deshidratacion con glicol
TRANSCRIPT
DESHIDRATACION CON GLICOL
CONTENIDO
LOS GLICOLES
EL PROCESO (DISEÑO Y PARAMETROS)
LOS EQUIPOS
LOS PROBLEMAS OPERACIONALES
LOS GLICOLES
MUCHOS LIQUIDOS ABSORBEN AGUA, SIN EMBARGO POCOS CUMPLEN:
NO SOLIDIFICAN EN SOLUCIONES CONCENTRADAS
NO CORROSIVOS
NO FORMAN PRECIPITADOS CON HIDROCARBUROS
FACILMENTE REGENERABLES A ALTA CONCENTRACION
INSOLUBLES EN HIDROCARBUROS
ESTABLES EN PRESENCIA DE CO2, H2S
C
H
OH
H
C
H
H
LOS GLICOLES
OH
O
CH2 OH CH2
CH2 OH CH2
CH2 CH2
CH2
O CH2 OH
CH2 O CH2 OH
ETILENGLICOL (EG)
DIETILENGLICOL (DEG)
TRIETILENGLICOL (TEG)
EG DEG TEG Metanol
C2H6O2 C4H10O3 C8H18O5 CH3OHPeso Molecular 62,1 106,1 150,2 32,04T ebullición atm (oF/oC) 387 / 193 476 / 245 545 / 286 148 / 64,5
P vapor 77 oF/ 25oC, mmHg 0,12 < 0,01 < 0,01 120SG @ 77 oF (25 oC) 1,110 1,113 1,119 0,790SG @ 140 oF (60 oC) 1,085 1,088 1,092Freezing Point (oF / oC) 8 / -13 17 / -8 19 / -7 -144 / -98Visc @ 77 oF (25 oC), cP 16,5 28,2 37,3 0,52Visc @ 140 oF (60 oC), cP 4,7 7,0 8,8Cp @ 77 oF (25 oC),btu/lboF 0,58 0,55 0,53 0,60T descomposición (oF/oC) 329 / 165 328 / 164 404 / 206
LOS GLICOLES
DESHIDRATACION CON GLICOL
VENTAJAS: SIMPLE
PROBADA
BAJO CAPEX
BAJO OPEX
CUMPLE ESPECIFICACIONES
DESVENTAJAS: LIMITADO A Dew Point > -40 oF (-40 oC)
CONTAMINACION DE SOLVENTE / PERDIDAS
ABSORCION DE AROMATICOS Y H2S
VENTEO A INCINERACION
EL PROCESO
LC
LC
PC
LC
GAS HUMEDO
GAS SECO
GLICOL POBRE
GLICOL RICO
TANQUE FLASH
ACUMULADOR
REBOILER
VAPOR DE AGUA
FACTORES DE DISEÑO Y EVALUACION
PARA EL DISEÑO Y EVALUACION DE UN SISTEMA DE GLICOL, DEBEN TOMARSE EN CUENTA LOS SIGUIENTES ASPECTOS:
LA MINIMA CONCENTRACION DE TEG EN LA SOLUCION POBRE AL ABSORBEDOR
LAS TASA DE CIRCULACION DE TEG PARA REMOVER EL AGUA
LA CANTIDAD (#) DE CONTACTO EN EL ABSORBEDOR PARA PRODUCIR EL “EQUILIBRIO”
CONCENTRACION MINIMA DE GLICOL
SI GAS SATURADO SE COLOCA EN UNA CELDA CON GLICOL A ALTA CONCENTRACION, EL GLICOL ABSORBE EL AGUA HASTA EL EQUILIBRIO.
EL CONTENIDO DE AGUA EN EQUILIBRIO SE CONOCE COMO “DEW POINT DE EQUILIBRIO” (PUNTO DE ROCIO DE EQUILIBRIO).
