DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL

DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL POR ABSORCIONPROGRAMACION APLICADA

DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL

Introduccin

La deshidratacin de gas es el proceso de quitar el vapor de agua contenido en la corriente de gas para bajar la temperatura a la cual el agua condensa. Esta temperatura es el punto de roco, y por ello el proceso de deshidratacin se llama tambin acondicionamiento del punto de roco. Este proceso debe realizarse debido a las siguientes razones principales:

a) El gas natural se combina con agua libre, o lquida para formar hidratos slidos, que pueden taponar las vlvulas, conexiones o tuberas.

b) El agua puede condensarse en las tuberas ocasionando bolsones de lquido, y causando erosin y corrosin.

c) El agua presente en el gas natural puede combinarse con el CO2 y el H2S que pudieran estar presentes, tornando corrosivo al gas.

d) El vapor de agua aumenta el volumen de gas a ser transportado.

e) El vapor de agua disminuye el poder calorfico del gas

f) Las operaciones de las plantas de criogenia o absorcin refrigerada pueden verse entorpecidas por los congelamientos

g) Los contratos de venta del gas y las especificaciones de transporte por los gasoductos fijan un contenido de agua mximo, generalmente 7 libras de agua por milln de pies cbicos de gas, o bien un determinado punto de roco.

Una vez determinado el contenido de agua, segn los mtodos vistos, el siguiente paso es seleccionar el procedimiento por el cual se realizar la deshidratacin.

Mtodos de deshidratacin:

Hay cuatro mtodos principales, cada uno de ellos apropiado para una determinada operacin, en un determinado lugar.

1. extraccin por intercambiadores de glicol,

2. desecantes slidos,

3. refrigeracin por expansin,

4. cloruro de calcio anhidro. DESHIDRATACIN POR GLICOL

Es un proceso de absorcin donde el vapor de agua se disuelve en una corriente de glicol lquido. Seguidamente este vapor de agua es extrado del glicol mediante aplicacin de calor: al hervir el agua se desprende del glicol, el cual se regenera o reconcentra, tornndose apto para volver a ingresar a la torre de proceso.

Tiene las siguientes ventajas con respecto a los desecantes slidos:

1-Costos de instalacin menores: una planta de glicol para procesar 10 MMscfd cuesta 50% menos que una de desecantes slidos; una planta para procesar 50 MMscfd cuesta 33% menos si trabaja con glicol.

2- Es un proceso continuo.

3-La preparacin del glicol (y su regeneracin) se consigue rpidamente. El recargado de las torres de desecantes slidos es una operacin demorada que a veces requiere la interrupcin de las operaciones.

4-Las unidades de glicol requieren menos calor de regeneracin por libra de agua removida, bajando de ese modo los costos operativos.

5-Las unidades de TEG son ms simples para operar y mantener. Pueden ser fcilmente automatizadas para operaciones no atendidas en lugares remotos.

Desventajas:

1-El glicol es susceptible a la contaminacin

2-El glicol es corrosivo cuando est contaminado o descompuesto.

Nota: De entre los glicoles, el TEG es la eleccin ms popular y generalmente es la mejor, a menos que haya otras circunstancias que recomienden otra eleccin

Eleccion del GLYCOLEl TEG es el ms usado en las plantas de tratamiento, debido a varias razones, entre ellas: Permite su regeneracin a presin atmosfrica, hasta concentraciones de 98 a 99.95 % de pureza, debido a su alto punto de ebullicin y de temperatura de descomposicin (terica inicial de 404 F ) Esto permite depresiones mayores del punto de roco del gas natural en el rango de 80 a 150 F Las prdidas por vaporizacin son menores que el EG o el DEG El TEG no es demasiado viscoso por encima de 70 F El capital invertido y los costos de operacin son menores Las presiones del proceso pueden variar desde 75 a 2500 psig Las temperaturas del proceso pueden ir desde 55 a 160 F.

