CURSO: ANALISIS DE RIESGOS TECNICA: HAZOP, WHAT IF, FMEA

Docente: Ing. Ronny Estremadoiro Arteaga Gerente de ProcesosIPE Bolivia S.R.L rea@ipe.boMODULO III PROCESOS DEL GAS NATURAL25 de Marzo de 20131TEMA: Proceso del Gas Natural, Componentes, Plantas de Procesos de Gas, Sistemas de Procesos, Tipos de Procesos de SeparacinMODULOIIIPROCESOS DEL GAS NATURAL22de Octubre de 2012R. ESTREMADOIRO2DEFINICIONES GENERALESAbsorcin: Proceso qumico que consiste en la separacin de uno o ms componentes de una mezcla gaseosa con la ayuda de un solvente lquido con el cual forma solucin. En la siguiente figura se muestra la diferencia entre absorcin y adsorcin.R. ESTREMADOIRO3R. ESTREMADOIRO4Aguas, Corriente Arriba/Corriente Abajo: Trmino usado para indicar que una variable del proceso (por ejemplo, la presin y temperatura), un equipo o instrumento, est ubicado antes o despus de otro equipo o instrumento en el sentido del flujo.Balance de Materia (Masa) y Energa: Documento donde se indican las caractersticas y propiedades principales de las corrientes del proceso, con sus condiciones de operacin normales.Contactora (Absorvedora): Recipiente presurizado, generalmente de orientacin vertical, en donde el gas y el glicol entran en contacto para que este ltimo absorba el vapor de agua contenida en el gas.Deshidratacin: Proceso para la remocin del agua en el gas, crudo y sus derivados.Diagrama de Flujo de Procesos: Representacin esquemtica de la secuencia, las etapas, los equipos y las corrientes principales del proceso. Tambin tiene informacin bsica sobre la filosofa de operacin y control (principales lazos de control) y las principales caractersticas del diseo, especificaciones de los equipos requeridos en el proceso y sus condiciones deoperacin.5Diagrama de Tubera e Instrumentacin (P&ID): Diagrama que describe la secuencia del proceso, su automatizacin y control, indicando todos los equipos, las lneas, la instrumentacin, las lgicas de control y accesorios que la conforman.Gas cido: Gas que contiene cantidades por encima de la especificacin de uso y/o regulaciones ambientales para el dixido de carbono (CO2), sulfuro de hidrgeno (H2S) y/o mercaptanos (RSH).Gas Dulce: Gas que contiene cantidades por debajo del lmite establecido en las especificaciones de uso y/o regulaciones ambientales para el dixido de carbono (CO2), sulfuro de hidrgeno (H2S) y/o mercaptanos (RSH). Tambin es el gas que se obtiene como producto de la Unidad de Endulzamiento.Gas Hmedo: Un gas que contiene agua o no ha sido deshidratado. Trmino que equivale a un gas rico, es decir con cierta cantidad de hidrocarburos pesados y recuperables.Gas Seco: Gas que no contiene compuestos pesados ni agua que puedancondensar bajo las condiciones de operacin del proceso.GPM (gals/M pcn): Riqueza del gas medida por el nmero de galones de lquido que se pueden extraer por cada mil pies cbicos del fluido en condiciones estndar (14,7 lpca y 60 F). Trmino que expresa la cantidad de componentes condensables del gas natural que se obtienen en las plantas.R. ESTREMADOIROPlanta criognica: Procesadora de gas capaz de elaborar productos lquidos del gas natural (incluyendo etano), a muy bajas temperaturas de