Estabilizacion de Condensado

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Universidad Autónoma Juan Misael Saracho Ingeniería de Petróleo y Gas Natural ESTABILIZACION DE CONDENSADO 1.-PROCESO DE ESTABILIZACION Es un proceso que es parte del tratamiento de los hidrocarburos (gas-petróleo), este sistema al igual que los separadores da una mejor separación entre fases, su prioridad es de bajar la presión de vapor de componentes livianos sobre componentes pesados. Una vez extraído del yacimiento, el gas natural debe ser procesado antes de que pueda ser transportado y vendido como combustible. El objetivo principal del procesamiento es el enriquecimiento del gas en sus componentes más livianos (metano, etano) mediante la eliminación de los hidrocarburos más pesados y la humedad, además de trazas de compuestos causantes de problemas de corrosión durante el transporte (gases ácidos : H2S y CO2 1.1.-Objetivos del sistema de estabilización: Eliminar componentes livianos Controlar la presión de vapor del condensado (gasolina) Cumplir especificaciones de transporte de condensado Garantizar la obtención de la fase gas sin pérdida de los componentes comerciales TORRE DE ESTABILIZACION INTERCAMBIADORES (Reboiler) SISITEMA DE CONDENSADOR ESTABILIZACION ACUMULADOR Procesos del Gas Natural I 1

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ESTABILIZACION DE CONDENSADO

Universidad Autnoma Juan Misael Saracho

Ingeniera de Petrleo y Gas Natural

estabilizacion de condensado

1.-Proceso de estabilizacion

Es un proceso que es parte del tratamiento de los hidrocarburos (gas-petrleo), este sistema al igual que los separadores da una mejor separacin entre fases, su prioridad es de bajar la presin de vapor de componentes livianos sobre componentes pesados.

Una vez extrado del yacimiento, el gas natural debe ser procesado antes de que pueda ser transportado y vendido como combustible. El objetivo principal del procesamiento es el enriquecimiento del gas en sus componentes ms livianos (metano, etano) mediante la eliminacin de los hidrocarburos ms pesados y la humedad, adems de trazas de compuestos causantes de

problemas de corrosin durante el transporte (gases cidos : H2S y CO21.1.-Objetivos del sistema de estabilizacin:

Eliminar componentes livianos

Controlar la presin de vapor del condensado (gasolina)

Cumplir especificaciones de transporte de condensado Garantizar la obtencin de la fase gas sin prdida de los componentes comerciales

TORRE DE ESTABILIZACION

INTERCAMBIADORES (Reboiler)

SISITEMA DE CONDENSADOR

ESTABILIZACION ACUMULADOR

BOMBA DE REFLUJO

COOLERS (Enfriadores)

2.- torre de estabilizacionUn estabilizador es una columna de fraccionamiento, diseada para separar selectivamente las partes livianas y pesadas.La torre tiene la forma de un cilindro vertical, alto y de gran dimetro, que suelen configurar el entorno de una planta separadora de gas. Est diseada para extraer del gas natural los diferentes componentes lquidos condensados, es decir la separacin de los integrantes ms livianos de la cadena de hidrocarburos. En el respectivo proceso al comienzo saldr los ms livianos y, progresivamente, los pesados; hasta dejar los condensados que ya no aceptan mayores cortes.

El diseo de una torre comienza con la indagatoria a fondo del fluido que se va a procesar.

2.1.- En el interior de la torre se tiene:

1. Una presin ms o menos estable en toda su longitud.

2. La nica diferencia de presin que hay entre el tope y el fondo es debido al peso propio de los fluidos.

3. La temperatura del tope es mucho ms baja que la del fondo de la torre. 3.- FRACCIONAMIENTO DENTRO DE LA TORRE:

Una presin ms o menos estable en toda su longitud.

La nica diferencia de presin que hay entre el tope y el fondo es debido al peso propio de los fluidos.

La temperatura del tope es mucho ms baja que la del fondo de la torre.