Descripcin del proceso:

El funcionamiento simplificado de una planta de glicol es el siguiente: el gas de entrada llega a un separador de entrada, donde se quita las impurezas slidas o lquidas. Luego el gas entra en el fondo del absorbedor, o contactor, en donde contacta el glicol ms rico justo antes de que ste abandone la columna. El gas fluye hacia arriba, en contracorriente con el glicol que desciende. El glicol pobre (o reconcentrado) entra por el tope del contactor donde fluye hacia abajo de plato en plato y absorbe el agua del gas natural que va ascendiendo. En cada plato ascendente el glicol ms pobre es capaz de extraer cantidades adicionales de vapor de agua, es decir, va secando al gas al extraer la humedad. El gas seco pasa a travs de un intercambiador de calor gas/ glicol, y luego va a la lnea de salida (ventas o despacho).

El glicol hmedo o rico, deja el absorbedor y fluye a travs de un serpentn hacia un acumulador donde es precalentado por glicol pobre, caliente, a unos 170 a 200 F. Despus del intercambiador de calor glicol/glicol, el glicol rico entra a la columna de despojamiento y fluye hacia abajo por la seccin de lecho empacado hacia el rehervidor. El vapor generado en el rehervidor despoja el agua del glicol lquido a medida que asciende por el lecho empacado.

El vapor de agua y gas natural desorbido son venteados por el tope del despojador.

El glicol caliente reconcentrado fluye fuera del rehervidor hacia el acumulador, donde se lo enfra por intercambio de calor con el glicol rico. De ah, el glicol pobre fluye a travs del intercambiador gas/glicol, y es bombeado hacia el tope del absorbedor.

Descripcin de los elementos:

Depurador de entrada:

El depurado del gas de entrada es absolutamente esencial. Antes de la torre contactora debe colocarse un buen depurador o separador, y si es posible un filtro coalescedor. El separador debe estar diseado para manejar por lo menos un 125% del gas de entrada, y tener una parada de nivel de lquido muy alta.-

Absorbedor o contactor

Esta torre consta de varias partes integradas dentro de una columna: un separador en el fondo, una seccin de transferencia de masa, o secado, en el medio y un enfriador de glicol y un extractor de niebla en el tope.

Tanque de flasheo

La separacin gas-condensado-glicol se efecta mejor cuando las condiciones de operacin son: 100 a 150 F y 50 a 75 psig, lo cual permite que el gas vaporizado pueda ser usado como combustible o como gas de despojamiento sin necesidad de usar compresin.-

Filtros

El contenido de slidos en el glicol debe mantenerse por debajo de 0.01% en peso (100 ppmv) para prevenir el desgaste de la bomba, taponamiento de los intercambiadores de calor, espumamiento, ensuciamiento de los platos contactores y del empaque del destilador, formacin de celdas de corrosin en superficies metlicas y puntos calientes sobre los tubos de fuego.

Los filtros de carbn activado se usan para sacar hidrocarburos lquidos, surfactantes, qumicos usados para tratamiento de pozos, aceites lubricantes de compresores, etc. del lado de la corriente del glicol.

Bomba de glicol

La bomba de recirculacin del glicol, que contiene las nicas partes movibles de toda la unidad, retorna el glicol pobre de baja presin al contactor a alta presin.

Columnas de destilacin

La reconcentracin tiene lugar tanto en el despojador vertical, o columna destiladora, como en el rehervidor. En pequeas unidades la destiladora va frecuentemente montada sobre el tope del rehervidor, y opera esencialmente a presin atmosfrica

Rehervidor

El rehervidor provee el calor necesario para hervir el agua y hacerla desprender del glicol. A menudo se usan calentadores a fuego directo, pero la llama abierta constituye un peligro. En algunas partes, como en las plataformas, el calor indirecto requerido por la prudencia y el cdigo de seguridad, se provee con aceite o con vapor. Si se usa los gases de salida de las turbinas de gas y de las mquinas, como un medio de calentamiento, se logra ahorros de energa sustanciales.OPERACION DEL PROCESO

Una unidad de TEG correcta-mente diseada y operada apropiadamente podr

deshidratar el gas natural con dificultades menores, y requerir un mantenimiento mnimo.

En la Tabla 1 se sumarizan las temperaturas de operacin para los diferentes componentes de la unidad.

