Evaluacion de las reglas de oro de los manuales de diseño de sistemas de endulzamiento

7/25/2019 Evaluacion de las reglas de oro de los manuales de diseo de sistemas de endulzamiento

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Universidad de Oriente

Ncleo de Anzotegui

Escuela de Ingeniera y Ciencias Aplicadas

reas Especiales de Grado

Reinaci!n del Gas Natural

E"A#UACI$N %E #A E'I(I#I%A% %E #A) CUA*RO +RINCI+A#E) REG#A) %EORO %E #O) ,ANUA#E) %E O+ERACI$N - %I)E.O %E UNA +#AN*A %E

EN%U#/A,IEN*O CON A,INA)0

+resentado por1

#!pez2 3u4elia

,orales2 %iana

Rivero2 ngel

)ecci!n1 56

+roesor1

Rond!n2 3os7

+uerto #a Cruz2 3ulio 65890


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NDICE GENERAL

:N%ICE GENERA#000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000006

:N%ICE %E &IGURA)000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000;

:N%ICE %E *A(#A)00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 9

CA+:*U#O I E# +RO(#E,A0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 etivos Especicos0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000=

CA+:*U#O II ,ARCO *E$RICO000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000?

608 El gas natural y sus i@purezas00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000?

606 Clasiicaci!n del gas natural en unci!n de la co@posici!n00000000000000000000000000000000000086

60 Consecuencia de la presencia de gases cidos000000000000000000000000000000000000000000000000000008;

60; +ro4le@as Bue ocasiona la presencia de gases cidos00000000000000000000000000000000000008;

609 Eli@inaci!n de las i@purezas del gas natural00000000000000000000000000000000000000000000000000000000089

60< +roceso de endulza@iento del gas natural000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000089

60 )elecci!n de un proceso de endulza@iento00000000000000000000000000000000000000000000000000000008os niveles dee@isi!n Hacen Bue no alcancen concentraciones daFinas0

). %isuluro de Car4ono QC)634 En estado puro es un lBuido incoloro2 es unco@puesto voltil y @uy cil@ente inla@a4le0 *iene un color caracterstico Buee@peora si esta i@puro2 se Hidroliza en or@a parcial o total li4erando suluro deHidr!geno0 )e @ezcla co@pleta@ente con la @ayor parte de los disolventesorgnicos0 )e o4tiene por reacci!n directa de los ele@entos azure y car4ono a

una te@peratura de =55 a 8555C2 ta@4i7n se or@a en algunos en condicionesanaer!4icas0

#a eposici!n prolongada de vapores de este co@ponente2 lleva a snto@as deintoicaci!n2 Bue puede llevar al individuo Hasta el des@ayo total0 #a intoicaci!n cr!nicaproduce uertes dolores de ca4eza2 co@o ta@4i7n la p7rdida del sueFo0 Es unco@puestos con alto grado de toicidad2 en la industria de los Hidrocar4uros participa enor@a activa2 en la gran @ayora de los proceso de corrosi!n2 causando un gravepro4le@a de i@pacto a@4iental0

*. #os ,ercaptanos QRJ)1 Estos son co@puesto orgnico Bue contiene el

grupoQJ)2 lla@ado grupo Qtiol o )ulHidrilo0 #os @ercaptanos son anlogos delos alcoHoles y los enoles0 En los @ercaptanos el grupo Q)J Ha sido sustituido0#os @ercaptanos son co@puestos Bue tienen su origen en los co@puestosazurados2 ta@4i7n reci4en el no@4re de tioles0 Estos2 co@ponentes suelendesarrollarse a partir del suluro de Hidr!geno0 El suluro de Hidr!geno se produceen or@a natural2 aHora si no se esta4lecen clara@ente las cantidades necesarias2en lugar de producir suluro de Hidr!geno se puede o4tener un @ercaptano


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5. El ,ercurio QJg1 es un @etal 4rillante color plata2 Bue a te@peratura a@4iente seencuentra en estado lBuido1 su te@peratura de usi!n es de Q=2 ?C y sute@peratura de e4ullici!n es 92C0 )u peso especico es 82< gc@ Q5C0,ercurio @etlico de4ido a su alta presi!n de vapor Q8


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Hay etre@ar las precauciones cuando se tra4a>a con este co@ponente2 ya Buepuede causar graves pro4le@as de salud2 yo a@4iental0

&unda@entado en estas deiniciones se puede sa4er por Bu7 algunas de las i@purezasdel gas natural son de carcter cido0 En este caso la deinici!n de gas cido se reiere ala presencia de )uluro de Jidr!geno QJ6) y %i!ido de Car4ono QC560 Otrosco@ponentes de naturaleza cida son el )uluro de Car4onillo QCO)2 el cual es unco@puesto inesta4le corrosivo y t!ico2 Bue por lo general se desco@pone en QJ 6) yQC560

2.7 C!%e'+e!'i# e $# &"e%e!'i# e *#%e% 8'i%.Una de las principales consecuencia de la presencia de los gases cidos en el gasnatural es la corrosi!n0 +roceso2 Bue ocurre principal@ente por la presencia de suluro deHidr!geno QJ6)2 y di!ido de car4ono QC560 Ade@s de la presencia de agua QJ650Estos co@ponentes provocan corrosi!n dentro de cualBuier instalaci!n0 )o4re todo si

es una tu4era de acero2 en la cual predo@ina el Hierro en or@a @etlica Q&e0 Esta noes la or@a natural del Hierro2 tal co@o las or@as naturales son la &errosa Q&e W6 y&7rrica Q&eW0 #uego co@o es natural al 4uscar el Hierro su or@a natural se producecorrosi!n2 reacci!n Bue es catalizada2 por la presencia de gases cidos y agua2 Bueor@an productos alta@ente corrosivos2 Bue pueden provocar graves pro4le@asoperacionales al proceso de endulza@iento del gas natural2 co@o ta@4i7n a otrosprocesos de trata@ientos2 donde se est7n utilizando @aterial de aceros u otros@ateriales propensos a la corrosi!n0

2.9 P"b$e-#% :+e '#%i!# $# &"e%e!'i# e *#%e% 8'i%.Entre los pro4le@as Bue se pueden tener por la presencia de QJ 6) y QCO6 en un gas

natural se pueden @encionar1

#. *oicidad del QJ6)0b. Corrosi!n por la presencia de QJ6) y QCO60 Cuando el gas natural es so@etido

al proceso criog7nico es necesario re@over total@ente el di!ido de car4ono2 yaBue de lo contrario se solidiicara en el proceso0 El QJ6) y QCO6 provocancorrosi!n dentro de cualBuier instalaci!n0 )o4re todo si es una tu4era de acero2en la cual predo@ina el Hierro en or@a @etlica Q&e0 Esta no es la or@a naturaldel Hierro2 tal co@o las or@as naturales son la &errosa Q&eW6 y &7rrica Q&eW0#uego co@o es natural al 4uscar el Hierro su or@a natural se produce corrosi!n2reacci!n Bue es catalizada2 por la presencia de gases cidos y agua2 Bue or@an

productos alta@ente corrosivos2 Bue pueden provocar graves pro4le@asoperacionales al proceso de endulza@iento del gas natural2 co@o ta@4i7n a otrosprocesos de trata@ientos2 donde se est7n utilizando @aterial de aceros u otros@ateriales propensos a la corrosi!n0