98,5 % Estándar
CONCENTRACION MINIMA DE GLICOL
CONCENTRACION MINIMA DE GLICOL
UN CONTACTOR NO ES UNA CELDA. EXPERIMENTOS HAN DEMOSTRADO QUE EL PTO DE ROCIO ES 10-15 oF SUPERIOR AL IDEAL. ESTO SE CONOCE COMO “APPROACH”
1. SE DETERMINA EL CONTENIDO DE AGUA Y PTO DE ROCIO DE SALIDA DEL GAS
2. SE SUSTRAE EL “APPROACH”. SE OBTIENE Trocio REQUERIDO
3. SE ENTRA A LA GRAFICA CON T rocío de (2) Y T contactor
4. SE ESTABLECE MINIMA CONCENTRACION GLICOL POBRE
CONCENTRACION MINIMA DE GLICOL
98,5 % ES LA MAXIMA CONCENTRACION DE TEG EN REGENERACION CONVENCIONAL A Patm - 400 oF.
PARA > % wt, CONSIDERE VACIO, STRIPPING U OTROS
SI % WT RESULTANTE < 98,5%, CONSIDERE 98,5%
CAUDAL DE CIRCULACION DE TEG
LA MASA DE AGUA A RETIRAR
LA CONCENTRACION DE GLICOL POBRE
EL NUMERO DE ETAPAS DE EQUILIBRIO DEL CONTACTOR
USUALMENTE 2-5 gal/lb agua (ECONOMICO)
ES FUNCION DE :
dLbs
WWW
in
outin
CAUDAL DE CIRCULACION DE TEG
1 ETAPA DE EQUILIBRIO 2 ETAPAS DE EQUILIBRIO
2,5 ETAPAS DE EQUILIBRIO 3 ETAPAS DE EQUILIBRIO
CAUDAL DE CIRCULACION DE TEG
CONCENTRACION DE GLICOL RICO
pobreglicolagua
gasretiradaagua
pobreglicolglicol
pobreglicolglicol
ricoglicol mmm
mwt
%
LAS UNIDADES EN LBS/D O LBS/MMPIE3/D
30 MMPIE3/D ESTÁNDAR DE GAS DE 0,65 G.E. @ 600 PSIA Y 100 OF SERA DESHIDRATADO HASTA 7 LBS/MMPIE3. ESTIME LOS PARÁMETROS REQUERIDOS DE LA PLANTA DE GLICOL
DISEÑO DEL PROCESO
Concentración de glicol:
A 600 psia @ 100 oF, el gas saturado contiene 90 lbs/MMpie3
7 lbs/MM → 24 oF de punto de rocio @ 600 psia
Se supone 10 oF “Approach” → Punto de rocio : 14 oF
Se lee concentración de glicol @ 100 oF Tcontactor→ 98,8 % wt
DISEÑO DEL PROCESO
TASA DE CIRCULACION
A 600 psia @ 100 oF, GAS → 90 lbs/MMpie3
922,090790
in
outin
WWW
CONVENIENTE LA MENOR TASA POSIBLE: 3 gal TEG/lb agua
Para dos (2) etapas de equilibrio
gpmdd
MMpieMMpielbs
lbgalgpm agua
agua
TEG 2,5min1440
13079033
3
min
72,12490330790 3
lbsdlbs
dMMpie
MMpielbsmretirada
CONCENTRACIÓN GLICOL RICO
pobreglicolagua
gasretiradaagua
pobreglicolglicol
pobreglicolglicol
ricoglicol mmm
mwt
%
DISEÑO DEL PROCESO
gallbs
gallb
gallb
pobreglicol 32,928,8012,034,9988,0
min9,47988,032,9
min2,5 lbs
gallbsgalm
pobreglicolglicol
min58,0012,032,9
min2,5 lbs
gallbsgalm
pobreaguaglicol
%4,9510058,072,19,47
9,47%
ricoglicolwt
gallbs
gallb
gallb
ricoglicol 29,928,8046,034,9954,0
gpmlb
gallbslbslbsgpmricoglicol 40,5
29,91
min58,0
min72,1
min9,47
DISEÑO DEL PROCESO
LC
LC
PC
30 MMPCND
100 oF
600 psi
90 lbs/MM
GLICOL POBRE
GLICOL RICO
ACUMULADOR
VAPOR DE AGUA
7 lbs/MM
115 oF
5,2 gpm
98,9 % TEG
400 oF, 15 psia
5,2 gpm
Max 150 oF 605 psia
5,4 gpm
100 oF
600 psia,
95,4% TEG
5,4 gpm
60 psia
LOS EQUIPOS: EL CONTACTOR
LC
LC
EL CONTACTOR: DIMENSIONES
L
D
6 pie
tr
EFICIENCIA DE ETAPAS (+/-):25 – 30% EN PLATOS
60 pulg (1.5 m) / ETAPA TEORICA (Relleno)
24 pulg V
VLMAX KV
DIAMETRO
30 MMPIE3/D ESTÁNDAR DE GAS DE 0,65 G.E. @ 600 PSIA Y 100 OF SERA DESHIDRATADO HASTA 7 LBS/MMPIE3. ESTIME LOS PARÁMETROS REQUERIDOS DE LA PLANTA DE GLICOL. DIMENSIONE LA COLUMNA.