Debido a la facilidad de las operaciones, a estas unidades no se les presta mucha atencin, y por lo tanto se producen muchas incorrecciones en el funcionamiento, que a la larga se traducen en prdidas de dinero, por ejemplo, altas prdidas de glicol, caudales de recirculacin de TEG excesivos, bombas mal operadas, consumo innecesario de energa, paradas frecuentes de las plantas, reemplazo excesivo de equipamientos o partes, etc.

Conociendo bien el funcionamiento de cada parte, y con un adecuado mantenimiento preventivo, es posible ahorrar dinero, energa y largas horas de trabajos innecesarios.

Contactor o absorbedor

La eficiencia operativa del contactor glicol-gas depende del caudal del gas de entrada, de la temperatura, presin y tambin de la concentracin del glicol pobre, su temperatura y su tasa de circulacin.

-Tasa de flujo del gas de entrada La carga (libras de agua a quitar por hora) vara directamente con la tasa de flujo del gas de alimentacin. La tasa de circulacin de glicol debe ser ajustada para empatar las variaciones en el caudal de gas de alimentacin.

Muchos contactores han sido diseados conservadoramente y entonces pueden manejar tasas de flujo de 5 a 10 %, y talvez hasta un 20 % por arriba de su capacidad. Natural-

mente que las capacidades del resto de los equipamientos (rehervidores y bombas) tambin debe ser consideradas.

Temperatura y presin del gas de entrada El gas de entrada entra al absorbedor saturado con vapor de agua, por lo tanto su contenido de agua, y la cantidad de agua que debe ser quitada por el glicol dependen de la temperatura y de la presin del gas de entrada. La correlacin de Mc Ketta y Wehe muestra que a 1000 psia el contenido de agua aumenta desde 33 hasta 62 y hasta 102 lb de H2O/MMscf a medida que la temperatura aumenta desde 80 a 100 y a 120 F. El

efecto de la presin, aunque significante, no es tan severo: a 100 F el contenido de agua es 62, 72 y 87 lb de H2O/MMscf a 1000, 800 y 600 psia respectivamente. Un aumento en la temperatura del gas de entrada, o un descenso en la presin, aumenta la carga de la unidad. Cambios sbitos en la presin y en la temperatura tambin pueden afectar el flujo del glicol en el absorbedor y pueden romper los sellos del descenso del lquido (en las bajantes). Un aumento en la temperatura del gas conducir a un aumento en el dimetro requerido de la torre. Un aumento en la temperatura aumenta la velocidad real del gas, lo cual aumenta el dimetro del recipiente.

La temperatura mnima de entrada del gas debe estar normalmente por arriba de la temperatura de formacin de hidratos, es decir, siempre por arriba de 50 F. Entre 60 y 70 F el glicol puede formar emulsiones estables con hidrocarburos lquidos contenidos en el gas, lo cual causar espumamiento en el contactor. Las unidades de TEG generalmente estn diseadas para operar con temperaturas entre 80 y 110 F para el gas de entrada.

Por debajo de 3000 psig la presin no tiene un gran efecto en el proceso de absorcin.

A temperatura constante, el contenido de agua es menor al aumentar la presin, como se vio en los prrafos anteriores. A altas presiones puede usarse un contactor ms pequeo, debido a que la velocidad del gas es menor, lo que disminuye el dimetro requerido del absorbedor. Las presiones de trabajo en el contactor estn entre 500 a 1200 psi.

Nmero de platos del absorbedor Aunque los platos de vlvulas son ms eficientes (33%), las calotas de burbujeo (eficiencia de un 25%) son las ms usadas. Eso quiere decir que por cada plato terico calculado debe colocarse cuatro platos reales. A mayor cantidad de platos es mayor la depresin del punto de roco para un caudal de glicol y una concentracin del mismo constantes. Esto requiere de una torre de mayor altura para poder alojar los platos; sin embargo es posible justificar los gastos adicionales de una torre de mayor tamao por que son ventajosamente compensados por los ahorros en combustible producidos para obtener mejores resultados.