'. En la co@4usti!n del gas natural se puede or@ar %i!ido de Azure Q)O6 Bue esta@4i7n alta@ente t!ico y corrosivo0

. %is@inuci!n del poder calorico del gas0e. +ro@oci!n de la or@aci!n de Hidratos0


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En general2 se puede seFalar Bue las corrientes con alta relaci!n de J6)C56son @enoscorrosivas Bue las relaciones @enores0 #a te@peratura del proceso y la altaconcentraci!n del J6) Hacen Bue la velocidad de la reacci!n de corrosi!n sea alta0 #are@oci!n del QJ6)2 @ediante el proceso de endulza@iento2 se Hace necesaria para

reducir la corrosi!n en las instalaciones de @ane>o2 procesa@iento y transporte de gas0+or otra parte2 la naturaleza t!ica de este conta@inante o4liga a eli@inarlo por razonesde seguridad para la salud y el @edio a@4iente2 co@o ta@4i7n por la i@portancia derecuperar el Azure0

2.; E$i-i!#'i6! e $#% i-&+"e#% e$ *#% !#t+"#$.#as corrientes de gas natural poseen2 i@purezas o conta@inantes Estas sustancias son@uy indesea4les y de4en eli@inarse de la corriente del gas natural antes de suco@ercializaci!n0 #as Nor@as de Calidad del gas0 #os procesos para eli@inar lassustancias cidas del gas natural se conocen co@o procesos de endulza@iento del gasnatural2 y se realizan utilizando algn a4sor4ente de las sustancias cidas0 Estos

procesos de4en lograr Bue las corrientes de gases tratadas cu@plan con las Nor@as deCalidad del gas natural co@ercial en cuanto al contenido de CO 6y2 de4en cu@plir con laecono@a del procesoS es decir2 Bue la sustancia a4sor4ente usada pueda serrecuperada y reutilizada en circuito cerrado0 #as principales razones para re@over losconta@inantes del gas natural son1

#. )eguridad del proceso Bue se realiza0b. Control del proceso de corrosi!n0'. Especiicaciones de los productos producidos en un proceso0. I@pedir la or@aci!n de Hidratos0e. %is@inuir los costos del proceso de co@presi!n0

). )atisacer las nor@as de gesti!n a@4iental0*. Evitar el envenena@iento de los catalizadores0

2.< P"'e% e e!+$#-ie!t e$ *#% !#t+"#$.El proceso de endulza@iento del gas natural2 es uno de los proceso de @ayori@portancia2 Bue de4e de ser so@etido el gas natural2 ya Bue el @is@o i@plica lare@oci!n de los gases cidos de la corriente del gas0 Esta re@oci!n puede realizar atrav7s de varios procesos2 co@o lo son la a4sorci!n de los gases cidos2 con solventesBu@icos2 sicos y @itos0 Cuando la a4sorci!n ocurre con solventes Bu@icos2 serealiza una reacci!n Bu@ica entre el solvente y los gases Bue se desea re@over2 luego

este proceso esa regularizado por la esteBuio@etria de la reacci!n2 lo i@portante2 Buedespu7s se tiene Bue aplicar calor para poder resor4er el solvente y eli@inar los gasesde la corriente0 Cuando se Ha4la de solventes Bu@icos es i@posi4le no @encionar a lasa@inas2 tanto pri@arias2 secundarias y terciarias y su selectividad Hacia el di!ido decar4ono o suluro de Hidr!geno0


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2.= Se$e''i6! e +! &"'e% e e!+$#-ie!t.El procedi@iento de selecci!n de un @7todo de endulza@iento tiene una grani@portancia y los actores Bue estn involucrados en la selecci!n del proceso deendulza@iento son1 #a ainidad del solvente o los gases cidos con los Hidrocar4urosS

%egradaci!n de los solventes por la presencia de ogeno o trazas de co@ponentesconta@inantes0- Costos operativos y conia4ilidad del procesoS Condiciones cli@ticas ytoicidad del solvente o reactivo utilizadoS %isposici!n de los su4productos2 los cualesdesde luego no de4en de causar ningn i@pacto a@4iental0 #os actores a tener encuenta para la selecci!n de un @7todo de endulza@iento son1

#. Regulaciones de gases cidos en el @edio a@4iente1 En este se reiere a lascantidades de gases cidos per@itidos en el @edio a@4iente0

b. *ipo y concentraci!n de las i@purezas en el gas cido1 Con el o4>etivo deseleccionar un proceso de alta eiciencia en el proceso de endulza@iento esnecesario tener un preciso conoci@iento de la co@posici!n y concentraci!n del

gas de ali@entaci!n0 Eisten procesos Bue son de alta eiciencia para laeli@inaci!n del %i!ido de Car4ono QC562 @ientras Bue otros lo son para laeli@inaci!n del )uluro de Jidr!geno QJ6) e i@purezas en general0 Esto esnecesario Hacerlo2 ya Bue el QC5) y el QC)62 reaccionan con la Q,EA en or@airreversi4le2 produciendo con ello la degradaci!n de la soluci!n2 y por endedetienen o Hace ineiciente el proceso de endulza@iento0 *a@4i7n la presencia deHidrocar4uros lBuidos y agua son pro4le@ticos para la eiciencia del proceso0Es2 por ello Bue el conoci@iento Bue se tenga del contenido de los gases aeli@inar2 co@o su cantidad per@itida2 es de vital i@portancia2 para seleccionaruno o varios procesos para el endulza@iento del gas natural0

'. *ipo y Co@posici!n de las I@purezas del Gas at"#t#"4+ara una @ayor eiciencia

del proceso de endulza@iento es necesario conocer con un cierto grado deprecisi!n2 el tipo y la concentraci!n de los gases cidos0 *al2 co@o Hay procesosde endulza@ientos Bue son de alta eectividad2 pero en concentraciones 4a>as delos gases cidos0

. Especiicaciones en el gas residual o gas dulce1 En este caso es de grani@portancia sa4er2 donde ser utilizado el gas dulce0 Esto signiica Bue no todoslos procesos de endulza@iento pueden alcanzar las especiicaciones vlidas parala industria0

e. *e@peratura y presi!n del gas cido y del gas dulce1 Cuando el proceso deendulza@iento se realiza con ,EA #a te@peratura del gas de carga vara de 95 a895& y la te@peratura del proceso vara entre 855 y 65&2 con lo cual el QJ 6) sepuede recuperar casi el 855T2 @ientras Bue las presiones varan desdeat@os7rica Hasta 8955 lpc@2 otros actores y proceso son1