La zona superior se llena de lquido gracias al reflujo, tambin en estado lquido, que entra al primer plato para completar la operacin.

As que, todos los platos de la torre estarn llenos de lquido y, al entrar en contacto con los vapores que suben, garantizarn el equilibrio termodinmico en cada una de las etapas

3.1.- Comportamiento de un plato de burbujeo

La zona superior se llena de lquido gracias al reflujo, tambin en estado lquido, que entra al primer plato para completar la operacin.as que, todos los platos de la torre estarn llenos de lquido y, al entrar en contacto con los vapores que suben, garantizarn el equilibrio termodinmico en cada una de las etapas.4.- proceso de estabilizacin dentro de la torre

Despus de un proceso el condensado del gas pasa posteriormente a la torre estabilizadora con el fin de separar los gases ms livianos de los condensados.

Esta torre es un tipo de fraccionadora con o sin reflujo de cabeza, y un calentamiento de fondo por circulacin a travs de los hornos, con lo que se logra el calor necesario para la estabilizacin. Por la cabeza de la estabilizadora se obtiene una corriente gaseosa caliente que circulan a travs de un enfriador, condensndose los compuestos pesados, para luego ser bombeados desde el acumulador o tanque de reflujo, nuevamente a la torre. La parte liviana en forma de gas, es desalojada para reunirse con el gas destinado al resto del Proceso.

La torre tiene una presin ms o menos estable en toda su longitud. La nica diferencia de presin que hay entre el tope y el fondo es debido al peso propio de los fluidos. En cambio la temperatura del tope es mucho ms baja que la del fondo de la torre. Aqu est la clave de la separacin.

Por ejemplo imaginemos que colocamos una porcin de gasolina en un recipiente abierto, de inmediato se empezarn a desprender los componentes ms voltiles y, obviamente, los vapores empezarn a ascender.

Se debe calcular, para una determinada composicin del fluido y, a una presin determinada, cul debe ser la temperatura a la cual se empieza a evaporar el fluido, es decir los lquidos condensados. As, al conocer la presin de la torre en el sitio donde se introduce la alimentacin, se determine la temperatura a la cual se debe introducir el fluido, para asegurarse de que entre en estado lquido y prximo a empezar la evaporacin.

La columna estabilizadora est llena con una serie de platos igualmente distanciados entre el tope y el fondo, de tal manera que los lquidos vayan cayendo, de uno a otro plato, hasta llegar al fondo. Obviamente, en cada uno de esos recipientes habr burbujeo y desprendimiento de la porcin ms voltil. Por cuanto hay lquidos que entran a la torre de manera continua a la altura del plato de carga, ubicado en su zona media, los platos de burbujeo estarn siempre llenos y existir en equilibrio una porcin de vapor que, desde cada plato, asciende hacia el tope, as como, una porcin de lquidos que baja hasta el fondo de la columna.

La zona superior se llena de lquido gracias al reflujo, tambin en estado lquido, que entra al primer plato para completar la operacin. As que, con este aporte, todos los platos de la torre estarn llenos de lquido y, al entrar en contacto con los vapores que suben, garantizarn el equilibrio termodinmico en cada una de las etapas o platos de burbujeo.

Cuando el fluido rebosa el plato de entrada (plato de alimentacin) y cae al sector inmediatamente inferior, se empieza a evaporar porque consigue temperaturas ms altas y, finalmente, el que llega al plato del fondo de la torre, tambin estar a su punto de burbujeo, pero ya en estado lquido.

Si ahora recordamos que la temperatura del fondo es la ms alta, con respecto al tope, ser fcil entender que, dentro de la torre, existe un gradiente de temperatura. Es decir que, desde el tope hacia el fondo, la temperatura en cada plato es cada vez ms alta. Eso permite que los fluidos de acuerdo a su volatilidad se vayan evaporando a medida que descienden.