-Temperatura y concentracin del TEG

La habilidad secante del TEG est limitada por el equilibrio vapor-lquido (VLE) del agua entre la fase gaseosa y la fase lquida del TEG. Tradicionalmente los datos VLE se presentan como un grfico del punto de roco al agua del gas natural vs. la temperatura de contacto y el contenido de agua del TEG lquido como se ve en la Figura 3. La capacidad de secado del TEG aumenta dramticamente con la concentracin; por ejemplo, a 100 F los puntos de roco al agua de equilibrio del gas en contacto con 98, 99, 99.5 y 99.7 por ciento en peso de TEG son 32, 16, 0 y 16 F respectivamente. Tambin el punto de roco al agua de equilibrio disminuye con la disminucin de la temperatura, pero al enfriar el glicol aumenta su viscosidad y su tendencia a espumar.

-Tasa de circulacin del glicol

Un caudal de glicol de 3 galones por libra de agua a ser quitada era lo que comnmente se usaba en el pasado. Las prcticas actuales de conservacin de energa han reducido esta circulacin a 2 galones por libra de agua, que es el valor mnimo.

-Temperatura de deshidratacin El rango de operacin preferido es de 80 a 100 F. Por debajo de 70 F el glicol se torna muy viscoso, lo cual reduce la eficien cia de los platos, promueve el espumamiento y aumenta las prdidas de glicol. Por arriba de 110 F el gas de entrada contiene mucha agua, lo cual reduce la capacidad de secado del glicol.

La temperatura de entrada del glicol deber ser 5 a 15 F ms alta que la temperatura de entrada del gas para evitar que el enfriamiento resultante condense hidrocarburos los cuales, a su vez, promueven el espumamiento. Si el glicol entra a ms de 15 F por encima de la temperatura del gas de salida, las prdidaspor evaporacin del TEG y por el punto de roco del gas de ventas se aumentan innecesariamente.

Reconcentrador

Mientras el grado de reconcentracin de glicol depende mayormente de la temperatura del rehervidor, se puede obtener fcilmente una reconcentracin adicional mediante el uso de gas de despojamiento. Las prdidas de glicol del tope de la columna de despojamiento pueden minimizarse por medio de controles de temperatura. Cada una de esas variables tiene un efecto que se explicar a continuacin.

Temperatura del rehervidor: La concentracin del agua en el glicol pobre que deja el rehervidor vara con la temperatura y presin de ste. Como el rehervidor se opera generalmente a presin atmosfrica, la concentracin de TEG aumenta con el aumento de temperatura como se ve en la Figura 4.

Las temperaturas del rehervidor deben estar entre los 350 y 400 F, nunca ms que eso, debido a la significativa descomposicin del glicol por arriba de 400 F., como se ha mencionado.

Los ajustes de la temperatura del rehervidor pueden fijarse a pasos de 5 F, a fin de evitar los trastornos de la planta.

Gas de despojamiento:

Las concentraciones de glicol de hasta 99.6 % en peso pueden lograrse por medio del rociado de gas de despojamiento directamente dentro del rehervidor.

El gas hmedo, saturado con vapor de agua a 100 F y con presin a 25 psig, puede admitir 1500 libras de agua /MMscf de gas. A presin atmosfrica y temperaturas del rehervidor, el gas puede absorber tanto como 100.000 lb/MMscf.

En el mtodo de despojamiento de Stahl, una bajante de 2 a 4 pies entre el rehervidor y el tanque compensador se empaca con anillos Pall o monturas Intalox, y el gas de despojamiento se inyecta en el fondo de la bajante, como se ve en la Figura 5. Este contacto en contracorriente, ms eficiente, reduce la cantidad de gas de despojamiento requerido y produce concentraciones de glicol por encima del 99.9 por ciento en peso. Como alternativa, hay mtodos de concentracin ms complicados, como reducir la presin del rehervidor con un eyector o bomba de vaco

Figura 5: Columna Stahl o bien empleando una destilacin azeotrpica, o con isooctano, lo cual se denomina proceso Drizo. (Una destilacin azeotrpica es aquella en donde dos o ms lquidos mezclados destilan, sin descomposicin, en una cierta relacin entre s y a una temperatura de ebullicin constante, la cual es inferior a la de sus componentes)

La temperatura en el tope de la columna de despojamiento debera ser mantenida aproximadamente a 210 F, preferiblemente variando el flujo de entrada del glicol rico a un generador de reflujo, que es un serpentn enfriador colocado en el tope del destilador (Fig.2).

