operacion de plantas glp

OPERACIN DE PLANTA DE

GAS LICUADO DE PETROLEO GLP

Presentado por:

Edwardgas

INTRODUCCIN El desarrollo de este enfoque presenta un anlisis microeconmico

del gas licuado de petrleo permitiendo tener informacin acerca del comportamiento en el mercado.

Los agentes econmicos involucrados por un lado son los consumidores que actan racionalmente buscando la maximizacin que proporciona el consumo del bien, y del otro lado es del productor que se refiere a la maximizacin de los beneficios al producir dicho bien. El contenido del estudio se estructura de la siguiente manera.

Los conceptos generales como la descripcin, sus caractersticas, su composicin, se analiza el contenido relacionado a su consumo tanto para las familias como su aplicacin en la industria.

El aborda el tema de elasticidades en la oferta, demanda, los factores que influyen en su comportamiento, el equilibrio del mercado y sus aspectos esenciales.

ESQUEMA Descripcin general

GLP en refineras

GLP de gas natura

Caractersticas del GLP

Propiedades

Beneficios

Ventajas

Comportamiento del GLP durante un incendio o explosin

Fraccionamiento

Conceptos de equilibrio de las etapas

Columnas de fraccionamiento

Tipos de fraccionadoras

Descripcin de materias primas y productos

Descripcin de los procesos

Procesos de fraccionamiento y almacenaje

Procesamiento del gas.

Procesos de despacho

Aplicaciones y normas

Las plantas de Fraccionamiento, adscrita a la gerencia de Procesamiento de Gas Occidente, perteneciente a PDVSA Gas, se encargan del Fraccionamiento de los Lquidos del Gas Natural (LGN), para la produccin de Propano, Isobutano, Normalbutano y Gasolina Natural.

El LGN es suministrado a estas plantas por medio de gasoductos provenientes de las plantas Lamarlquido, Lama Procesos, y LGN I/II de El Tablazo. Bajo Grande realiza la separacin de esta mezcla de productos en un tren de Fraccionamiento (rea 300); luego se realiza su almacenamiento en tanques refrigerados y de techo flotante de acuerdo a las caractersticas de cada producto (rea 500), para posteriormente ser despachado hacia los mercados nacional e internacional un mediante Muelle de carga (rea 600), llenadero de camiones, y Pequiven siendo su capacidad de procesamiento de alrededor de 25.600 bbl.

DESCRIPCIN GENERAL

Se inicia cuando el petrleo crudo procedente de los pozos petroleros llega a una refinacin primaria, donde se obtienen diferentes destilados, entre los cuales se tienen gas hmedo, naftas o gasolinas, queroseno, gasleos atmosfricos o diesel y gasleos de vaco.

Estos ltimos (gasleos) de vaco son la materia prima para la produccin de gasolinas en los procesos de craqueo cataltico. El proceso se inicia cuando estos se llevan a una planta FCC y, mediante un reactor primario a base de un catalizador a alta temperatura, se obtiene el GLP, gasolinas y otros productos ms pesados. Esa mezcla luego se separa en trenes de destilacin

GLP EN REFINERAS

El gas natural de propano y butano que pueden ser extrados por procesos consistentes en la reduccin de la temperatura del gas hasta que estos componentes y otros ms pesados se condensen. Los procesos usan refrigeracin o turbo expansores para lograr temperaturas menores de -40 C necesarias para recuperar el propano. Subsecuentemente estos lquidos son sometidos a un proceso de purificacin usando trenes de destilacin para producir propano y butano lquido o directamente GLP.

El GLP se caracteriza por tener un poder calorfico alto y una densidad mayor que la del aire.

GLP DE GAS NATURAL

CARACTERSTICAS DEL GLP

El trmino Gas Licuado de Petrleo describe un producto compuesto por uno o por la mezcla de los siguientes hidrocarburos: propano, propileno, Isobutano, butano normal o los butilenos. Estos hidrocarburos son gases a presiones y temperaturas normales, sin embargo son licuables bajo presin lo que facilita enormemente su transporte y almacenaje.