operacin, normalmente debajo de 50 F.Planta de gasolina: conjunto de equipos formados por separadores, compresores, intercambiadores de calor, expansores y torres de fraccionamiento, que se disean de modo especfico para separar el gas en sus diversos componentes, tales como el metano, etano, propano, isobutano y butano normal, dejando la gasolina natural como producto ms pesado.Planta de procesamiento de gas natural: trmino que identifica a las instalaciones de gas o plantas de gasolina natural, en las cuales se separan los diversos componentes de la corriente de hidrocarburos para satisfacer las exigencias comerciales. Aquella cuyo objetivo es recuperar lquidos del gas natural (LGN). Generalmente, funciona con procesos de baja temperatura.Punto (Temperatura) de Roco (Dew Point): Temperatura a la cual un gas, consistente de dos o ms componentes, genera la primera gota de lquido; es decir, el comienzo del cambio de fase.Punto de Roco de Hidrocarburo: Temperatura a una presin definida, o la presin a una temperatura definida, a la cual el gas est saturado con hidrocarburos pesados. La disminucin de la temperatura o el aumento de la presin originan la condensacin de hidrocarburos.Punto de Roco del Agua: Temperatura a una presin definida, o la presin a una temperatura definida, a la cual el gas est saturado con agua. La disminucin de la temperatura o el aumento de la presin originan la formacin de agua libre. En el proceso de deshidratacin del gas es comn el uso del punto de roco del agua para establecer el contenido de vapor de agua en el gas y acompaado con la presin a la cual es6determinado.R. ESTREMADOIROCOMPONENTES DEL GAS

El componente predominante del gas natural es el metano con cantidades ms pequeas de otros hidrocarburos. La siguiente tabla brinda ejemplos de algunos pocos componentes comunes del gas natural, su fase y su uso luego delTratamiento.HidrocarburosNo Hidrocarburos7transporte como en su utilizacin.R. ESTREMADOIROEl Gas Natural proveniente de una produccin asociada con Petrleo como el producido por pozos gasferos, no debe ser utilizado como combustible sin previamente extraerle los hidrocarburos pesados (lquidos), debido a que el gas se encuentra saturado en agua y contiene adems otros hidrocarburos lquidos que lo convierten en un flujo bifsico con la posterior interferencia tanto en elR.ESTREMADOIRO8PLANTAS DE TRATAMIENTO DE GASPlantaAbrev.Separacin PrimariaEstabilizacinDesh. TEGPlanta AminaDesh. Crib. Mol.CriognicaDew PointCompresinCarrascoCRCSISISISISISINOSIKanataKNTSISISINOSISINOSIVuelta GrandeVGRSISISINOSISINOSISanta RosaSRSSINONOSINONOSISIPerchelesPCHSISINONONONOSISISan RoqueSNQSINONONONONOSISILa VertienteLVTSISINONONOSISISISan AlbertoSALSISINOSINONOSISISan AntonioSANSISINOSINONOSISIMargaritaMGRSISINONONONOSISITacoboTCBSISINOSINONOSISIPalomaPLMSINOSINOSISISISIRo GrandeRGDNONOLEAN OILNONONOSISIYapacanYPCSISINOSINONOSISIPLANTAS DE TRATAMIENTO DE GAS (Cont.)9R. ESTREMADOIROPROCESODESCRIPCINSeparacin PrimariaSepara las partculas mayores de condensado de la corriente de gas.Estabilizacin de CondensadoAjusta el TVR del Condensado a 12 Psia @ 100F.Endulzamiento de Gas cidoElimina el Contenido de CO2 y H2S para su Transporte.Deshidratacin por TEGAjusta la Humedad del Gas.Desh. Por Tamiz MolecularElimina la Humedad del Gas.CriognicaAjusta el punto de Roco del HCB.Dew PointAjuste del Punto de Roco del HCB y del Agua.CompresinIncrementa la presin para su Transporte.R. ESTREMADOIROESPECIFICACIONES DEL GAS DE SALIDA10PARAMETROSUNIDADARGENTINA Enarsa-YPFBYPFBT MERCADOINTERNOPODER CALORIFICOBTU/PCMin. 