La clave para evitar problemas de corrosin y de operacin es mantener el glicol limpio.

Los mayores problemas de contaminacin son: bajo pH, oxidacin, descomposicin trmica, contaminacin por sales, condensacin de hidrocarburos, acumulacin de barros y formacin de espumas.

-Oxgeno en el sistema:

Las fuentes de oxgeno incluyen tanques de almacenamiento sin capas de gas inerte, bombas que tienen fugas y a veces, aunque raramente, el gas de entrada. Una capa de gas, consistente en un pequeo flujo del gas combustible en el tope del tanque de almacenamiento de lquido evitar que el aire entre al recipiente.

-Descomposicin trmica:

La degradacin trmica tiene lugar cuando el glicol es sobrecalentado. Esto puede evitarse manteniendo la temperatura del rehervidor por debajo de 400 F, usando flujos de calor para el rehervidor menores de 8000 Btu/hr-ft2, y verificando regularmente que en los tubos de fuego no haya puntos calientes ocasionados por depsitos de alquitrn y/o sales. Los puntos calientes pueden ser mejor observados de noche. Si se cierra la llama, ellos continan en incandescencia, con un rojo brillante.

-Bajo pH:

El pH ptimo del glicol es de 7 a 8.5; un pH por encima de 9 provoca espumamiento y formacin de emulsiones. Los cidos corrosivos formados por la descomposicin u oxidacin del glicol, y H2S o CO2 disuelto, pueden ser neutralizados por medio de bases como el brax, trietanolamina, u otros productos comerciales. Puede comprobarse el pH del glicol cada semana usando papeles de prueba de pH o peachmetros de rango muy reducido.

-Contaminacin por sales:

Los depsitos de sales en los tubos de fuego del rehervidor pueden ocasionar puntos calientes y fallas en los tubos. Cuando el nivel de sales exceda las 2500 ppmp, el glicol deber ser drenado y deber limpiarse la unidad.

-Hidrocarburos lquidos:

Los hidrocarburos lquidos suelen venir con el gas de entrada, o son condensados por el glicol pobre que entra al absorbedor ms fro que el gas de ventas, o simplemente son absorbidos desde el gas por el glicol. La contaminacin por hidrocarburos debe ser minimizada

depurando el gas de entrada, manteniendo el glicol pobre unos 10 F por arriba

del gas de salida, dimensionando adecuadamente el separador flash de tres fases, y usando purificacin por medio de carbn

-Acumulacin de barros:

El polvo, arenas, incrustaciones de las tuberas, finos del reservorio, y productos de corrosin, tales como sulfuro de hierro y herrumbre son acarreados por el glicol si no son quitados antes por el separador de entrada o el depurador integrado. Estos slidos, junto con hidrocarburos alquitranosos, se depositan eventualmente y forman una goma negra abrasiva, pegajosa, que puede erosionar la bomba de glicol y otros equipamientos, obturar los platos del contactor o los rellenos en el despojador, y depositarse sobre los tubos de fuego. Una filtracin apropiada de ambas corrientes de glicol, rico y pobre, deber mantener la concentracin de slidos por debajo del 0.01 por ciento en peso.

-Formacin de espumas

El espumamiento puede ser de origen mecnico o qumico. El espumamiento mecnico es causado por tasas de flujo del gas excesivamente altas en el absorbedor. Los contaminantes tales como partculas slidas, sales, inhibidores de corrosin e hidrocarburos lquidos ocasionan espumamiento qumico.

El espumamiento se puede detectar muy bien monitoreando las cadas de presin a travs del contactor. Lecturas errticas, seguidas por aumentos rpidos de 2 a 5 psi, son sntomas de espumamiento. La espuma qumica puede ser detectada burbujeando aire a travs de una muestra de glicol por cinco minutos, y observando la altura y estabilidad de la espuma resultante. Si la cada de presin a travs del absorbedor aumenta repentinamente de 5 a 10 psi, y la prueba de espuma qumica da negativo, puede estar formndose espuma por cuestiones mecnicas, o bien hay otros problemas.