Al despresurizar el envase o recipiente donde estn contenidos vuelven al estado gaseoso.

Butano

El GLP de fuentes naturales consiste principalmente de propano, Isobutano y butano normal.

Sin embargo el GLP manufacturado, proveniente de los procesos de refineras contiene adems cantidades substanciales de propileno y butilenos.

El GLP y todos los hidrocarburos que lo componen son fcilmente inflamables. Esta propiedad hace que estos sean peligroso si no se lo maneja correcta y cuidadosamente.

Todos los hidrocarburos que componen el GLP son mas pesados que el aire y es importante tenerlo en cuenta porque cuando se escapa de un confinamiento, especialmente en grandes cantidades, tiende a asentarse en las partes bajas tales como stanos, huecos y otras cavidades.

El GLP producido del gas natural es incoloro, inspido e inodoro, por lo tanto debe agregrsele una substancia Odorizantes para que el olor sirva de aviso indicador de fugas o escapes de gas y de que una posible mezcla explosiva est presente.

PROPIEDADES

Isobutano

Butano

Los beneficios que presenta este el gas licuado de petrleo son los siguientes:

Presenta un alto rendimiento trmico, lo que de la una ventaja econmica frente a los dems combustibles.

Es fcil y seguro de utilizar. No genera corrosin ni abrasin. La combustin que presenta este gas es no

contaminante, la cual se encuentra exenta de residuos. Proporcionan un calentamiento preciso y

homogneo, debido a la constancia de su poder calorfico.

BENEFICIOS

El uso del gas licuado de petrleo permite alcanzar niveles de emisiones contaminantes muy reducidos- Las principales ventajas son lo que se detallan a continuacin:

Se reduce muy por debajo de las reglamentaciones ms estrictas en las contaminantes reguladas (Nox, CO, HC y partculas), causantes de graves problemas para la salud humana, nieblas contaminantes y lluvia cida.

Debido a la composicin qumica del GLP, las emisiones del CO2 pueden ser hasta un 10% inferior a la de los vehculos diesel. El CO" es considerado el principal culpable del efecto invernadero, que provoca el calentamiento de la atmsfera.

VENTAJAS

La gasolina y lquidos inflamables similares, a menos que contengan cantidades excepcionales de compuestos altamente voltiles tales como propano y butano, permanecen como lquidos cuando se descarga de un envase, excepto por una evaporacin lenta a la atmsfera.

Cuando el GLP se descarga, se expande rpidamente del estado lquido al gaseoso. Mezclado con aire en las proporciones apropiadas y prximo a una fuente de ignicin arder; y si la mezcla esta confinada la combustin puede tomar la forma de una explosin.

El margen explosivo o inflamable para el butano normal puro por volumen en aire es 1.8 % a 8.4%, para propano puro 2.4 % a 9.5 %, para gasolina 1.3 % a 6 % y para gas manufacturado 5% a 45 %.

COMPORTAMIENTO DEL GLP DURANTE UN INCENDIO O EXPLOSIN

Una idea de la magnitud de los volmenes de gas presentes en una emergencia se ilustra por el hecho de que 4.000 galones de propano liquido (15142 litros), cuando se descargan a la atmsfera, se expanden rpidamente del estado liquido al gaseoso en una relacin de 270 a 1 y s convierten en algo mas de 1.000.000 de galones (aproximadamente 130.000 pies cbicos) de gas altamente inflamable.

COMPORTAMIENTO DEL GLP DURANTE UN INCENDIO O EXPLOSIN

FRACCIONAMIENTO

Una vez que los hidrocarburos lquidos han sido retirados de la corriente de gas, deben ser separados en corrientes de productos vendibles.

Las corrientes de productos ms comunes son el C3, C4 y C5+. Por lo general en la etapa de produccin, el C3 y el C4 se encuentran combinados y se los llama Gases licuados de petrleo (GLP). La separacin de estas corrientes de productos se denomina fraccionamiento y se lleva a cabo por medio de la utilizacin de torres de fraccionamiento.