Es fcil aceptar que las porciones ms pesadas (lquidos condensados) necesiten de mayor temperatura para evaporarse. De esa manera la torre ir estratificando los fluidos en funcin de sus respectivos puntos de burbujeo. Los ms pesados (condensado estabilizado) hacia el fondo y los ms livianos (gas de cabeza) en los platos del tope.

El condensado del pie de torre pasa a un calentador (reboiler) donde se eleva su temperatura para retornar la torre. Finalmente el hidrocarburo lquido estabilizado depositado en el fondo de la torre, es descargado a travs de un intercambiador (intercambiando con el producto de entrada a la torre) hacia un enfriador, y el tanque de almacenaje.

Es decir cuando se trata de una columna fraccionadora, la parte liviana se ir al tope de la torre mientras que la porcin pesada quedar en el fondo.

5.- INTERCAMBIADOR DE CALOR (REBOILER) Un reboiler o rehervidor es un intercambiador de calor que se emplea para calentar el lquido de inters.

Normalmente se emplea vapor de agua como flujo que cede calor al fluido a calentar. Este se hace pasar por los tubos y la temperatura de salida de la corriente de lquido al que se ha transferido calor se suele controlar con una sonda.

El caudal de vapor se regular en funcin de que la temperatura sea inferior o superior a la deseada.

En las torres de destilacin, los reboiler se sitan en los fondos para calentar la mezcla lquida que va a ser destilada.5.1.- TIPOS INTERCAMBIADORES DE CALORLa construccin general de los intercambiadores de carcasa y tubos consiste en un haz de tubos paralelos dentro de una carcasa o coraza. Uno de los fluidos pasa por el carcasa (por fuera de los tubos) y el otro dentro de los tubos. Los cabezales extremos del intercambiador pueden estar construidos para que haya varias pasadas en el lado de los tubos.

Tambin se pueden tener varias pasadas en el lado de la carcasa instalando en el interior de ste unos deflectores paralelos a los tubos.

Estos deflectores se pueden colocar, as mismo, perpendiculares a los tubos dentro de cada pasada para dirigir contra estos al fluido del casco.

La finalidad de que haya ms de una pasada es controlar la velocidad del fluido en los tubos y la carcasa y poder aproximarse con ms exactitud a la temperatura entre los dos fluidos.

Los equipos de carcasa y tubos son compactos y eficientes. Sus altas velocidades mejoran la velocidad de transferencia del calor

5.2.- Partes del intercambiador de calor

1. Carcasa

2. Conduccin de salida de carcasa (vapor)

3. Chapas antiarrastre

4. Espacio de separacin de vapores

5. Conduccin de entrada a la cabeza

6. Particin de la cabeza

7. Conduccin de

8. Haz de tubos

9. Conduccin interna de la carcasa

10. Platos de soporte de tubos

11. Tubos en u de retorno

12. Tabique transversal

13. Conduccin externa de la carcasa

14. Seccin de almacenamiento del lquido salida de la cabeza.

5.3.- Limpieza y mantenimiento de los intercambiadores Cuando se producen incrustaciones en los intercambiadores se hace muy notable la cada de presin y la reduccin de transferencia de calor. Por este motivo todo intercambiador en que ocurra esto de ser limpiado peridicamente.

Para la limpieza exterior de los tubos se usan varios mtodos:

Se pueden taladrar mecnicamente los interiores de los tubos y limpiar el exterior con aire de presin y por lavado.

Se puede calentar el haz de tubos en un bao de gasoil caliente de sosa castica.

Haciendo circular por l cido inhibido.

Se puede limpiar el haz de tubos por chorreado de arena seca.

Para la limpieza interior:

Quitar las tapas sin la extraccin el haz tubular y la suciedad se elimina con la ayuda de un latiguillo que expulsa el agua a una presin 80- 100 kg/ cm2.

6.- variables de proceso PRESION DE VAPOR

La propiedad principal relacionada con la estabilizacin es la presin de vapor( esta) esta se debe al movimiento de las molculas del gas.