Al menos debera tomarse las siguientes precauciones:

a) limpiar cuidadosamente el equipo antes de comenzar, usando agentes qumicosb) Establecer normas y mtodos de prueba para los materiales crudos.

c) Mantener un sumidero del preparado, y tenerlo cubierto cuando no se est usando.

d) Prevenir la contaminacin de agua superficial y escurrimientos dentro del sumidero.

e) Instalar y mantener filtros de carbn y partculas para atrapar los surfactantes

y prevenir la acumulacin de slidos finos en el sistema.

f) Usar un filtro de carbn externo para tratar toda la solucin si se desarrolla una solucin espumosa persistente durante las operaciones, y falla el tratamiento normal.

g) Investigar las caractersticas de lubricantes alternos para las bombas triplex y las vlvulas lubricadas.

h) Tener los desespumantes a mano en todo tiempo, uno orgnico para medidas preventivas, y uno de siliconas para emergencias.

Un monitoreo cuidadoso, eliminacin de contaminantes, filtracin por carbn, uso de un separador de flasheo de tres fases, y mantenimiento del pH entre 7 y 8 pueden extender la vida til del glicol de 5 a 10 aos.

Una destilacin al vaco puede recuperar hasta 90 % del glicol remanente a partir del glicol contaminado. Una aproximacin es usar una unidad porttil sobre una corriente lateral de 1 a 3 galones por minuto.

Bombas de glicol

El cuidado de las bombas es esencial, porque cuando una bomba falla no hay circulacin de glicol y por lo tanto no hay deshidratacin. Debe incluirse una bomba de relevo y las partes ms chicas de repuesto tambin deben estar contempladas. La empaquetadura (prensaestopa) de la bomba debe ser reemplazada cuando pierde glicol en forma excesiva, y seguir las recomendaciones del fabricante.

Gases ricos en CO2

Aunque el TEG se usa exitosamente para secar ya sea corrientes de gas natural que contienen H2S y/o CO2, o bien corrientes de CO2 puras, hay que tener ciertos cuidados:

1-El contenido de agua de la corriente de llegada de gas cido debe ser cuidadosamente determinado, porque los gases cidos tienen una capacidad aumentada para el agua.

2-Tanto el CO2 como el H2S son ms solubles que el CH4 en el glicol, por lo cual los gases cidos absorbidos deben ser removidos del glicol. El separador de flasheo glicol-gas es suficiente cuando las concentraciones de gas cido no son muy altas. Puede que se glicol puede surgir lo siguiente: requiera un mejor despojamiento del gas cido desde el glicol agrio, para controlar la corrosin del rehervidor y /o la contaminacin ambiental.

3-El pH de la solucin de TEG debe ser monitoreado estrechamente. Talvez se necesite una adicin frecuente de bases como aminas, o Nacap.-

Mantenimiento preventivo

El mantenimiento preventivo reduce costos de operacin. El objetivo es reparar el equipo slo cuando se lo necesita, para lo cual un diagnstico temprano es la mejor ayuda. Estos diagnsticos requieren acabadas inspecciones en las lneas, paradas para inspecciones y servicios cuidadosos y adems guardar un registro de todo lo que se hace. Cada mes o antes, si se sospecha que hay contaminacin, el glicol debe ser muestreado y analizado para ver si contiene

hidrocarburos, agua, slidos, hierro, cloruros, y para verificar su gravedad especfica, pH, y tambin, en caso de ser necesario, constatar los componentes

del glicol. Del anlisis del pH bajo:

Descomposicin del glicol, corrosin

Hidrocarburos presentes: Problemas en el tanque de flasheo, o filtros

Gravedad baja, agua presente:

Problemas en el reconcentrador

Alto porcentaje de slidos: Corrosin, descomposicin del glicol, problemas de filtros, acarreo desde el separador de entrada.