80 "olu@en o caudal de gas a ser procesado060 +roceso de corrosi!n00 &racci!n @olar de los Hidrocar4uros en el gas0;0 ReBueri@ientos de selectividad090 Renta4ilidad y Econo@icidad del proceso de endulza@iento0


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2.> Et#% e$ &"'e% e e!+$#-ie!t.Un proceso de endulza@iento se puede decir2 en general2 Bue consta de cinco etapas1

#. Endulza@iento0 %onde se le re@ueve por algn @ecanis@o de contacto el QJ6) yQCO6 al gas0 Esto se realiza en una unidad de endulza@iento y de ella sale el gasli4re de estos conta@inantes2 o al @enos con un contenido de estos igual o porde4a>o de los contenidos acepta4les0

b. Regeneraci!n0 En esta etapa la sustancia Bue re@ovi! los gases cidos seso@ete a un proceso de separaci!n donde se le re@ueve los gases cidos con elin de poderla reciclar para una nueva etapa de endulza@iento0 #os gases Bue sede4en separar son o4via@ente en pri@er lugar el QJ6) y QCO6 pero ta@4i7n esposi4le Bue Haya otros co@puestos sulurados co@o @ercaptanosS suluros decar4onilo y disuluro de car4ono0

'. Recuperaci!n del Azure0 Co@o el QJ6) es un gas alta@ente t!ico y de dicil@ane>o2 es preeri4le convertirlo a azure ele@ental2 esto se Hace en la unidadrecuperadora de azure0 Esta unidad no sie@pre se tiene en los procesos deendulza@iento pero cuando la cantidad de QJ6) es alta se Hace necesaria0 En launidad recuperadora de azure se transor@a del ?5 al ?T del QJ6) en azures!lido o lBuido0 El o4>etivo unda@ental de la unidad recuperadora de azure es latransor@aci!n del QJ6)0

. #i@pieza del gas de cola0 El gas Bue sale de la unidad recuperadora de azurean posee de un a un 85T del QJ6) re@ovido del gas natural y es necesariore@overlo2 dependiendo de la cantidad de QJ6) y las regla@entacionesa@4ientales y de seguridad0 #a unidad de li@pieza del gas de cola continua la

re@oci!n del QJ6) 4ien sea transor@ndolo en azure o envindolo a la unidadrecuperadora de azure0 El gas de cola al salir de la unidad de li@pieza de4econtener solo entre el 8 y 52T del QJ6) re@ovido0 #a unidad de li@pieza del gasde cola solo eistir si eiste unidad recuperadora0

e. Incineraci!n0 AunBue el gas Bue sale de la unidad de li@pieza del gas de cola s!loposee entre el 8 y 52T del QJ6) re@ovido2 aun as no es reco@enda4ledescargarlo a la at@!sera y por eso se enva a una unidad de incineraci!n donde@ediante co@4usti!n el QJ6) es convertido en Q)562 un gas Bue es @enosconta@inante Bue el QJ6) Esta unidad de4e estar en toda planta deendulza@iento0

2.? M@t% +ti$i#% e! e$ e!+$#-ie!t e$ *#% !#t+"#$.

#os @etodos Bue se aplican para re@over J6) y CO6se pueden agrupar en cincocategoras de acuerdo a su tipo y pueden ser desde de@asiado sencillos Hastaco@ple>os dependiendo de si es necesario recuperar o no los gases re@ovidos y el@aterial usado para re@overlos0 En algunos casos no Hay regeneraci!n con reco4ro deazure y en otros si0 #as cinco categoras son1


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A4sorci!n Bu@ica0 Q+rocesos con a@inas y car4onato de potasio0 #aregeneraci!n se Hace con incre@ento de te@peratura y decre@ento de presi!n0

A4sorci!n &sica0 #a regeneraci!n no reBuiere calor0 J4ridos0 Utiliza una @ezcla de solventes Bu@icos y sicos0 El o4>etivo es

aprovecHar las venta>as de los a4sor4entes Bu@icos en cuanto a capacidad parare@over los gases cidos y de los a4sor4entes sicos en cuanto a 4a>osreBueri@ientos de calor para regeneraci!n0

+rocesos de conversi!n directa0 El J6) es convertido directa@ente a azure0 +rocesos de lecHo seco0 El gas agrio se pone en contacto con un s!lido Bue

tiene ainidad por los gases cidos0 )e conocen ta@4i7n co@o procesos deadsorci!n0

Jaciendo reerencia a los procesos de A4sorci!n Bu@ica2 los @is@os se caracterizan

porBue el gas agrio se pone en contacto en contracorriente con una soluci!n en la cualHay una su4stancia Bue reacciona con los gases cidos0 El contacto se realiza en unatorre conocida co@o contactora en la cual la soluci!n entra por la parte superior y el gasentra por la parte inerior0 #as reacciones Bue se presentan entre la soluci!n y los gasescidos son reversi4les y por lo tanto la soluci!n al salir de la torre se enva aregeneraci!n0 #os procesos con a@inas son los @s conocidos de esta categora y luegolos procesos con car4onato0

El punto clave en los procesos de a4sorci!n Bu@ica es Bue la contactora sea operada acondiciones Bue uercen la reacci!n entre los co@ponentes cidos del gas y el solvente

Q4a>as te@peraturas y altas presiones2 y Bue el regenerador sea operado a condicionesBue uercen la reacci!n para li4erar los gases cidos Q4a>as presiones y altaste@peraturas0

%estacando el +roceso con a@inas en particularS el @s antiguo y conocido es el ,EA0En general los procesos con a@inas son los @s usados por su 4uena capacidad dere@oci!n2 4a>o costo y lei4ilidad en el diseFo y operaci!n0 #as alcanolDa@inas @susadas son1 ,onoetanola@ina Q,EA2 %ietanola@ina Q%EA2 *rietanola@ina Q*EA2%iglicola@ina Q%GA2 %iisopropanoDla@ina Q%I+A y ,etildietanola@ina Q,%EA0

#os procesos con a@inas son aplica4les cuando los gases cidos tienen 4a>a presi!nparcial y se reBuieren 4a>as concentraciones del gas cido en el gas de salida Q gasresidual0


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En cuanto a la capacidad relativa de las a@inas en el proceso de endulza@iento2 7sta seto@a con respecto a la de ,EA para a4sor4er J 6)0 #a ,EA tiene la reactividad @s altay por lo tanto la @ayor capacidad para re@over J6)2 ade@s co@o tiene el @enor peso@olecular orece la @ayor capacidad para re@over J6) por unidad de @asa2 lo Bue

i@plica @enores tasas de circulaci!n en una planta de endulza@ientoS de acuerdo con lareacci!n esteBuio@7trica para re@over una @ol de J 6) o CO6se reBuiere un @ol de,EA pero en la prctica se usa alrededor de 52; @oles de ,EA por @ol de J 6) porrazones de control de corrosi!n0 #a ,EA es esta4le Bu@ica@ente y aunBue la tasa dereacci!n con J6) es @ayor Bue con el CO60 El proceso de endulza@iento con la ,EA nose considera selectivo pues ta@4i7n re@ueve el CO60

