EQUIPOS INDUSTRIALESPETROLEROS

PROCESOS DEL GAS II (PET 240–“P”)

Saavedra Luis CarlosUAGRM abril 2014Ing. petrolera

Arbolito de producción.-

Es un conjunto de conexiones, válvulas y otros accesorios con el propósito de controlar la producción y dar acceso a la tubería de producción. El equipo instalado en la plataforma de un pozo productor de aceite es el siguiente:

Cabezales de tubería de revestimiento (TR) Colgadores de tubería de revestimiento Cabezales de tubería de producción (TP) Colgadores de tubería de producción Válvula de contrapresión Adaptador Árbol de válvulas Brida adaptadora del cabezal de TP Válvulas de seguridad y de tormenta Conexiones del árbol de válvulas Estranguladores

EstranguladoresEstranguladores

Superficiales.Estrangulador positivo.-Estrangulador ajustable.-

Estranguladores de fondoa) Auto controladas.b) Controladas desde la

superficie.

Manifold de entrada.-

Conjunto de válvulas y componentes de tuberías prefabricadas, donde convergen las líneas de flujo provenientes de los pozos, recolectando de esta forma, los fluidos producidos pertenecientes a una estación recolectora de flujo.

Clasificación de los manifolds.-

En las estaciones recolectoras, los múltiples se clasifican de acuerdo a su

Temperatura de trabajo Presión de trabajo Componentes del Manifold Son líneas y válvulas Líneas Producción general prueba válvulas.- son dispositivos de diferentes

diámetros, series y rangos de trabajo, cuya función es controlar el paso del flujo.

Manuales Automáticas

 Golpeador de líquidos.-

Un slug cátcher es un recipiente con un volumen de reserva suficiente para almacenar (temporalmente) la mayor cantidad de líquido y gas esperado del sistema de aguas arriba.

Esta situado entre la salida de la tubería y el equipo de procesamiento.

Es un recipiente separador y amortiguador.Tipos de slug cátchersSlug cátcher horizontal (separador)Slug cátcher vertical (separador)

Aero-enfriadores.-

El aero-enfriador es compuesto por dos paneles, un panel tiene la etapa de gas/aire y el otro panel tiene la etapa aceite/aire.

Este aero enfriador cumplen dos funciones: una es la de enfriar el aceite que proviene de la compresión para que no pierda sus propiedades al entrar nuevamente al proceso, y la segunda de

Enfriar el gas que va a ingresar al proceso de deshidratación.

Separadores.-

El propósito principal del proceso es separar los diversos componentes (crudo, gas, agua y contaminantes), con el fin de optimar el procesamiento y comercialización de algunos de ellos (crudo, gas)

Clases de separadores:Verticales - Horizontales

Filtros.-

Filtros Mecánicos Utilizados en la Planta de Endulzamiento

Dos Filtros de Carbón Activado. Estos son los encargados de retirar los condensados de hidrocarburos que podrían estar presentes en la solución de amina pobre.

Dos Enfriadores de Amina, los enfriadores tiene una capacidad de transferencia de calor de 23,3 MMBTU/hora, el cual se encarga de enfriar la solución de amina pobre, previamente filtrada, a la condición de operación (110 F) requerida en las torres contactoras amina / gas. p.-Un Tanque Acumulador de Reflujo.

Bombas.-Tipos de bombasReciprocantesCentrífugasTornillo

Intercambiadores.-

Son equipos en los que dos fluidos de diferentes temperaturas intercambian calor a través de una interfase metálica aprovechando la energía de un fluido que necesita ser enfriado y la transfiere a otro que necesita ser calentado reduciendo las perdidas y mejorando el rendimiento.

Clasificación de los intercambiadoresPara calentar:Precalentador.- calienta un fluido recibiendo calor

sensible de vapor de agua o de otro fluido caliente.Revoiler.- vaporiza un líquido recibiendo calor

sensible de vapor de agua o de otro fluido caliente.Para enfriar

TURBINAS

Motor rotativo que convierte en energía mecánica la energía de una corriente de agua, vapor de agua o gas. El elemento básico de la turbina es la rueda o rotor, que cuenta con palas, hélices, cuchillas o cubos colocados alrededor de su circunferencia, del tal forma que el fluido en movimiento de una maquina se transfiere a través de un eje para proporcionar el movimiento de una maquina, un compresor, un generador eléctrico o una hélice.

DISCO DE TURBINA: Es la parte encargada de extraer parte de la energía de la corriente de gas para convertirla en movimiento, su única función es hacer rotar el compresor al cual se encuentra unido por medio de un eje, la turbina se halla sujeta a elevadas temperaturas y lo que es peor a elevadas cargas centrifugas que unido a la disminución de resistencia del material por causa de la temperatura hacen que este sea el elemento que mas importancia tiene en cuanto a la elección de materiales, sin excepción se utilizan aleaciones con elevado contenido de níquel y cromo (comercialmente tienen diferentes nombres como ser INCONEL, NIMONIC etc.) aunque en los primeros modelos de turborreactores "caseros" se utiliza acero inoxidable con buenos resultados.

Compresor de propano.-

El propano vapor que sale del chiller se dirige hacia el scrubber de succión del compresor de propano

Por último el gas a la salida del chiller pasa por una válvula joule thompson que tiene la función de enfriar un poco mas el gas, esto lo logra manteniendo la presión aguas arriba lo mas alto posible y dejando fluctuar la presión aguas abajo a la presión que se está operando, y así por efecto de expansión se consigue bajar la temperatura unos 2° C más.