El nmero de torres de fraccionamiento requeridas est en funcin de los productos licuables a obtener. La unidad de fraccionamiento se utiliza para separar mezclas complejas de gas en productos individuales.

Las dificultades en la separacin estn directamente relacionadas con la volatilidad relativa y la uniformidad del componente bsico. Virtualmente todo el gas que se procesa en una planta para obtener hidrocarburos licuables, requiere al menos una torre de fraccionamiento para poner al producto en las especificaciones tcnicas normalizadas, para su posterior comercializacin.

FRACCIONAMIENTO

En el regenerador se aplica calor para gasificar al lquido. Este gas asciende por la columna mientras va contactando al lquido que desciende y deja la columna por la parte superior ingresando en un condensador, donde debido a la accin de un sistema de enfriamiento, se convierte al estado lquido.

Una vez licuado, ingresa nuevamente en la torre como reflujo,

para evitar que el componente ms pesado salga por la parte superior con la corriente gaseosa.

La fase gaseosa en esta etapa, ser enfriada dando como resultado

la condensacin de alguno de los componentes ms pesados mientras la fase lquida ser calentada desprendiendo los componentes ms livianos. los componentes ms pesados se alojarn en el fondo de la torre y el producto es denominado usualmente producto de fondo.

FRACCIONAMIENTO

En el proceso, la fase lquida es continuamente enriquecida por los componentes livianos, conformando el producto de la cabeza. La parte gaseosa saliendo por la cabeza de la columna, puede ser total o parcialmente condensado.

En un condensador total, todo el vapor ser condensado y en forma de lquido regresar a la columna componiendo el reflujo, manteniendo la misma composicin que el destilado que sale por la cabeza de la columna o torre.

EL gas entra desde la parte inferior de la columna a alta temperatura y el lquido se incorpora por la parte superior a baja temperatura.

Se producir la transferencia de calor y masas de tal manera que en la columna de procesamiento se presentar el punto de evaporacin en el lquido y el punto de roco o condensacin en el vapor bajo las mismas condiciones de presin y temperatura.

La composicin de estas fases es relativa a la relacin de equilibrio. Esta relacin, que analizaremos ms adelante, compromete al calor aplicado y las consideraciones del balance de materiales y compone la base para todo diseo de torres fraccionadoras.

CONCEPTOS DE EQUILIBRIO DE LAS ETAPAS

La mezcla de producto recuperada de los procesos de gas, como la absorcin o compresin, se separan en varios productos individuales utilizando un sistema de fraccionamiento.

En un sistema completo de fraccionamiento el primer equipamiento, denominado desetanizador (o deetanizador), retira todo el metano, la mayor parte del etano y algo de propano de la parte superior de la columna. Durante una operacin normal, los butanos y los hidrocarburos ms pesados no abandonan la parte superior de esta columna.

El despropanizador es la prxima columna y aqu el propano lquido es el producto de cabeza de columna. La condensacin total se logra en el condensador con el producto lquido que se lleva a almacenamiento y con la cantidad requerida de reflujo que se est bombeando otra vez hacia la parte superior de la columna fraccionadora.

COLUMNAS DE FRACCIONAMIENTO

La ltima columna, llamada debutanizadora, produce butano como producto de cabeza de columna con condensado de la presin de vapor deseada como producto de fondo. La presin de vapor del condensado se puede variar segn se desee, ajustando la cantidad de butano en el producto de fondo.

El producto de cabeza de columna neto deja el sistema y el reflujo es bombeado nuevamente hacia la columna para llevar a cabo el contacto de vapor lquido de contracorriente.

COLUMNAS DE FRACCIONAMIENTO

El tipo de torre fraccionadora depende del producto que se necesita obtener y del producto de alimentacin disponible. Los tpicos equipos de fraccionamiento son para obtener los siguientes productos:

Etano Mezcla de etano propano Propano comercial. Butano Butano y gasolinas Gasolinas naturales Mezclas de gases con especificaciones determinadas

TIPOS DE FRACCIONADORAS

En el siguiente esquema se aprecia un ejemplo de un sistema de fraccionamiento en cascada o tren de fraccionamiento

A continuacin se observa un corte de una torre fraccionadora con el objeto de mostrar el diseo interior para obtener un intimo contacto de las fases, donde se aprecian las bandejas y el detalle de las torres de burbujeo.

