparan en formas esfricas, como pepas ligeramente elpticas dedimetros 46 mm, o en el caso de los tamices moleculares, generalmente en forma de pequeos

cilindros de 23 mm de dimetro y 6 8 mm de longitud.

Deshidratacin con Cloruro de Calcio

El cloruro de calcio se usa como un desecante consumible para deshidratacin de gas natural. Esuna sal altamente higroscpica que se usa principalmente en reas remotas y para pequeos flujos.Est compuesto por una torre la cual tiene una seccin de separacin en la parte baja. Por encimadel separador hay una seccin de contacto de aproximadamente 3

Figura 9Deshidratador tpico con cloruro de calcio CaCl2

Deshidratacin con Membrana Permeable

Membranas pueden usarse para separar componentes tales como agua, CO2e hidrocarburos, deuna corriente de gas natural de acuerdo con su permeabilidad. Cada uno de los componentes delgas que entran al separador tiene una permeabilidad caracterstica que es funcin de su capacidadpara disolverse y difundirse a travs de la membrana.

El mecanismo que maneja la separacin de un componente en una mezcla gaseosa, es la diferenciaentre su presin parcial a travs de la membrana. Una corriente de gas presurizada fluye dentro deun separador con membrana, los componentes rpidos tales como el agua y el CO 2se infiltran a


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travs de la membrana. Estos productos infiltrados se colectan a una presin reducida, mientras quela corriente que no se infiltra como el gas natural seco, sale del separador a una presin ligeramenteinferior a la de la carga.

Entre 5 10 % de metano y otros componentes del gas de carga se van con la corriente infiltrada

(permeada), que est a ms baja presin que la corriente de gas seco. Por esta razn, este tipo deseparador se usa solamente en plantas que pueden utilizar el gas combustible de baja presin de lacorriente infiltrada.

SELECCIN DEL DESECANTE SLIDO

Los slidos desecantes ms usados son: slica gel, almina y tamiz molecular.

Silica gel: Son slidos granulares amorfos. Son geles de aluminosilicatos manufacturados yacondicionados para tener afinidad por el agua. Permite obtener un punto de roco de60F.

Almina: Es una forma hidratadadel xido de aluminio. Produce una buena disminucin del puntode roco pero requiere ms calor para su regeneracin que la slice gel y el tamiz molecular. Permiteobtener un punto de roco de90F. No se puede usar con gases cidos.

Mallas moleculares (tamiz molecular):Son formas cristalinas de aluminosilicatos que exhiben unalto grado de absorcin de agua. Permite obtener un punto de roco de 150F. Se puede usar paraendulzar y para deshidratar el gas natural. El tamiz molecular, en su estructura forma cavidades quese conectan por poros uniformes de dimetros de 3 a 10 A. Son elaborados de acuerdo a untamao de poro especfico que varia segn la aplicacin. La absorcin selectiva de diversostamaos y formas de molculas es decir que ella absorbe solamente esas molculas de lascuales el dimetro es menor que el tamao del poro del tamiz molecular.

Este tipo de desecante se caracteriza por:

Capaz de deshidratar a menos de 0.1 ppmv de agua

Excelente para remover H2S y CO2, deshidratacin a altas temperaturas.

Mas costoso que la slica gel y que la alumina pero ofrece mayor eficiencia de deshidratacin

Requiere altas temperaturas de regeneracin, as como altos costos de operacin

Las propiedades de los desecantes slidos ms utilizados en la industria se resumen en las tablas.


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Condiciones de operacin de diferentes desecantes slidos.

Propiedades de los desecantes comerciales.

DESCRIPCIN DEL PROCESO

En la figura se muestra un proceso tpico de deshidratacin del gas con adsorbente slido. El gashmedo al entrar a la planta pasa inicialmente por un filtro separador (scrubber), para remover todoslos slidos y lquidos. Posteriormente el gas fluye hacia la parte superior del adsorbedor quecontiene un lecho desecante. Mientras un adsorbedor esta deshidratando el otro se estregenerando mediante una corriente de gas caliente.