#a ,EA nor@al@ente es capaz de llevar las concentraciones de J6) y CO6 a los valoreseigidos Otras venta>as adicionales de la ,EA son 4a>a a4sorci!n de Hidrocar4uros locual es i@portante si Hay unidad recuperadora de azure pues estos Hidrocar4urosa4sor4idos se Buedan con el gas cido y ocasionan pro4le@as en la unidad

recuperadora2 y su 4uena ainidad por el J6) y CO6 pero 4a>a por los otros co@puestossulurados0 #a ,EA tiene una desventa>a i@portante y es la alta p7rdida de soluci!nde4ido a Bue posee una presi!n de vapor relativa@ente alta lo Bue ocasiona altasp7rdidas por vaporizaci!n2 y reacciona irreversi4le@ente con algunos co@puestos deazure y car4ono0

#a %EA no es tan reactiva con el J6) co@o la ,EA2 por lo tanto en algunas ocasiones esincapaz de llevar el contenido de J 6) Hasta los niveles reBueridosS pero tiene unaventa>a i@portante con respecto a la ,EA y es Bue las p7rdidas de soluci!n no son tanaltas pues tiene una presi!n de vapor @enor al igual Bue su velocidad de reacci!n conlos co@puestos de car4ono y azure0 *iene capacidad adecuada para re@over QC)5S

QC)6 y QRJ)0 #a a@ina es degrada4le por el CO6y los productos de la reacci!n no sepueden desco@poner en la regeneraci!n0

#as concentraciones en Bue se usan las a@inas para los procesos de endulza@iento songeneral@ente del 89T ++ para la ,EA2 en cantidades de 52 52; @oles por cada @olde J6) a re@over2 y del 65D5 o @s para la %EAS tales concentraciones estn dadaspor peso0 #a esteBuio@etra de la ,EA y la %EA con el J6) y CO6 es la @is@a pero elpeso @olecular de la %EA es 859 y el de la ,EA


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re@over la soluci!n pues el QJ6) y el &e reaccionan y or@an el )uluro &7rrico Q&e6)Bue se deposita so4re la supericie del Hierro y lo protege de la corrosi!n0

#a ,%EA es una a@ina terciaria Bue reacciona lenta@ente con el QC562 por lo cual parare@overlo reBuiere de un @ayor n@ero de etapas de eBuili4rio en la a4sorci!n0 )u@e>or aplicaci!n en la a4sorci!n2 es la re@oci!n selectiva del QJ6)2 cuando los gasescidos estn presentes QJ6) y QC562 esto convierte a la Q,%EA2 en un co@puestoselectivo de alta eectividad2 para re@over al suluro de Hidr!geno0 )i el gas escontactado a presiones suiciente@ente altas Q=55D8555 lpc@2 4a>o ciertas condicionesse puede o4tener un gas con calidad para gasoductos0 #o Bue indica Bue laconcentraci!n del suluro de Hidr!geno2 tiene un valor de 5269 granos de J 6)855 +CN0

2.1 P"&ie#e% F(%i' +(-i'#% e $#% A$'#!$#-i!#%4En las siguientes ta4las se presentan las principales propiedades de las a@inas Bue @sse utilizan en el proceso de endulza@iento del gas natural y una serie de caractersticas

de algunas alcanola@inas utilizadas en el endulza@iento0*a4la 606 +ropiedades sicoDBu@icas de las alcanola@inas

A-i!# MEA DEA MDEA+,Ql4l4@ol


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Algunas plantas de endulza@iento usan @ezclas de glicol y a@inas para desHidrataci!ny desulurizaci!n si@ultneas0 #a soluci!n usada general@ente contiene del 85 al 5Tde ,EA2 del ;9 al =9T ++ de *EG y del 9 al 69T ++ de agua0 Estos procesossi@ultneos son eectivos si las te@peraturas no son @uy altas y la cantidad de agua a

re@over es 4a>a0 #a soluci!n po4re2 sin J6)2 entra a la torre contactora por la partesuperior y el gas cido por la parte ineriorS el gas dulce sale por la parte superior y lasoluci!n rica2 con azure2 sale por la parte inerior de la torre contactora0 #a soluci!n ricase enva a regeneraci!n en la torre regeneradora pero antes de entrar a ella seprecalienta un poco con la soluci!n po4re Bue ya sale del regenerador Hacia la torrecontactora0

En el regenerador la soluci!n rica se calienta y se presenta la @ayor parte de laseparaci!n de a@ina y J6) y CO60 #os gases Bue salen del regenerador se Hacen pasarpor un interca@4iador para enriarlos y lograr condensar la a@ina Bue sali! en estadogaseoso2 luego la @ezcla resultante se lleva a un acu@ulador de relu>o donde el J6) y

CO6 salen co@o gases y la a@ina lBuida se enva a la torre de regeneraci!n0 Elcalenta@iento del regenerador se Hace sacando soluci!n de la torre Haci7ndola pasarpor un interca@4iador de calor para calentarla y regresndola nueva@ente a la torre0 #ostanBues de al@acena@iento y co@pensaci!n de la ,EA2 de4en tener un colcH!n de gaspara evitar Bue esta4lezca contacto con el aire porBue se oida0 En el proceso deregeneraci!n de la a@ina al aplicar calor a la soluci!n rica se reversan las reacciones delsuluro de Hidr!geno J6) y di!ido de car4ono2 CO60

+arte de la soluci!n po4re Bue sale de la colu@na regeneradora2 aproi@ada@ente del 8al T2 se enva al puriicador en el cual se aplica calor para evaporar el agua y la a@inalos cuales co@o vapores salen por la parte superior del recipiente y los co@puestos

esta4les al calor son retenidos en el recipiente y re@ovidos drenando peri!dica@ente elrecipiente0 El puriicador se usa cuando la a@ina es ,EA o %EA0

2.11 P"'e% e e!+$#-ie!t '! #-i!#%.Este proceso se unda@enta 4sica@ente en dos partes0 Una torre contactora y unatorre de regeneraci!n0 #a torre contactora es 4sica@ente una torre a4sor4edora Buecontiene platos0 #a a@ina po4re o regenerada es enriada en un interca@4iador yali@entada a la parte superior de la torre0 #as 4a>as te@peratura avorecen al a4sorci!ndel QJ6)2 pero las @is@as no de4en de ser de@asiados 4a>as2 de tal @anera Bue el gasno or@e condensados lBuidos0