El metano tiene una presin de vapor ms alta que cualquier hidrocarburo por eso ejerce una presin dentro de un separador.

El movimiento molecular de los hidrocarburos con ocho o ms tomos de carbono es muy lento, por lo que ejercen presiones pequeas dentro de un separador

La presin de vapor se incrementa cuando la temperatura se eleva.

Una mezcla de hidrocarburo a una presin vapor menor que la presin atmosfrica puede entrar a un tanque atmosfrico sin que ocurra la vaporizacin.

PRESION DE VAPOR REID

Es el procedimiento de prueba para determinar la presin de vapor de condensados, gasolinas, aceite crudo y otros productos del petrleo que se almacenan en tanques atmosfricos.

El objetivo de la prueba PVR fue proporcionar un medio para determinar si un hidrocarburo liquido almacenado en un tanque atmosfrico, vaporiza o no cuando su temperatura se eleva a 100F esta cantidad se selecciono como una temperatura probable para el tanque de almacenamiento.

7.- SISTEMA DE ACEITE CALIENTEEl sistema de aceite caliente consta de:

Tanque de almacenamiento

Bombas de aceite caliente

Hornos de calentamiento

El aceite caliente se usa como fuente de calor para los intercambiadores de calor de la torre estabilizadora, el estabilizador de condensado. El aceite caliente es un hidrocarburo lquido formulado especialmente para este tipo de servicio.

El aceite caliente es conducido desde cada uno de los equipos y/o procesos mencionados con anterioridad hacia el tanque de almacenamiento de aceite caliente a una temperatura aproximada de 150 a 180 C, cuya presin de almacenamiento ser de 0.5 a 1.0 Bar. El tanque de almacenamiento y el sistema de aceite caliente estn protegidos de la sobrepresin por vlvulas de alivio (en caso de fuga de un tubo de uno o ms de los equipos y/o procesos usuarios).

El aceite caliente se bombea desde el tanque de almacenamiento hacia los hornos calentadores de aceite donde, al pasar a travs de tuberas que son calentadas por fuego directo, adquiere una temperatura de aproximadamente 260 C.

Los sistemas de seguridad para el horno calentador de aceite y el sistema completo estn diseados conforme a los cdigos y las normas aplicables de API, ASME e ISA. Desde el horno calentador, el aceite caliente fluye hacia el

rea de proceso donde sea necesario suministrar calor a los equipos de proceso y luego de su paso por estos equipos y/o procesos vuelve al tanque de almacenamiento de aceite para iniciar nuevamente el ciclo, a travs de un colector de retorno.

8.- TRASPORTE DEL CONDENSADO ESTABILIZADO

El condensado ya estabilizado se lo transporta en ductos hacia una refinera para su respectivo refinamiento entre entre sus productos estara el propano que se vendera en garrafas en estado puro. Este producto tambin se puede utilizar en sustitucin de la gasolina de motor. Algunas veces se prepara una mezcla de propano y butano para venderlo como GLP. La produccin de los pozos de un campo (gas y condensado combinado) se transporta a las plantas de produccin o de proceso mediante las lneas de flujo que se construyen para este efecto. Las lneas de flujo oscilan en dimetro desde 2 y 3 (pulgadas) para petrleo crudo y hasta 4 y 6 para gas condensado. Las lneas de transmisin de gas van desde 68 hasta 24-28-32-36. Los oleoductos con condensado varan entre 6 y 12.

En Bolivia los gasoductos y oleoductos se construyen de acuerdo a las normas ASME (American Society of Mechanical Engineers), B31-8 para gasoductos y B-31-4 para oleoductos adoptadas como estndar de construccin La gasolina blanca tiene mltiples usos, pero, se convierte en gasolina de motor al mezclarla tetraetilo de plomo o MTBE (metil-ter-butil-ter). De esa manera habremos satisfecho la demanda de productos energticos de uso comn en el mercado internacionalPAGE 8Procesos del Gas Natural I