En las siguientes figuras, se podrn observar otros esquemas mostrando tambin los diseos interiores de estas torres con el sistema de contacto en la disposicin de laberintos de uno, dos, tres y cuatro pasos.

DESCRIPCION DE MATERIAS PRIMAS Y PRODUCTOS

Las plantas de fraccionamiento, reciben los lquidos del gas natural de las plantas Lamarlquido, Lama Proceso (Lago) y LGN I y II de El Tablazo; estas corrientes tienen caractersticas fsico - qumicas y de composicin particular que las diferencian entre si Los lquidos de gas natural son fraccionados en la planta Bajo Grande, Obtenindose como productos Propano, Isobutano, Normalbutano y Gasolina Natural.

Tipo Cantidad Utilizada Caractersticas Fisico-Qumicas Composicin (% mol)

Liquidos del Gas

Natural (Lago)174.000 bbl/mes

Liquidos del Gas

Natural (Tablazo I)75.000 bbl/mes

Liquidos del Gas

Natural (Tablazo II)69.000 bbl/mes

Planta de Fraccionamiento Bajo Grande

Composicin Fsico-Qumica y Porcentual de Materias Primas Utilizadas

Peso Molecular: 54.656

Punto de Ebullicin:27.340

Presin de Vapor:109.493

Punto de Congelamiento:-202.346

Indice de Refraccin:1.319

Densidad Relativa:0.556

Factor de Comprensibilidad:0.767

Valor Calorico:2837.665

Limite de Inflamabilidad

Bajo:1.7

Alto:9.0

Peso Molecular:58.729









Bajo:1.5

Alto:8.6










Bajo:1.6

Alto:8.6

0.05% C1

4.0% C2

20-60%C3

5-25%IC4

15-36%NC4

0.01%CO2

0.5% C1

4.0% C2

10-45% IC4

25-75% NC4

20% IC5

20% NC5

0.01 % CO2

3% C3

10-40% IC4

30-60% NC4

(Figura # 1)

(Figura # 2)

Producto Caractersticas Fisico-Qumicas Composicin (%mol)Produccin

Mensual/Anual

Propano (C3) 67.000 bbls/mes

Normal Butano

(NC4)92.000 bbls/mes

Iso-Butano (IC4) 41.100 bbls/mes

Gasolina Natural

(C5+)110.000 bbls/mes

Composicin Fsico-Qumica de Productos Elaborados

Peso Molecular: 44.097

Punto de Ebullicin:-43.73








Bajo:2.0

Alto:9.5










Bajo:1.5

Alto:9.0




Punto de Congelamiento:255.26






Bajo:1.8

Alto:8.5







Factor de Comprensibilidad:



Bajo:1.4

Alto:8.3

0.5 % C1

4.0% C2

90% C3

1.6% IC4

0.5% NC4

0.01% CO2

0.5% C3

8% IC4

85% NC4

1.4% IC5

0.35% NC5

Oxigenados: 1 ppm

5% C3

85% IC4

8% NC4

Oxigenados: 10 ppm

1% IC4

2% NC4

(Figura # 3)

Tipo Caractersticas Fisico-Qumicas Composicin Fisico-Quimica % Molar

Desengrasante

Aceite Lubricante

Metanol

Gas Combustible

Punto de Ebullicin, 760 mmHg: 64.8 C

Gravedad Especifica (H2O=1): 0.7983 (20 C, lquido)

Densidad de Vapor (Aire=1): 1.11

% Volatiles por Volumen: N/D

Punto de Fusin: -97.8 C

Presin de Vapor: 125 mmHg (20 C)

Solubilidad en Agua (% Peso): 100 % Excelente.