El gas cido Bue contiene QJ6) y QC56 es ali@entado por el ondo de la torre0 #asoluci!n de a@ina a4sor4e los gases cidos y de>a el ondo co@o a@ina rica0 El gasdulce de>a la torre y pasa a trav7s de un tanBue Bue recupera la a@ina Bue es arrastradapor la corriente de4ido a la or@aci!n de espu@a y re4alses0

#a a@ina rica se va al tanBue de ali@entaci!n de la torre regeneradora0 #a presi!n eneste tanBue nor@al@ente es @enor Bue 855 lpc@0 Este tanBue es particular@ente


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i@portante si se tienen contactoras de alta presi!n0 Una segunda unci!n es la deseparar cualBuier Hidrocar4uro lBuido Bue este asociado con la a@ina rica0

#a a@ina rica del tanBue de ali@entaci!n es precalentada por un interca@4iador con loslBuidos del ondo de la regeneradora y despu7s es enviada a los platos del regenerador2el cual es 4sica@ente una torre Bue re@ueve los gases cidos de la a@ina0 #os gasesde ca4eza de la torre pasan a trav7s de un condensador para re@over la @ayor parte delagua del gas cido antes de eli@inarse y el agua condensada es usada co@o relu>o enla torre0 #a a@ina po4re es enriada y enviada al tanBue de surgencia de donde parteuna parte de la a@ina pasa a trav7s de iltros para @antenerla li4re de partculas s!lida

El proceso de endulza@iento del gas natural i@plica una serie de pro4le@asoperacionales2 donde uno de los @s graves es la or@aci!n de espu@a2 lo Bue provocauna 4a>a en la eiciencia del proceso0 Algunos investigadores Han desarrollado un@7todo para @edir la cantidad de espu@a or@ada al 4ur4u>ear la @ezcla gaseosa en la

@ezcla de la %EA y ,%EA #a @ezcla de gases estuvo co@puesta con diversasproporciones de di!ido de car4ono y aire0 )e encontr! una correlaci!n entre la altura yduraci!n de la espu@a or@ada y la tensi!n interacial de la @ezcla #as varia4les derespuesta ueron la altura de la espu@a y el ngulo de contacto del solvente2 losresultados o4tenidos en este tra4a>o per@itirn incre@entar el grado de eiciencia delproceso2 al controlar la or@aci!n de espu@a0 Un incre@ento en la presi!n a trav7s dela4sor4edor indica or@aci!n de espu@a0 Cuando esto ocurre eiste un contacto po4reentre el gas y la soluci!n endulzadora utilizada0 El resultado es una reducci!n en lacapacidad de trata@iento y de la eiciencia del proceso de endulza@iento

#os conta@inantes provenientes de otros trata@ientos pueden ser @ini@izados @ediante

una adecuada separaci!n en la entrada de la planta0 #a presencia de Hidrocar4uroscondensados en el a4sor4edor se evitan tratando de @antener la te@peratura de lasoluci!n po4re2 por lo @enos 85& so4re el punto de roco de los Hidrocar4uros del gas ala salida2 aunBue ta@4i7n se pueden agregar productos antiespu@ante0

En t7r@inos2 generales2 el proceso de endulza@iento con a@inas se puede sustentar enlos siguientes t!picos1

#. A@ina Utilizada4 El tipo de soluci!n de a@ina utilizada en el proceso deendulza@iento depender de la cantidad de gas cido en la corriente de gas0 )i laconcentraci!n de los gases cidos est por de4a>o de 9T en volu@en2 y el caudal

a tratar es @enor a 95 ,,+CN% se reco@ienda utilizar la ,EA0 Cuando el gas atratar proviene de gas de reinera se de4e de usar la %EA2 se puede seFalar Buela selecci!n del solvente @s conveniente est relacionado por la presi!n parcialdel gas cido a la entrada y salida de la planta0

b. Costo de una +lanta de A@ina1 #a planta de endulza@iento con ,EA tiene un@enor costo Bue con otra a@ina2 aHora si el caudal de gas a tratar es @enor Bue69 ,,+CN%2 utilizando ,EA el costo ser todava @enor2 por no reBuerir untanBue de venteo2 co@o se necesita al utilizar otros solventes dierentes a la


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,EA2 y Bue ta@4i7n se utilizan en el proceso de a4sorci!n de los gases cidos dela corriente de gas natural0

'. +unto de Congela@iento de la A@ina1 En cli@as tropicales no se reco@ienda eluso de la %GA2 ya Bue su punto de congela@iento es QD;5C0 ,ientras Bue la

,EA tiene un punto de congela@iento de QOC0En todo caso2 es necesario Hacer resaltar Bue la selecci!n de un proceso deendulza@iento reBuiere de un @inucioso anlisis de las caractersticas del gas Bue seBuiere tratar y de las condicione deseadas para el gas tratado0 %esde2 luego esnecesario Hacer una evaluaci!n de la co@posici!n del gas2 del caudal2 de lascondiciones cli@ticas2 regulaciones a@4ientales0 Cada uno de los par@etrosseFalados interviene directa@ente en el proceso y aecta de @anera dierente a uno uotro tipo de soluci!n0

En cuanto a las "aria4les Bue aectan el control de operaci!n en una planta de a@ina se@encionan las siguientes1

a0 *asa de Circulaci!n de la soluci!n de a@ina1 El consu@o energ7tico esdirecta@ente proporcional a la tasa de circulaci!n de la soluci!n de a@ina0 Estatasa se decide al @o@ento de diseFar la planta2 es posi4le Bue se produzcanca@4ios en el caudal de gas tratado o en la concentraci!n del gas cido Bue llegaa la planta2 pero se @antiene la tasa de circulaci!n0 #os aHorros energ7ticos en laplanta estn relacionados con la reducci!n del caudal de gas tratado2 o con lareducci!n de la concentraci!n de los gases cidos0

40 Carga del Gas Acido1 #a alta de regulaci!n de la carga cida en la soluci!n dea@ina2 puede causar graves pro4le@as de costos energ7ticos al proceso de

endulza@iento0 )e sa4e Bue cada solvente tiene una carga !pti@a de gas cido2esto es en la soluci!n rica y en la po4re2 y es de vital i@portancia conocer 4ienestos valores2 ya Bue estn relacionados con una gran cantidad de varia4les0 #a@ayora de la soluciones de a@ina reBuieren de 5259 a 525= @oles de gas cidototal por @ol de a@ina po4re2 para satisacer las especiicaciones del gas dulce,ientras Bue el contenido total de gas cido en la soluci!n po4re tiene un @i@ode 52582 cantidades @ayores indicar @ayores costos energ7ticos y corrosi!n0

c0 %eter@inaci!n de la carga cida1 El eBuipo Bue se utiliza para deter@inar la cargacida es de gran i@portancia2 ya Bue en vista de la carga se Hace la selecci!n dela a@ina a utilizar2 y ta@4i7n la carga cida est relacionada con el costoenerg7tico del proceso0 #o Bue signiica Bue los datos del analizador pueden

utilizarse para controlar en or@a auto@tica la cantidad de energa se usar en elreHervidor2 ta@4i7n puede servir co@o gua para Bue el operador controle lacantidad de energa reBuerida2 para Bue el proceso transcurra eiciente0

d0 Concentraci!n de la soluci!n de a@ina1 En el proceso de endulza@iento lasa@inas de @ayor uso son la ,EA y %EA2 y la concentraci!n en T++ vara entre85 y 65 para la ,EA2 @ientras Bue para la %EA la variaci!n es entre 65 y 50 En@ucHos casos2 para dis@inuir la corrosi!n se tra4a>a en el punto @s 4a>o de laa@ina2 pero esto ocasiona grandes p7rdidas de energa0 #o Bue indica Bue al