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Figura 10Esquema del proceso de deshidratacin con deseantes slidos.

Durante la etapa de adsorcin el gas que va a ser procesado pasa a travs de del lecho adsorbente,en donde el agua es retenida selectivamente. Cuando el lecho se satura, se hace pasar unacorriente de gas caliente en contra flujo al lecho adsorbente para su regeneracin. Luego de laregeneracin y antes de la adsorcin, el lecho debe ser enfriado, esto se logra haciendo pasar gas

fro por el lecho de adsorcin en la misma direccin de flujo; luego de ello, el mismo gas puede serempleado para el proceso de regeneracin.

En la siguiente figura se observa que un lecho desarrolla la etapa de adsorcin y el otro se tiene enregeneracin y ambos lechos son cambiados peridicamente.


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En el ciclo de adsorcin, la corriente de gas hmedo fluye normalmente de arriba hacia abajo atravs del lecho, formando tres zonas: zona de saturacin o de equilibrio, zona de transferencia yzona activa.

Figura 11

Esquema de las torres de adsorcin.

En la zona de saturacin el tamiz esta en equilibrio con el gas hmedo.

La zona de saturacin a la adsorcin inicial es conocida como zona de transferencia de masa (MTZ).En esta zona se logra disminuir el contenido de agua hasta valores de 1 ppm.

La zona activa es la parte inferior del lecho sin utilizar. Si el tiempo de operacin del lecho es muylargo, la zona de saturacin puede alcanzar la parte ms inferior del lecho causando la irrupcin o deruptura del gas hmedo,

El lecho se protege colocando material de menor valor en cada extremo del lecho, como se muestraen la figura anterior

A un tiempo dado, como mnimo una de las torres deber estar adsorbiendo mientras que la otraestar en el proceso de calentar o enfriar para regenerar el desecante. Cuando la torre es cambiadaal ciclo de regeneracin, parte del gas hmedo es calentado a temperaturas de 450 a 600F en uncalentador de alta temperatura y enviado a la torre de adsorcin para remover el agua previamenteadsorbida. Como la temperatura dentro de la torre es incrementada, el agua que se encuentra alinterior de los poros del desecante se vuelve vapor y es arrastrada por el gas natural. Cuando el gas


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es enfriado el nivel de saturacin de vapor de agua disminuye significativamente y el agua escondensada. El agua es separada en el separador de gas de regeneracin y enfriada, la saturacinde gas de regeneracin es reciclada para la deshidratacin. Esto puede hacerse operando la torrede deshidratacin a una presin menor que la torre que vienen en regeneracin o por compresindel gas de regeneracin. Una vez el lecho ha sido secado en esta manera, es necesario que fluya

gas fro a travs de la torre para retornar a las temperaturas de operacin normales que seencuentran cerca de los 100 o 120F. El gas de enfriamiento debe ser gas hmedo o gas que hayasido deshidratado, si se usa gas hmedo, este debe ser deshidratado despus del enfriamiento.

El cambio de lechos es controlado por un tiempo de control, el cual ejecuta los cambios en lasoperaciones a determinados tiempos dependiendo del ciclo; sin embargo, la duracin de lasdiferentes fases puede variar considerablemente. Tiempos de ciclos demasiado largos, requierengrandes lechos y una inversin de capital adicional, pero de esta manera se incrementar la vida tildel lecho. Un ciclo normal de dos lechos, emplea alrededor de 8 horas para el ciclo de adsorcin, 6horas de calentamiento y 2 de enfriamiento para regeneracin. Un tiempo de 16 horas de adsorcinpara una unidad con tres lechos, dos de adsorcin y uno en regeneracin puede tener un ciclocompleto de 24 horas y una vida til de 3 aos.

5.3.3. Absorcin. Utilizando un desecante lquido

Absorcin: Es un proceso en el que el vapor de agua presente en el gas es removido al poner encontacto la corriente de gas con un liquido absorbente, entre los cuales se tienen: TriEtilen-Glicol(TEG), DiEtilen-Glicol (DEG) y el Etilen-Glicol (EG).