Alto porcentaje de hierro:

Corrosin

Alto porcentaje de cloruros:

Acarreo de salmueras del separador, depurador.VARIABLES PARA DISEOTemperatura de punto de roci

Tdpr= Ti To

Donde:

Tdpr= Temperatura de punto de Roco(F)

Ti= Temperatura de entrada (F)

To= Temperatura de salida (F)

Cantidad de Agua removida

Wr= (q/24)(Wi-Wo)

Donde:

Wr= Cantidad de agua removida (Lbm/Hr)

q = Caudal de gas (MMscfd)

Wi= Contenido de agua inlet (lb agua/MMscf de gas)

Wo= Contenido de agua outlet (lb agua/MMscf de gas)

ScrubberTabla 5 - 3

Vertical Inlet Scrubber - Specifications

Nominal WP psigSize , ODNominal GAS Capacity , MMsfdInlet and Gas Outlet ConnectionStd Oil ValveShipping Weight, lb

50016"2.72"1"1000

20"4.33"1"1300

24"6.13"1"2100

30"9.34"1"2700

36"13.34"1"3800

42"18.46"2"4200

48"24.36"2"5000

54"30.66"2"5400

60"38.16"2"7500

100016"3.92"1"1100

20"6.13"1"1600

24"8.83"1"2500

30"13.64"1"3200

36"20.74"1"4400

42"27.56"2"6300

48"36.96"2"8400

54"46.16"2"9700

60"57.76"2"14500

144016"4.82"1"1500

20"6.73"1"2100

24"11.23"1"2800

30"17.74"1"3900

36"25.54"1"5400

42"34.76"2"7800

48"45.36"2"9200

54"56.16"2"12900

60"69.66"2"16000

Contactor

q= qb(Ct)(Cg)

Donde:

q= Capacidad del gas a condiciones de operacin (MMscfd)

qb= Capacidad del gas en base a condiciones de 100 F para 0.7 de gravedad especifica del gas (MMscfd)

Ct, Cg =Factores de correccin por temperatura y por gravedad especifica del gas.

Determinacin de la concentracin del glycol rico (Crich)

Crich= (Clean*Dens lean)/ (Dens lean+ 1/Lw)

Donde:

Crich, Clean= Concentraciones de TEG rico y pobre respectivamente expresado en fraccinDens lean= Densidad del TEG pobre (lbm/gal)

Lw= Razn de circulacin Glycol-Agua (gal de TEG/Lb de Agua)

EJEMPLO DE APLICACIN Disear un sistema de deshidratacin del gas natural por glicol (TEG) para una instalacin de campo a partir de los siguientes datos:

Qg = 20 MMscfd

Pmax = 1440 psig

Wi = 44 lbm H2O / MMscfTrocio = 60 F

Geg = 0.69

Ti = 90 F

Valores a introducir:Contenido de agua a la salida:

Wo = ( 6 a 8) lbm H2O / MMscfd Razn de circulacin de glicol:

Lw = (2.5 a 4) gal TEG / lb H2O

Tomando los siguientes valores:

Wo= 7 lbm H2O/MMscfd

Lw= 3 gal TEG/ lb H2O

Calculo de la temperatura

Trocio = Ti To

To = Ti Trocio

To = 90 F 60FTo = 30 F

Donde:

Ti = Temperatura de entrada

To = Temperatura a la salida

Trocio = Temperatura de rociCalculo de agua removida (Wr)

Wr = q/ 24*(Wi Wo)

Wr = 20 / 24* (44 7)

Wr = 30,83 lbm H2O / hra

Diseo del Scrubber (depurador)

TAMAOTAMAO

Presin (Psia)BifsicoTrifsicoMMscfdBifsicoTrifsico

144036*5`36*7.5`25.51.734.13

Diseo de la torre contactoraq = qb * Ct * Cg

Donde:

Ct = factor de correccin por temperatura: de tabla 5-5

Cg = factor de correccin por gravedad especfica: de tabla 5-6

qb = capacidad del gas: de figura 5-33A una temperatura de 90 F el Ct =1.01

A Geg Cg

0.65 1.04

0.69 Cg

0.70 1.0

Interpolando obtenemos el valor de Cg = 1.008

q = 20 * 1.01 * 1.0q = 20.3 MMscfd

q = 20.3 MMscfdPresin = 1200 psiaTamao = 30 * 13(Leer de la siguiente tabla con Lw = 3 y Trocio = 60F el numero de platos

Numero de platos = 3.85 ( 4DIAGRAMA DE FLUJO

INICIO

FIN

DATOS

CALCULO DE NUMERO DE PLATOS

DISEO DE TORRE CONTACTORA

DISEO DE SCRUBBER

7