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au@entar la concentraci!n de la a@ina2 se incre@enta la capacidad de la soluci!npara re@over el gas cido2 y se logra un gran aHorro de energa0 )e reco@ienda2Bue el operador tenga @uy claro la precisi!n y eactitud del la4oratorio2 donde sedeter@ina la concentraci!n de la a@ina2 para evitar errores operacionales2 Bue

pueden causar grandes p7rdidas energ7ticas0 En general se de4e de tenercuidado en deter@inar en or@a regular la concentraci!n de @i@a eiciencia y@antenerla en ese nivel apropiado2 de tal or@a Bue el proceso se realice enor@a eiciencia0

e0 Relu>o1 El vapor Bue sale por el tope de la colu@na de regeneraci!n >unto con losgases cidos2 es condensado y devuelto al regenerador en or@a de relu>o0 Eneste caso es vlido lo Bue se conoce co@o Raz!n de Relu>o2 Bue se reiere a laraz!n entre los @oles de agua Bue regresan al regenerador entre los @oles degas cido Bue salen de la planta0 #a deter@inaci!n de este par@etro es de grani@portancia para el diseFo y operaci!n de la torre2 ade@s Bue es un indicador dela cantidad de vapor Bue de4e de ser utilizado en el reHervidor0 #a raz!n de relu>o

deter@ina la cantidad de gas cido residual en la a@ina po4re y2 con ellodeter@ina la eiciencia del racciona@iento0 El valor tpico de esta raz!n varaentre 8298 y ;82 valores Bue dependen del n@ero de 4ande>as Bue tenga latorre y de otras varia4les operacionales0

0 Recuperaci!n de +otencia1 Cuando el a4sor4edor tra4a>a a una alta presi!n2 sepuede utilizar una tur4ina para recuperar la energa potencial contenida en ellBuido a una alta presi!n0 )e sa4e2 Bue una tur4ina Hidrulica convierte la presi!nalta del lBuido en energa @ecnica2 la cual puede ser utilizada para @over otras4o@4as en el siste@a se endulza@iento0 En caso2 de no recuperar esta energacontenida en el lBuido se desperdicia al despresurizar el siste@a en el tanBue deventeo o en el regenerador0

g0 Interca@4iador de Calor1 El calor Bue no se recupera en los interca@4iadoresa@inaD a@ina2 representa una carga adicional para el reHervidor0 ,ientras @s seprecalienta la a@inaD rica @ediante la recuperaci!n del calor de la a@inaD po4re2es @enor la cantidad de calor Bue se de4e de agregar al reHevidor en el procesode regeneraci!n0 El interca@4iador de4e de ser diseFado para una te@peraturade operaci!n de no @s de 5 a ;5 &0

H0 Utilizaci!n de )eparador *risico co@o *anBue de "enteo1 Este separador de4ede instalarse2 para la a@ina0 Rica2 entre el a4sor4edor y el interca@4iador a@ina0

A@ina0 )e >ustiica la instalaci!n de este eBuipo2 en vista Bue los Hidrocar4urosBue se disuelven en la soluci!n pueden ser utilizados en el separador co@o gas

co@4usti4le2 ade@s la re@oci!n de los Hidrocar4uros lBuidos es necesariore@overlos2 para prevenir la or@aci!n de espu@a y el ensucia@iento0i0 +7rdidas de A@ina0 Estas p7rdidas pueden ser un grave pro4le@a operacional2

ade@s de costoso2 se @ane>an p7rdidas de consu@o de Hasta 95 l4 de a@ina o,,+CN de gas0 #a a@ina Bue se va a4sor4ida en el gas tratado2 puedeconta@inar el glicol o los desecantes s!lidos Bue se encuentran aguas de4a>o dela planta de endulza@iento0 Esto representa elevados costos2 ade@s de gravespro4le@as operacionales0 #a cantidad de a@ina Bue se usa de4e de ser


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registrada de @anera precisa0 En la @ayora de las plantas de endulza@iento degas con a@inas se considera til utilizar de 8 a 6 l4 de a@ina,,+CN de gastratado0 Es cil @antener el control so4re el gasto de a@ina2 ya Bue el gas sede4e de analizar para prop!sitos de venta0

>0 Causas de +7rdidas de A@ina1 #as principales2 causas de p7rdidas son1%egradaci!n de la soluci!n de a@ina2 escapes de la a@ina2 or@aci!n deespu@a2 presencia de i@purezas y conta@inantes2 vaporizaci!n2 salida de laa@ina por el ondo del recuperador0 )e considera2 Bue una de las principalesp7rdidas de soluci!n de a@ina2 sea por la degradaci!n Bu@ica de la @is@a2 envista Bue las a@inas tienden a oidarse2 en presencia de ogeno Hay unadegradaci!n de la a@ina y or@aci!n se sales esta4les0 #a literatura indica Bue sise @antiene la soluci!n de a@ina2 por de4a>o de los 885&2 se dis@inuyen lasp7rdidas0 )e cree Bue la instalaci!n de un separador en la corriente de gas dulceta@4i7n incre@enta la recuperaci!n de la soluci!n de a@ina Bue transporta elgas0 Esta a@ina recuperada se puede enviar de nuevo al siste@a0

2.12 T#-# , '%t e +!# &$#!t# e e!+$#-ie!t '! #-i!#%.El ta@aFo y por ende el costo de una planta de a@ina depende en gran @edida delcaudal de circulaci!n de la a@ina2 Bue ser utilizada en el proceso de endulza@iento0%esde2 luego el caudal de circulaci!n de a@ina depender de la carga de gas cido en lasoluci!n rica2 soluci!n po4re y concentraci!n de a@ina2 Bue ser utilizada0

2.17 E:+i&% !e'e%#"i% "# e! e$ e!+$#-ie!t e$ *#% '! #-i!#%.Cuando el proceso de endulza@iento se realiza con a@inas2 en el diseFo de la planta sede4e de tener 4ien en cuenta1 El tipo de a@ina Bue se utilizar2 y por Bu70 *a@4i7n elproceso QdiseFo de los eBuipos y par@etros Bue se de4en tener en cuenta0 - algo @uy

i@portante para el diseFo de la planta son los pro4le@as operacionales de la @is@a0+revia@ente se Ha seFalado2 Bue la utilizaci!n de los solventes Bu@icos2 para laa4sorci!n de los gases cidos2 es uno de los procesos de @ayor utilizaci!n2 para elendulza@iento del gas natural2 aunBue se de4e de reconocer Bue los solventes Bu@icosno son los de @ayor eiciencia2 pero los @enores costos2 Han llevado a Bue estossolventes sean los @s utilizados en el proceso de endulza@iento del gas natural0