P.M: 32.05

Punto de Ebullicin, 760 mmHg: 38-204 C

Gravedad Especifica (H2O=1): 0.7-0.8 (20C, lquido)

Densidad de Vapor (Aire=1): 3.0-4.0


Punto de Fusin: 350 C

Gravedad Especifica (H2O=1): 0.868

Densidad de Vapor (Aire=1): >1


Punto de Fusin: -6C

Presin de Vapor: Despreciable

Solubilidad en Agua (% Peso): No es miscible

P.M: N/D

Metano: 71.83 %

Etano: 11.65 %

Propano: 6.11 %

Iso-Propano: 0.95 %

N-Butano: 1.61 %

Iso-Pentano: 0.38 %

N-Pentano: 0.31 %

Hexano +: 0.29 %

Nitrgeno: 0.50 %

CO2: 6.37 %

1% IC4

2% NC4

95 % NC5

Alcohol metlico 99.85 %

30.4 % Aromaticos

69.6 % Saturados

Propiedades y Composicin Fsico - Qumica de Combustibles y Solventes Utilizados

LAMA

LAMAR

LIQUIDO

TABLAZO

II

TANQUE DE

COMPENSACIN

V-314

A/B

E-301

E-303

TABLAZO

I

S-501 S-502 S-505

P-313 A/B

P-502 C

P-511 A/B/C/D

P-502 A/B

C3 A

PQ

VV-301 V-303

E-312 A Y B

V-317

E-302

C-301

E-309/310

K-501

M-3

01A

/B

V-311C-302

C-305

E-304

60 Lpcm

V-316

TABLAZO

I Y II

K-301

A/B/C/D

REFRIGERACIN

E-308, E-318

E-305, E-306

V-3

18

V-3

04

V-3

02

REFRIGERACIN

E-316, E-317

P-307 A/B

P-302

P-301

E-313

Propano a

llenadero de

camiones

S-503

V-324

V-325

F-100

A/B/C/D

Fraccionamiento y Almacenaje

Despacho

DIAGRAMA DE PROCESO DE UNA PLANTA DE FRACCIONAMIENTO

DESCRIPCION DE LOS PROCESOS

El tratamiento en Plantas de gas consiste en la combinacin de los procesos bsicos donde se acondiciona las fases a requerimiento del Proceso o Comercializacin posterior; sumados a los necesarios para la obtencin de otros productos.

Los procesos especficos a partir de los bsicos ya realizados, pueden obtener productos libres de gases contaminantes, en condiciones de Poder Calorfico requeridas, y/o el fraccionamiento de algunos productos como pueden ser los licuables Propano y Butano.

PROCESAMIENTO DEL GAS

Los productos almacenados en los tanques son despachados a buques por medio de las bombas P-501 A/B (Gasolina), P-502 A/B/C (Propano, Iso y Normal Butano) que impulsan el fluido desde los tanques hasta el muelle de carga a travs de tuberas y de all a los diferentes mercados nacional e internacional. Otra parte del propano es enviada por medio de las bombas P-511 A/B/C/D a travs de tuberas sublacustres, hacia las plantas de LGN I/II ubicadas en El Tablazo, constituyendo una fuente proveedora de materia prima estratgica. Adicionalmente parte del propano es enviado por medio de estas bombas hacia esferas de almacenamiento V-324 y V-325 para suministro de producto a llenadero de camiones.

PROCESOS DE DESPACHO

NORMAS TECNICAS APLICABLES (NTA)

Comisin Venezolana Normas Industriales (Covenin)

Gas Transmission and Distribution Piping Systems, ANSI/ASME B31.8

Especificaciones para construccin de gasoductos (PDVSA)

National Association of Corrosion (NACE)

American Petroleum Institute (API)

American Gas Association (AGA)

American Society for Testing Materials (ASTM)

American Society of Mechanical Engineers (ASME)

American Welding Society (AWS)

Normas SHA PDVSA, LOPCYMAT

CONCLUSIN

operacion de plantas glp

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