1000Min. 970NITROGENO% MOLARMax. 2.0Max. 2.0DIOXIDO DECARBONO%MOLARMax. 2.0Max. 2.0GASES INERTES% MOLARMax. 3.5Max. 3.5CONTENIDO DE HUMEDADmgr/m3Max. 65Max. 95CONTENIDO DE H2Smgr/m3Max. 5Max. 5CONTENIDO DE O2% MOLARMax. 0.2Max. 0.2CONTENIDO DE Hgmgr/m3Max. 0.9Max. 0.6PUNTO DE ROCIO HCF/CMax. 7.2 C @ 45 Kgf/cm2Max. 32F @ 640 Psia. Max. 0C @ 45 Kgf/cm2SPCFDPPLANTA MARGARITAGAS RICOGAS DULCEGAS HUMEDOAGUACRUDOGASOLINANATURALSPTEGTMCRICFPLANTA VUELTA GRANDEGAS RICO GAS DULCEGAS HUMEDOAGUAAGUAAGUACRUDOGLPGASOLINA NATURALGGAGUACOMPARACIN PLANTA CRIOGNICA Vs. DEW POINTR. ESTREMADOIRO11LEYENDASPSEPARACION PRIMARIATEGDESHIDRATACION POR TEGTMDESHIDRATACION POR TAMIZ MOLECULARDPDEW POINTCRICRIOGENICACFCOMPRESION FINALGGASODUCTOPLANTAS DE DEW POINT EN BOLIVIAYPFB CHACO S.A:Santa RosaPerchelesSan RoqueYPFB ANDINA S.A:Ro GrandeSirariVboraYapacanPETROBRAS S.A:San AlbertoSan AntonioBG Bolivia:La VertientePLUSPETROLBOLIVIA S.A:TacoboTajiboRo SecoREPSOL YPF:MargaritaR. ESTREMADOIRO12PLANTAS CRIOGNICAS EN BOLIVIAYPFB CHACO S.A:CarrascoVuelta Grande

Repsol YPF:Paloma AR. ESTREMADOIRO13DIAGRAMA TPICO DE PROCESO DEL GASR. ESTREMADOIRO14Gas pobreCiclo de refrigeracinPre enfriadorChillerSeparador FroColumna deetanizadoraGas rico 1000 psig90 oF1000 psig300 psig435-580 psig-40 - 0 oFVlvula J-T3C +REFRIGERACIN CON J-T15R. ESTREMADOIROGas pobre 1000 psigChillerSeparador FroColumna DemetanizadoraCiclo de refrigeracin

Hot gas HX

Gas rico1000 psig-90 oFTurbo expansorCompresor de turbo expansinC2+225 psig-160 oF90 oFCold gas HXREFRIGERACIN CON TURBOEXPANSIN16R. ESTREMADOIROCompresor de turbina17R. ESTREMADOIRODESHIDRATACIN CON TEG18R. ESTREMADOIROCONDICIONES TPICAS:R. ESTREMADOIRO19DescripcinTemperatura F (C)Presin psia (bar)Gas de entrada60-100 (15,5-37,8)300+ (21+)Glicol al absorbedor70-110 (21 43,3)300+ (21+)Succin Bomba TEG170-200 (76,7 93,3)AtmosfricaSeparador trifasico120-180 (48,9 82,2)35-45 (2,4 3,1)Rehervidor375-400 (190,5 204,5)17 mx. (1,2 mx.)Tope Regenerador213 mx. (100 mx.)AtmosfricoDESHIDRATACION CON GLICOLVENTAJAS:SIMPLE PROBADA BAJO CAPEX BAJO OPEXCUMPLE ESPEC. TRANSPORTEDESVENTAJAS: LIMITADO A Dew Point > -40 oF (-40 oC)CONTAMINACION DE SOLVENTE /PERDIDASABSORCION DE AROMATICOS Y H2S VENTEO A INCINERACIONR. ESTREMADOIRO20LOS GLICOLESR. ESTREMADOIRO21EGDEGTEGMetanolC2H6O2C4H10O3C8H18O5CH3OHPeso Molecular62,1106,1150,232,04T ebullicin atm (F/C)387 / 193476 / 245545 / 286148 / 64,5P vapor 77 F/ 25C, mmHg0,12< 0,01< 0,01120SG @ 77 F (25 C)1,1101,1131,1190,790SG @ 140 F (60 C)1,0851,0881,092Freezing Point (F / C)8 / -1317 / -819 / -7-144 / -98Visc @ 77 F (25 C), cP16,528,237,30,52Visc @ 140 F (60 C), cP4,77,08,8Cp @ 77 F (25 C),btu/lbF0,580,550,530,60T descomposicin (F/C)329 / 165328 / 164404 / 206DESHIDRATACIN CON TAMICES22R. ESTREMADOIROTAMICES MOLECULARES: CONDICIONES