ALTURA
2 ETAPAS @ 25%→ 8 PLATOS @ 24”/plato→16 pie
RELLENO: 2 etapas x 60 pulg → 120 pulg → 10 pie
DIAMETROS
EL CONTACTOR: DIMENSIONES
spieKV
V
VLMAX 93,0
229,6916,0
spie
segd
lbspie
lbmollbs
stdpielbmol
dstdMMpieQgas
33
3
36
6,8864001
22965,0
5,37911030
EL CONTACTOR: DIMENSIONES
lg484,34
24,92
2
max
pupieddpieVQ
A gas
SI CONSIDERAMOS RELLENO:
spieKV
V
VLMAX 74,1
229,6930,0
lg365,24
91,42
2
max
pupieddpieVQ
A gas
EL CONTACTOR: PROBLEMAS
SGTSNTPK
28
ΔP Caída de presión a través de sección, psiNT Numero de platosTS Espaciamiento de platos, pulgSG Gravedad especifica prom. liquido desaireado
K0,18-0,25 Plato cerca de mejor eficiencia0,35-0,40 Arrastre y alta espuma
> 0,5 Inundación totalmente desarrollada0,10 – 0,12 Baja eficiencia debido a lloriqueo
0-0,10 No hay nivel de liquido, y los platos probablemente reposan en el fondo de la columna
LC
LC
DIAMETRO DEL CONTACTOR CRITICO → BAJA CARGA DE LIQUIDO
ESPUMA AFECTA EL RENDIMIENTO Y EFICACIA
T GLICOL POBRE ↑ Y AROMATICOS ↑ ESPUMA
LOS PLATOS SE ENSUCIAN→FLOODING (INUNDACION)
EL CONTACTOR: PROBLEMAS
DOS TIPOS: ARRASTRE Y EVAPORACION
EVAPORACION ↓ SI Tgas < 120 oF. TIPICAMENTE 0,1 gal/MMpie3
ARRASTRE AFECTADO POR ESPUMA: INYECCION DE ANTIESPUMANTE
PERDIDAS DE GLICOL
EL INTERCAMBIADOR DE CALOR
EFECTO IMPORTANTE EN LA CARGA REQUERIDA DEL REBOILER
EL ENFRIADOR DE GLICOL PUEDE NO SER NECESARIO EN UNIDADES PEQUEÑAS
Glicol pobre del reboiler: 400 oF
Glicol pobre al enfriador: max: 140-150 oF
Glicol rico de columna: Tgas
Glicol al trifásico y reboiler:
Approach Típico: 30-40 oF
EL SEPARADOR TRIFASICO
LC
EL GLICOL ABSORBE 1 scf/gal glicol @ 1000 psia, 100 oF
Poper: 40-75 psia
3-5 MINUTOS PARA DEGASIFICACION
20-30 MINUTOS PARA REMOCION DE HIDROCARBUROS
PC
EL REGENERADOR
COLUMNA RELLENO SIN REFLUJO
CALOR APROXIMADO
5,04lg glicolgpmpud
glicolgpmhrBtuQ
601500
hrlb
lbbtuLHV
hrbtuq
ma
fuel
DENSIDAD CALORICA:
8000 Btu/hr-pie2 máximo
6000 Btu/hr-pie2 recomendado
10000 Btu/hr-pie2 quemador
2600 o
F2000 o
F
1400 o
F 1100 o
F
900 o
F
430 o
F420 o
F
410 o
F 406 o
F
EL REGENERADOR
2
2
pie
piehrbtuhrbtuq
Areaa
serpentin
Glicol
Tubo de fuego
Gas Combustible
AGOTAMIENTO CON VAPOR
REDUCE PRESIÓN PARCIAL. INCREMENTA CONCENTRACIÓN
Gas Combustible
Solvente de despojamiento
Agua
DRIZO
SOLVENTE EN CIRCUITO CERRADO C5-C8: EXTRAE AROMÁTICOS.