El EG se usa como inhibidor de hidratos, el DEG tiene baja eficiencia en comparacin con el TEGque es el ms comnmente usado en el 95% de los deshidratadores (plantas).

Los glicoles se regeneran o se reconcentran al someterlos a temperatura para que liberen el aguacomo fase vapor, pero hay que tener cuidado porque el glicol se degrada con temperatura.

Las temperaturas que se muestran a continuacin no se deben exceder en los rehervidores paraprevenir la degradacin del glicol.

TIPO DE GLICOL TEMPERATURA TEORICA DEDESCOMPOSICION TRMICA

EG 329FDEG 328FTEG 404F

DESHIDRATACION POR ABSORCION

La absorcin es un fenmeno de transferencia de masa desde una fase gaseosa hacia una faselquida; esto es posible mediante la adicin de un lquido con alta higroscopicidad o facilidad pararetirar el agua:


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La deshidratacin por absorcin, consiste en remover el vapor de agua del gas por el contacto ntimocon un desecante lquido. El contacto es hecho en una torre empacada o de platos. Los glicoles sonlos desecantes lquidos ms efectivos. Los glicoles usados para la deshidratacin del gas naturalson: etiln glicol, dietiln glicol, trietilenglicol (EG, DEG, TEG). En la Tabla 4.1 se observan laspropiedades fsicas de los diferentes glicoles.

El trietilen glicol ha ganado la aceptacin universal, como el ms efectivo de los glicoles, debido aque logra mayor depresin del punto de roco, y tiene bajos costos de operacin. La deshidratacincon glicol es ms econmica que la deshidratacin con desecante slido.

El TEG ha sido usado para deshidratar gases dulces y cidos en los siguientes rangos de operacin:

Depresin del punto de roco 20-40 0FPresin 25-2500 psiTemperatura 40-160 0F

Tabla. Propiedades de los glicoles usados en la deshidratacin

EG DEG TEG TETRAEG METANOLFORMULA C2H6O2 C4H10O3 C6H14O4 C6H18O5 CH3OH

PESO MOLECULAR 62.1 106.1 150.2 194.2 32.04

PUNTO DEEBULLICIN A 760mmHg.C

197.3 244.8 285.5 314 64.5

PRESIN DE VAPORA (25C) mmHg 0.12


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El TEG es un liquido higroscpico no voltil, inoloro e incoloro. Se caracteriza por tener dos gruposhidroxilos y dos uniones de ter, lo cual contribuye a su alta solubilidad en el agua, suhigroscopicidad, sus propiedades como solvente y su reactividad con muchos componentes

6. DESCRIPCION DEL PROCESO EN UNA PLANTA DESHIDRATADORA DE GAS UTILIZANDOTEG

6.1. Procesos de deshidratacin con TEG

Descripcin del proceso en una planta deshidratadora de gas utilizando TEG

Una planta deshidratadora que utiliza TEG, se compone de dos zonas: la zona de deshidratacin, lacual es favorecida por las altas presiones y las bajas temperaturas y la zona de regeneracin la cuales favorecida por bajas presiones y altas temperaturas. Adems, se tienen dos operacionescomplementarias, la primera se refiere a la limpieza del gas hmedo que entra a la torre deabsorcin y la segunda, corresponde a la descontaminacin del glicol con el objeto de evitar quelleguen impurezas al rehervidor. Es importante saber, que la absorcin del vapor de agua y lareconcentracin del glicol estn gobernadas por el equilibrio de fases liquido-vapor.


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Figura12Esquema de una planta deshidratadora con glicol.


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6.2. DESCRIPCION DEL PROCESO

El glicol regenerado o pobre se bombea continuamente al plato superior de la torre absorbedora,donde fluye a travs de los tubos de descenso de liquido que comunican cada plato o bandeja decontacto. El gas natural asciende con contenido de vapor de agua, el gas fluye a travs de las

cpsulas de burbujeo o de las vlvulas colocadas en cada plato.