#a selecci!n de los solventes a utilizaci!n se unda@enta2 en la presi!n y te@peratura deoperaci!n2 la cantidad de gas cido contenido en la corriente de gas2 y lo Bue se Buierere@over la selectividad y las especiicaciones del gas son ta@4i7n de i@portancia2 co@olo es ta@4i7n la conta@inaci!n del gas de entrada2 el control a@4iental es @uy

i@portante2 co@o lo son ta@4i7n las preerencias del cliente0

Co@o se sa4e la a@ina reacciona con los gases cidos para or@ar co@puestos de 4a>aeectividad energ7tica2 y por lo tanto se puede desco@poner el co@puesto or@adoaplicando energa2 recuperando con ello las a@inas y eli@inando los gases cidos2 conlo Bue la corriente de gas Buedara dentro de las nor@as esta4lecidas sea para eltransporte o co@ercializaci!n2 ya Bue su valor co@ercial est relacionado con los


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contenidos de gases cidos de tal or@a Bue segn2 sea su contenido es el tipo de a@inaa seleccionar y proceso a elegir0

+ara una @ayor eiciencia se de4e considerar Bue el lu>o de gas de4e ser pulsante2 yestar le>os de su punto de roco2 ta@4i7n es necesario calentar el gas de salida2 co@ota@4i7n a la a@ina po4re2 al igual Bue es i@portante considerar Bue el depurador desalida li@ita el arrastre de a@inas0 A continuaci!n se presentan los eBuipos utilizados enel proceso de endulza@iento con a@inas1

#. Un separador de entrada2 la principal unci!n de este separador es eli@inar losconta@inantes Bue llegan >unto al gas de ali@entaci!n2 entre los cuales seencuentran Hidrocar4uros lBuidos2 partculas s!lidas2 agua y Bu@icos utilizadosen el trata@iento del gas0 )i estos conta@inantes no uesen separados2 podrancausar graves pro4le@as de conta@inaci!n al proceso de endulza@iento2 y Buepuede causar pro4le@as en la eiciencia del proceso de endulza@iento del gas

natural2 a trav7s de los solventes Bu@icos0b. El a4sor4edor o contactor0 Este aparato est or@ado por una torre donde entranen contacto el gas cido Bue llega por la parte inerior de la colu@na y la soluci!nde a@ina po4re o regenerada2 Bue llega por la parte superior0 Esta torre tra4a>a aalta presi!n y 4a>a te@peratura0 En este contacto el gas cido es re@ovido de lacorriente gaseosa y transerido a la soluci!n0 El gas Bue sale por el tope de latorre es gas tratado2 el cual de4e de salir con @uy poca cantidad de gas cido2l!gica@ente esto depender de la eiciencia del proceso de endulza@iento2 y porende la eiciencia de los procesos2 Bue dependen del endulza@iento2 ya Bue otrosprocesos2 sern se vern aectados por la ineiciencia del proceso deendulza@iento

'. *anBue de "enteo 0Es un recipiente Bue se utiliza para separar el gas Bue sedisuelve en la soluci!n0 Este aparato se instala cuando la presi!n del a4sor4edores @ayor a 955 lpc@2 y se opera a una presi!n de 9 lpc@0 El prop!sito principalde este tanBue es recuperar los Hidrocar4uros disueltos en la soluci!n0

. Interca@4iador de Calor A@inaD A@ina0 El principal o4>etivo de este aparato esaprovecHar el calor Bue viene de la a@ina po4re Bue sale del regenerador0 #asoluci!n po4re Bue sale del reHervidor se enra al pasar por el interca@4iadorde calor2 @ientras Bue la a@ina rica Bue viene del a4sor4edor se calienta Hastaaproi@ada@ente 8?5X&0 )e reco@ienda no separar el gas en la tu4era2 antes deentrar a la colu@na de regeneraci!n2 si esto ocurre el proceso de corrosi!n seincre@enta en grandes proporciones0

e. Regenerador0 Este aparato es la colu@na en la cual se separa el gas cido de lasoluci!n consta de un acu@ulador de relu>o2 en el cual se condensa el agua Bueregresa al regenerador por la parte superior2 y de un reHervidos2 Bue sirve parasu@inistrarle el calor a la torre0 El principal o4>etivo del regenerador es re@over elgas cido contenido en la soluci!n rica2 de tal or@a de poder volver a utilizar laa@ina2 una vez Bue Hay sido recuperada2 y pueda nueva@ente participar en lareacci!n de endulza@iento0


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). *anBue de A4asteci@iento0 Este aparato se utiliza para al@acenar la soluci!npo4re0 )e reco@ienda tener una constante o4servaci!n para @antener el nivel deconcentraci!n de a@ina2 en vista Bue si la soluci!n tra4a>a de@asiado diluida oconcentrada la planta unciona en or@a ineiciente *a@4i7n se de4e de tener en

cuenta2 Bue si la soluci!n de a@ina entra en contacto con el aire2 esta reaccionarcon el ogeno2 perdiendo con ello la Ha4ilidad para la re@oci!n de losco@ponentes cidos del gas2 luego se de4e tener cuidado2 para Bue no entre aireel aire o entre al tanBue de a4asteci@iento0

*. (o@4a de la soluci!n po4re0 ABu ocurre el a4asteci@iento a la 4o@4a2 por lo cualse incre@enta la presi!n de la soluci!n po4re de tal @anera Bue la soluci!n dea@ina pueda entrar al a4sor4edor2 de tal or@a Bue el proceso pueda realizarsesin @ayores pro4le@as operacionales0

5. Recuperador o Reconcentrador Este aparato es co@o un reHervidor adicional2Bue se utiliza para regenerar la soluci!n0 En este recipiente la a@ina se evapora yregresa a la torre de regeneraci!n2 de>ando en el recuperador2 los s!lidos y

de@s ele@entos indesea4les Bue daFan la soluci!n0 #a ali@entaci!n delrecuperador llega por el ondo de la torre0 Una concentraci!n de 529 al 9T ++ dela soluci!n po4re luye por el recuperador0 El caudal es controlado por uncontrolador de nivel0

i. Regenerador0 El principal o4>etivo de este aparato es re@over el gas cidocontenido en la soluci!n rica0 +or lo2 general en una planta Bue tra4a>a cona@inas2 la torre de regeneraci!n contiene entre 8= y 6; 4ande>as2 y la soluci!npo4re entra en el cuarto plato por de4a>o del tope0

j. &iltros0 Este aparato tiene co@o o4>etivo iltrar las i@purezas2 las cuales puedenocasionar graves pro4le@as operacionales al proceso de endulza@iento0