Luego el propano vapor que sale del scrubber se dirige hacia la succión de los compresores de propano a una presión promedio de 15.3 psi, aquí el propano se comprime en una primera etapa hasta una presión promedio de 70 psi, a esta segunda etapa ingresa propano vapor del economizador de propano.

Compresores de reciclo.-

Hornos (calentadores)

Los más comunes son:Calentadores a fuego directoCalentadores de tipo tubularCalentadores de fluido tipo

camisaCalentadores de volumen o tipo

JugCalentadores tipo caja de fuego

interno o fogón

Tanque de almacenamiento de líquidos.-

Diariamente en las estaciones d eflujo es recibido el crudo producido por los pozos asociados a estas estaciones, este crudo es recolectado en tanques después de haber sido separado del gas y luego en forma inmediata, es transferido a los patios de tanques para su tratamiento y/o despacho. Algunas empresas utilizan los tanques de recolección para medición.

Válvulas.-

Una válvula se puede definir como un aparato mecánico con el cual se puede iniciar,

Detener o regular la circulación (paso) de líquidos o gases mediante una pieza movible que

Abre, cierra u obstruye en forma parcial uno o más orificios o conductos.

CLASIFICACIÓN DE LAS VÁLVULAS

Válvula de control.c) Válvulas de compuerta.La válvula de compuerta es de

vueltas múltiples, en la cual se cierra el orificio con un disco vertical de cara plana que se desliza en ángulos rectos sobre el asiento

Válvulas de globo

Una válvula de globo es de vueltas múltiples, en la cual el cierre se logra por medio de un disco o tapón que sierra o corta el paso del fluido en un asiento que suele estar paralelo con la circulación en la tubería.

Válvulas de bola

Las válvulas de bola son de ¼ de vuelta, en las cuales una bola taladrada gira entre asientos

elásticos, lo cual permite la circulación directa en la posición abierta y corta el paso cuando

se gira la bola 90° y cierra el conducto.

Válvulas de diafragmaLas válvulas de diafragma son de

vueltas múltiples y efectúan el cierre por medio de un diafragma flexible sujeto a un compresor. Cuando el vástago de la válvula hace descender el compresor, el diafragma produce sellamiento y corta la circulación.

Chiller.-

Este es una especie de intercambiador de calor adicional, tal como la solución pobre que sale del regenerador, por lo general tiene una temperatura muy alta, luego no se puede introducir de esa forma al equipo denominado absorbedor, porque disminuye la capacidad de retención de Componentes ácidos. En el intercambiador adicional la solución fluye de los tubos, en donde la solución se enfría hasta 10F por encima de la temperatura de entrada del gas al absorbedor.

En la figura 20 se presenta un diagrama de flujo de un proceso de endulzamiento con la amina Terciaria MDEA, que es también una alcanolamina de gran utilidad en la industria del gas natural, donde su uso basado en la selectividad de la misma es lo que predomina, además de otras propiedades que hacen que su uso sea en procesos de mucha eficiencia operacional.

Diagrama de Flujo de una Planta de Endulzamiento de Amina

Torre Contactora.-Este recipiente contiene bandejas de válvulas

o casquetes de burbujeo para proveer un buen contacto gas líquido. La limpieza es muy importante para prevenir los puntos de roció altos del gas de venta causado por la formación de espumas y/o el contacto pobre gas-liquido. El taponamiento o empaque de las bandejas pueden aumentar también las pérdidas de glicol

Durante un arranque de la planta, la presión en la torre de absorción se debe traes lentamente hasta el rango de operación y entonces se debe circular el glicol para obtener un nivel de líquido en todas las bandejas. A continuación, se debe aumentar lentamente la tasa de gas a ser absorbido, hasta que se alcance el nivel de operación.

Torre regeneradora.-

El objetivo de la torre regeneradora, es remover el gas ácido que contiene la solución de amina rica. La mayoría tienen entre 18 a 24 platos, siendo un diseño típico el que contiene 22 platos.

PROPOSITO DEL DISEÑOLa agotadora está diseñada para revertir a alta temperatura y baja presión la reacción de absorción de gas ácido que ocurre en la Contactora de MDEA. Esto se consigue agotando el gas ácido absorbido de la amina rica con vapor producido en el Rehervidor de MDEA (EA-8402). Está diseñada para una relación de reflujo con el fin de asegurar una carga de amina pobre de gas ácido, los platos en la Agotadora de MDEA funcionan de manera similar a los platos en la Contactora de MDEA.

Generadores

Esta sección cuenta con los siguientes equipos: Torre Regeneradora de DEA; Intercambiador DEA rica/DEA pobre; Rehervidor de la Torre Regeneradora; Enfriador de DEA y Gas Acido; Tanque de Balance de DEA

Tanque de Desorción de Hidrocarburos; Acumulador de Reflujo de la Torre Regeneradora; Bombas de Reflujo de la Torre Regeneradora; Filtros de DEA pobre Y DEA rica y Bombas de DEA pobre La solución de DEA Rica proveniente del fondo de la torre absorbedora y el separador de gas combustible se alimenta al tanque de desorción con el fin de eliminar los hidrocarburos líquidos y parte de los gases ácidos retenidos por la DEA que por efecto de presión se encuentren disueltos en esta solución. La amina rica acumulada en el tanque de desorción, se envía por diferencia de presiones al Intercambiador de calor DEA Rica / DEA Pobre, donde se calienta por medio de contracorriente de DEA pobre procedente del Rehervidor de la torre regeneradora.