Este proceso se repite en cada plato de contacto: el lquido que desciende va absorbiendo el vaporde agua y el gas natural que asciende se va secando.

Cules son las partes principales de una planta de glicol?

Separador de entrada.

Separador de salida.

Torre de absorcin o contactor.

Tanque de venteo

Torre de regeneracin. reboiler Filtros

Intercambiadores de calor.

6.2.1. Flujo de gas

Figura 13.Partes externas del Scrubber


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La corriente de gas hmedo entra inicialmente a la unidad de deshidratacin, a travs de unseparador vertical de gas, tambin llamado scrubber de entrada, para que all sean removidos loslquidos e impurezas slidas que trae consigo la corriente de gas de entrada. mediante un desviadortangencial tal como se muestra en la figura que induce flujo circular de los fluidos alrededor de lapared del scrubber a travs de una malla metlica de alta capacidad y eficiencia, que acta como un

eliminador de niebla, la cual no permite el paso de lquidos remanentes que pueden ser arrastrados.Los fluidos separados caen a un compartimiento de drenaje en el fondo de la vasija y sondescargados a travs de una vlvula operada por un controlador de nivel de lquido.

Figura 14.Partes internas del Scrubber

El gas hmedo sale por la parte superior del scrubber y fluye hacia la torre contadora figura 15, endonde asciende a travs de una serie de bandejas o platos de burbujeo; estas bandejas seencuentran llenas de glicol, con el que el gas establece un contacto intimo en contracorriente. El gastransfiere al glicol el vapor de agua y pasa luego a travs de un eliminador de niebla situado en lacima de la torre contactora que remueve cualquier fluido que se haya podido escapar de laabsorcin.

Para qu se instala el separador de entrada?

Para evitar que se ensucie el glicol. Es comn que el gas llegue a la planta con un elevado contenidode impurezas (arena, agua en grandes cantidades, petrleo, asfaltenos, parafinas, etc.), cuando losfluidos sucios encuentran un separador ubicado antes del contactor, dejan el sucio en el recipiente yentran a la planta en mejores condiciones de procesamiento.

Si se evita que el glicol se ensucie, se alarga la vida del proceso, se disminuyen los costos de laoperacin y se obtiene mayor eficiencia.


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Muchas veces se utilizan torres empacadas en lugar de platos para el contacto entre el glicol y elgas hmedo en la torre absorbedora, en la figura 16 se pueden observar las partes internas de unatorre empacada.

Cmo es la torre de absorcin? Partes que la integran.

Es un cilindro de dimetro apropiado para procesar el caudal de gas a las condiciones de presin ytemperatura previstas en el diseo. Interiormente posee los constituyentes que permiten latransferencia de masas entre el gas natural y el glicol, tales como los platos de burbujeo y/o elrelleno o empaque.

Los puntos ms importantes de la torre son los siguientes:

1. Entrada del gas natural hidratado.2. Salida del gas tratado.3. Entrada del glicol pobre.4. Salida del glicol rico.5. Zona de empaque o platos de burbujeo6. Extractor de niebla.

Figura 15.Partes internas de una torre contactora de capsulas de burbujeo


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Figura 16.Partes de una torre empacada de absorcin

El gas seco sale por la parte superior de la torre contactora y fluye por un intercambiador de calorglicol-gas ubicado a un costado de la torre, donde el glicol pobre que viene del tanque de surgenciaes enfriado antes que este entre a la torre contactora. Finalmente el gas seco sale de la unidad

deshidratadora por el fondo del intercambiador glicol-gas y pasa a la lnea de entrega para servendido o usado en gas lift o inyectado.


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Figura 17.Intercambiador de calor glicol-gas

6.2.2. Flujo de glicol

La bomba toma el glicol reconcentrado del tanque de surgencia (glicol pobre) y lo transfiere alintercambiador de calor glicol-gas a la presin de operacin de la contactora. El glicol pobre fluyehacia el tope de la torre contactora, pero antes intercambia calor con el gas, para obtenertemperaturas similares con respecto al gas durante el periodo de contacto, de esta manera, a

medida que el glicol baja en cascada desde la bandeja superior (donde se presenta la mayordeshidratacin, debido al contra flujo de glicol pobre entrante y el gas seco saliente), el glicolabsorbe el vapor de agua del gas.