99,99% CONCENTRACIÓN
EL REGENERADOR: OPCIONES DE REGENERACION
Gas Combustible
Glicol rico
COLDFINGER
AL CONDENSAR VAPOR DE AGUA EN EL ACUMULADOR, SE REDUCE % AGUA EN VAPOR Y SE LIBERA AGUA DEL GLICOL POBRE, INCREMENTANDO % DE GLICOL
99,9% CONCENTRACIÓN
EL REGENERADOR: OPCIONES DE REGENERACION
GLICOL TEMPERATURA
EG 165 oC – 329 oF
DEG 164 oC – 328 oF
TEG 206 oC – 404 oF
TREG 238 oC – 460 oF
T DESCOMPOSICION
EL REGENERADOR: OPCIONES DE REGENERACION
GAS STRIPPING
Proceso Concentración TEG (% wt)
Depresión de Pto Rocío al Agua Posible (oF)
Vacío 99,2 – 99,9 100 - 150
Stripping Gas 99,2 – 99,97 100 - 150
COLDFINGERTM 99,9 100 - 150
DRIZOTM 99,99 + 180 - 220
EL REGENERADOR: OPCIONES DE REGENERACION
LA BOMBA DE GLICOL
ALTERNATIVA
DOSIFICADORAS
CENTRIFUGA MULTIETAPA O ALTA VELOCIDAD O
EQUILIBRIO: TEMPERATURA DEL REHERVIDOR (CONCENTRACIÓN), TEMPERATURA DEL ABSORBEDOR
CAPACIDAD: BOMBA DE GLICOL, VOLUMEN ACTUAL DE GAS, CONDICIÓN FÍSICA DEL ABSORBEDOR TAPONAMIENTO: PRESENCIA DE CONTAMINANTES
PROBLEMAS OPERACIONALES
LA MAYORIA DE LAS LIMITACIONES EN PLANTAS DE GLICOL SE ASOCIAN A:
ESPUMA
DEGRADACION DEL GLICOL
TEMPERATURA DEL GLICOL A ABSORCION
TAPONAMIENTO CON SALES DE LA COLUMNA REGENERADORA
DISEÑO DE LA COLUMNA ABSORBEDORA
PERDIDA DEL GLICOL POR PICADURAS EN HX O SERPENTIN DEL REGENERADOR
PERDIDA DE GLICOL POR SELLOS
AROMATICOS
PROBLEMAS OPERACIONALES
ESPUMA
ABSORCION DE AROMATICOS O COMPUESTOS DE AZUFRE
ARRASTRE DE LIQUIDOS
PRODUCTOS DE CORROSION
GENERADA POR:
CONSIDERAR:
DISTANCIA ENTRE PLATOS
INYECCION DE ANTIESPUMANTE → OJO CON SOBREDOSIFICACION Y PRODUCTO ADECUADO
EXPOSICION DEL GLICOL AL OXIGENO
ALTA TEMPERATURA REGENERACION > 400 oF
Ph ↓ HIDRÓLISIS DE SALES
COMPUESTOS DE AZUFRE ABSORBIDOS EN GLICOL
GENERADA POR:
CONSIDERAR:
FILTRACION 100 %
INERTIZACION CON GAS EN TANQUES
INYECCION DE TRIETANOLAMINA
DEGRADACION
PERDIDAS DE GLICOL
TEMPERATURA ALTA: TEMPERATURA BAJA:
ABSORCION DE PESADOS
TEMPERATURA AL ABSORBEDOR
CONSIDERAR:
ΔT glicol-gas = 15 oF
ALEJAR GAS DE PTO DE ROCIO
ADICIONAR AREA DE INTERCAMBIO DE CALOR
TAPONAMIENTO POR SALES
ARRASTRE DE FLUIDOS DE PRODUCCION CON SALES (NaCl)
GENERADA POR:
EFECTOS
TAPONAMIENTO DE PLATOS Y EMPAQUES, DEPOSITOS EN TUBOS DEL REHERVIDOR
Ph
CONSIDERAR:
MEJORAR SEPARACION AGUAS ARRIBA