TPICAS23R. ESTREMADOIRODescripcinTemperatura F (C)Presin psia (bar)Gas de entrada125 mx. (51,7)Sin limiteGas de regeneracin450-600 (232-315,5)Igual a gas deshi.Duracin ciclo absorcin8-24 horasDuracin ciclo calentamiento ciclo de absorcinCada de presin lecho8 psi mx. (0,55 bar)VENTAJAS:DEW POINT < -148 oF (-100 oC) NO ABSORBEN AROMATICOS REMUEVE H2O / H2SNO HAY PERDIDAS DE SOLVENTECUMPLE ESPEC. TRANSPORTEDESVENTAJAS:ALTO CAPEX / OPEXDESECANTE SENSITIVO A HC REMPLAZO PERIODICO 5 AOSALTA T regeneracinALTA CARGA regeneracinTAMICES MOLECULARES: CONDICIONES TPICAS (Cont.)R. ESTREMADOIRO24PROPIEDADES DE AGENTES DESECANTESFUENTE: M. Martinez. Tratamiento del gas naturalTAMICES MOLECULARES: CONDICIONES TPICAS (Cont.)DesecanteFormaDensidad(lb/pie3)Tamao departiculaContenido aguasalida (ppm,p)Alumina GelEsfrica525-10Alumina activadaGranular52-8 Mesh0,1Alumina activadaEsfrica47-48-8 Mesh0,1Silica GelEsfrica504-8 Mesh5-10Silica GelGranular453-8 Mesh5-10Tamiz molecularEsfrica42-454-8 Mesh8-12 Mesh0,1Tamiz molecularCilindro40-441/8-1/160,1PLANTA DE AMINA26R. ESTREMADOIROABSORCIN CON ACEITE POBRE27R. ESTREMADOIROCOMPOSICIN DEL GAS DE INGRESO A PLANTA-PLANTA PERCHELES-YPFB CHACO S.A28R. ESTREMADOIRODIAGRAMA DE FLUJO DE PROCESOS- PLANTAPERCHELES-YPFB CHACO S.A29R. ESTREMADOIROCOMPOSICIN DEL GAS DE INGRESO- PLANTAABSORCIN-RO GRANDE YPFB ANDINA S.A30R. ESTREMADOIRODIAGRAMA DE FLUJO DE PROCESOS- PLANTA DEABSORCIN-RO GRANDE-YPFB ANDINA S.A31R. ESTREMADOIROCOMPOSICIN DEL GAS DE INGRESO- PLANTA3R. ESTREMADOIROROL S.A.TACOBO-PLUSPETElem ento%2N itrgeno0 ,0018CO 20 ,0477M etano0 ,9164Etano0 ,0199Propano0 ,0064i-butano0 ,0008n-butano0 ,0014i-pentano0 ,0006n-pentano0 ,0005n-hexano0 ,0006n-heptano0 ,0012n-octano0 ,0001n-nonano0 ,0000n-decano0 ,0000N B P[0 ]68 *0 ,0001N B P[0 ]83 *0 ,0001N B P[0 ]97 *0 ,0001N B P[0 ]111 *0 ,0001N B P[0 ]126 *0 ,0001N B P[0 ]141 *0 ,0001N B P[0 ]155 *0 ,0001N B P[0 ]170 *0 ,0001N B P[0 ]185 *0 ,0000N B P[0 ]199 *0 ,0000N B P[0 ]214 *0 ,0000N B P[0 ]228 *0 ,0000N B P[0 ]243 *0 ,0000N B P[0 ]258 *0 ,0000N B P[0 ]273 *0 ,0000N B P[0 ]286 *0 ,0000N B P[0 ]300 *0 ,0000N B P[0 ]316 *0 ,0000Agua0 ,0018DIAGRAMA DE FLUJO DE PROCESOS- PLANTA TACOBO-PLUSPETROL BOLIVIA S.A33R. ESTREMADOIROCOMPOSICIN DEL GAS DE INGRESO- PLANTA SANALBERTO- PETROBRAS S.A34R. ESTREMADOIRODIAGRAMA DE FLUJO DE PROCESOS- PLANTA SNALBERTO-PETROBRAS S.A35R. ESTREMADOIRODIAGRAMA DE FLUJO DE PROCESOS (Cont.)- PLANTASAN ALBERTO-PETROBRAS S.A36R. ESTREMADOIROCOMPOSICIN DEL GAS DE INGRESO- PLANTA LAVERTIENTE-BG BOLIVIA37R. ESTREMADOIRODIAGRAMA DE FLUJO DE PROCESOS- PLANTA LAVERTIENTE-BG BOLIVIA38R. ESTREMADOIROCOMPOSICIN DEL GAS DE INGRESO- VUELTA GRANDE/CARRASCO/SANTA ROSA-YPFB CHACO S.A39R. ESTREMADOIRODIAGRAMA DE FLUJO DE PROCESOS- PLANTA CARRASCO-YPFB CHACO S.A40R. ESTREMADOIRODIAGRAMA DE FLUJO DE PROCESOS- PLANTA VUELTA GRANDE-YPFB CHACO S.A41R. ESTREMADOIRODIAGRAMA DE FLUJO DE PROCESOS- PLANTA SANTA ROSA-YPFB CHACO S.A42R. ESTREMADOIRODIAGRAMA DE FLUJO DE PROCESOS- PLANTA KANATA-YPFB CHACO S.A43R. ESTREMADOIROCOMPOSICIN DEL GAS DE SALIDA- PLANTA VBORA- YPFB ANDINA S.A44R. ESTREMADOIRODIAGRAMA DE FLUJO DE PROCESOS- PLANTA VBORA- YPFB ANDINA S.A45R. ESTREMADOIROR. ESTREMADOIRO46