El glicol que absorbe el vapor de agua de la corriente de gas (glicol rico), sale por el fondo de lacontactora y pasa por un filtro de alta presin, donde las partculas slidas son removidas; lafiltracin en este punto es importante, ya que as se protege la bomba de glicol que es la parte mas


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critica de la unidad, por sus partes en continuo movimiento, el cual es generado por la energa de lacorriente del gas contenido en el glicol.

Figura 18.Bomba de glicol Kimray

Bomba de Glicol

Esta bomba circula el glicol a travs de los equipos. Puede ser manejada por motor elctrico o congas a alta presin. Si se bombea glicol en exceso, no se alcanza la temperatura requerida deregeneracin en el rehervidor.

La corriente de glicol rico antes de pasar al separador flash pasa por la columna despojadoraubicada en el tope del rehervidor, con el fin de favorecer la vaporizacin de cualquier hidrocarburo

arrastrado por el glicol.

Si la corriente de glicol rico absorbe algn hidrocarburo lquido en la contactora, es indispensable unseparador trifsico para que el glicol que entre al rehervidor, est libre de estos lquidos, ya que supresencia causa perdidas indebidas de glicol en el venteo de la columna despojadora. Los lquidoshidrocarburos desprendidos en el separador son descargados por un controlador de nivel y suvlvula de control.

El separador flash esta normalmente equipado con un controlador de nivel de lquidos y una vlvulade control, para descargar la corriente de glicol rico a la entrada de la stripping still (columnadespojadora) del rehervidor. La corriente de glicol hmedo (rico), caliente y filtrado entra por la parte

inferior de la columna despojadora, la cual esta empacada y aislada por cermica, donde el vapor deagua generado en el rehervidor asciende y arrastra el vapor de agua contenido en el glicol diluido,que a su vez fluye hacia abajo, a travs de la seccin empacada del despojador. En el tope de lacolumna despojadora hay un condensador a condiciones atmosfricas, que condensa cualquiervapor de glicol que pudiera haberse evaporado. El condensador de reflujo esta tambin empacadocon cermica, para asegurar que el vapor que es venteado entre en contacto con las paredes frasdel condensador, garantizando que las posibles trazas remanentes de vapor de glicol seancondensadas y no sean expulsadas con el vapor de agua.


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Funciones del tanque de expansin?

El tanque de expansin es un separador trifsico con tiempo de retencin de 20 a 45 minutos,diseado para retener los hidrocarburos lquidos que pueda arrastrar el glicol evitando as quelleguen a la torre de regeneracin, en la cual se podra producir una expansin sbita (boil over), consus respectivas consecuencias. Adicionalmente, al descender la presin, se desprende el gasabsorbido en el contactor por efectos de la presin y temperatura.

Figura 19.Reboiler y columna despojadora

El vapor de agua tiene un punto de ebullicin menor al del glicol; por lo tanto, cualquier cantidad devapor de glicol que ascienda se condensar en la despojadora y retornar a la seccin delrehervidor. En el rehervidor, el glicol debe viajar horizontalmente a lo largo de la caja de fuego opirotubular hasta llegar al rebose ubicado en el extremo opuesto. En este recorrido el glicol escalentado entre 375 F y 400F para remover el vapor de agua en un 99.5% o ms, usando unaporcin del gas natural como combustible.

Para obtener un glicol sper seco (99.9%) puede ser necesario agregar algo de stripping gas (gasde despojo) al rehervidor, el cual disminuir la presin parcial de vapor de agua en el rehervidor y enla columna destiladora, permitiendo que el glicol sea concentrado a un alto porcentaje, y contribuir


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a la agitacin del glicol en el rehervidor para remover el vapor de agua que se encuentreencapsulado, que de otro modo permanecera en el glicol debido a su alta viscosidad.

El glicol reconcentrado (glicol pobre) sale del rehervidor y pasa al tanque de surgencia. En el tanquede surgencia el glicol caliente reconcentrado se enfra por intercambio de calor con la corriente de

glicol rico (intercambiador de calor glicol-glicol). El tanque de surgencia tambin acta como unacumulador de glicol para alimentar la bomba de glicol, de donde es enviado a una presinligeramente superior la absorbedora, para luego pasar a travs del enfriador de glicol(intercambiador de calor glicol-gas) y entrar de nuevo por el tope de la torre de absorcin (torrecontactora) para comenzar nuevamente un ciclo.

Cul es la funcin del rehervidor?

Regenerar el glicol!

Los lquidos que llegan, procedentes de la torre de absorcin, se hacen burbujear (el lquido hierve)para retirarles el agua que contienen. En el fondo de la torre (rehervidor) el vapor que se formacontiene un porcentaje alto de glicol (Ej. 42% p/p), pero a medida que asciende se enfra y sedepositan las partes pesadas quedando cada vez ms con un contenido relativamente bajo de glicol.Cuando el vapor de agua sale de la torre contiene entre el 0,3 y el 0,5% por peso de glicol. Esacantidad que se va arrastrada con el vapor de agua que sale por el tope de la torre se debe reponerde manera constante.

Figura 21Reboiler o Regenerador

6.3. Caractersticas del glicol

Tipos de glicol. Los glicoles que se usan en forma ms comn son:


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Etilen glicol-Presenta alto equilibrio de vapor con el gas por lo que tiende a perderse en la fasegaseosa en la contactora. Se usa como un inhibidor de hidratos cuando puede ser recuperado delgas por separacin a temperaturas inferiores a 50F.

Dietilen glicol-Tiene alta presin de vapor, lo que se traduce en grandes volmenes de glicolperdidos en la contactora. Tiene adems gran suceptibilidad a descomponerse con la temperaturapor lo que se requieren bajas temperaturas en el rehervidor (315F a 340F), por lo tanto no selogran las concentraciones de glicol pobre requeridas en la mayora de las aplicaciones.

Tietrilenglicol-El ms comn de todos. Se reconcentra a una temperatura de 340F a 400F paraobtener una alta pureza. A temperaturas de la contactora superiores a 120F tiende a tener grandesprdidas de vapor en el gas. Es posible obtener depresiones en la temperatura del dew point del gasde hasta 150F si se utiliza stripping gas en la regeneracin del glicol.

Tetraetilenglicol-Ms caro que el tietrilen pero presenta menores perdidas a altas temperaturas dela torre contactora. Se reconcentra a temperaturas de 400F a 430F. Casi todas las unidades dedeshidratacin de gas emplean tietrilenglicol por las razones ya indicadas. Normalmente cuando elpersonal de campo se refiere a glicol quiere decir tietrilenglicol.

CUIDADOS CON EL GLICOL. El consumo normal de glicol es de aprox. 0.1 a 0.3 galones de glicolpor milln de pies cbicos de gas. Si una unidad determinada consume ms de esta cantidad,pueden existir problemas de funcionamiento en las unidades y muy probablemente altos costos deoperacin.

La mayor fuente, casi que en el 40% de los casos de problemas de deshidratacin de gas es undiseo y/o dimensionamiento inadecuado del scrubber de entrada de gas. Desafortunadamente,muchos de los ingenieros de diseo y supervisores de operacin ingoran la parte ms importante delos sistemas de deshidratacin de gas o tienden erronemente a economizar a la hora de hacer eldiseo con las piezas de los equipos.

Cuando la solucin circulante de glicol se ensucia generalmente se presentan problemas decorrosin y operacin, por lo tanto para conseguir una larga vida del glicol, libre de problemas esnecesario reconocer estos problemas y saber como prevenirlos. Algunos de los principalesproblemas que se presentan con el glicol son:

a. Oxidacinb. Descomposicin trmicac. Control de ph

d. Contaminacin de sale. Hidrocarburosf. Lodog. Espuma

material de apoyo tratamiento de gas natural-parte 2

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