H. Enriador de la soluci!n po4re0 Este es una especie de interca@4iador de calor

adicional2 tal co@o la soluci!n po4re Bue sale del regenerador2 por lo generaltiene una te@peratura @uy alta2 luego no se puede introducir de esa or@a aleBuipo deno@inado a4sor4edor2 porBue dis@inuye la capacidad de retenci!n deco@ponentes cidos0 En el interca@4iador adicional la soluci!n luye de los tu4os2en donde la soluci!n se enra Hasta 85X& por enci@a de la te@peratura deentrada del gas al a4sor4edor0


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CAPTULO III MARCO METODOLGICO

Este captulo conte@pla la descripci!n de la estrategia de tra4a>o2 y las Herra@ientas

utilizadas para la realizaci!n de cada o4>etivo07.1 A!#$i#" $# i!)$+e!'i# e $# #&"i-#'i6! e $#% te-&e"#t+"#% e $#% '""ie!te%

:+e e!t"#! # $# t""e '!t#'t"# e! %+ e%e-&e.Con la realizaci!n de este o4>etivo se 4usc! evaluar el eecto Bue tiene la regla de oropara el diseFo de la contactora2 Bue esta4lece Bue entre las corrientes Bue entran a esta2de4e Ha4er una aproi@aci!n t7r@ica de 9XC0 +ara evaluar esta regla se realiz! unasi@ulaci!n del proceso de endulza@iento con ,%EA al 95T pp0 )e realizaron anlisisde sensi4ilidad para analizar los eectos Bue tienen en el proceso de a4sorci!n de losgases cidos2 la variaci!n del valor esta4lecido por esta regla0 #os anlisis se Hicieronpara cuatro corrientes con dierentes co@posiciones y por lo tanto con cargas acidas

distintas0 #a si@ulaci!n se desarroll! en el si@ulador +RO II en su versi!n =080

#as corrientes analizadas con su co@posici!n y sus condiciones presi!n y te@peraturase @uestran a continuaci!n1

*a4la 08 Co@posici!n y condiciones de operaci!n de las corrientesanalizadas

Rusia Jungra Rep0 CHeca Kaza>istn+unto de Roco QXC 85 9 89 69+resi!n Q4ar 60 69 69

J6) 5055;?6? 5 5056898 506


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Inicial@ente para cada una de estas corrientes se o4tuvieron las envolventes de asecaractersticas2 y en 4ase a la inor@aci!n su@inistrada por esta2 se diseF! la torrea4sor4edora2 con el o4>eto de crear las condiciones Bue per@itiesen la a4sorci!n de losco@ponentes cidos en la ,%EA2 sin generar una segunda ase lBuida dentro de latorre0 #as envolventes de ase para cada corriente se @uestran en las siguientes iguras0

&igura 08 Envolvente de ases de la corriente de Gas Ruso0

&igura 06 Envolvente de ases de la corriente de Gas Jngaro0


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&igura 0 Envolvente de ases de la corriente Gas CHeco0

&igura 0; Envolvente de ases de la corriente Gas KazaLo0

)e puede o4servar entonces2 Bue para cada una de las corrientes estudiadas ue

necesario i>ar una presi!n y te@peratura de entrada de gas acido a la torre contactoraBue no ocasionara la condensaci!n de Hidrocar4uros en la torre2 ya Bue esto ocasionaraun grave pro4le@a en los eBuili4rios Hidrulicos de la @is@a0 +uede o4servarse ta@4i7nBue cada una de estas corrientes posee una carga acida caracterstica2 por lo Bue lacantidad de ,%EA circulando en el esBue@a de endulza@iento vara de una corriente aotra0


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7.2 E%t#b$e'e" '+8$ e% $# i!)$+e!'i# e $# t#%# e v#&" e #*+# :+e %e "e'i"'+$# # $#"e*e!e"#"# %b"e $# e!e"*(# tt#$ "e:+e"i# &" e$ "e5e"vi" , %b"e $#&+"e# :+e %e #$'#!# e! $# #-i!# &b"e.

El desarrollo de este o4>etivo tuvo co@o inalidad analizar el eecto de la regla de oro Bue

esta4lece una tasa o proporci!n de vapor de 5286Lg# en las torres regeneradoras2 so4rela calidad de la a@ina po4re0 +ara la evaluaci!n y desarrollo de este o4>etivo se realiz! lasi@ulaci!n de una planta de endulza@iento a trav7s del progra@a de si@ulaci!n deprocesos J-)-)2 versi!n 082 cuya co@posici!n de la corriente de gas naturalinicial@ente ue la siguiente1

*a4la 06 Co@posici!n inicial del gas natural

Co@ponente &racci!n @olar N6 52558ora eldese@peFo de la torre a4sor4edora2 sin e@4argo2 es i@portante destacar Bue estopuede ocasionar consecuencias negativas2 tales co@o la a4sorci!n de Hidrocar4uros dealto valor econ!@ico en la soluci!n de a@ina2 as co@o un au@ento en la viscosidad dela a@ina circulando2 aunado a los ya @encionados pro4le@as de condensaci!n deHidrocar4uros0 En lo Bue respecta a la a4sorci!n de los Hidrocar4uros en la soluci!n de


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a@ina2 en la siguiente igura se @uestra cual es el co@porta@iento para el propano2cuando se dis@inuye la te@peratura de la a@ina po4re0

KazaLH )trea@

Russian )trea@

Jungary strea@

CzecH )trea@

Te-&e"#t+"# A-i!# Pb"e KC3

Lb-$ 1e C7/> e! A-i!# Ri'# F#.#H5 St"e#-Lb-$ 1e C7/> e! A-i!# Ri'#

&igura ;0 Eecto de la aproi@aci!n en las te@peraturas de entrada a la torre contactoraen la a4sorci!n de propano en la corriente de a@ina rica0

#os co@porta@ientos varan de una corriente a otra0 +ara las corrientes de gas Ruso y

CHeco2 se o4serva Bue una dis@inuci!n de la te@peratura de la a@ina po4re2 conllevaun au@ento de la cantidad de propano Bue es a4sor4ido por la soluci!n de a@ina0 Esteco@porta@iento concuerda con lo esperado2 ya Bue @ientras @s ra entre la corrientede a@ina2 @ayor ser la cantidad de Hidrocar4uros Bue se a4sor4an en la corriente dea@ina0 +ara las corrientes de gas Jngaro y Kaza>o el co@porta@iento es contrario2 esdecir una dis@inuci!n de la te@peratura de a@ina po4re2 no conlleva a un au@ento de laa4sorci!n de los Hidrocar4uros en la soluci!n de a@ina2 sino @s 4ien una dis@inuci!n2esto de4ido a Bue la solu4ilidad de los Hidrocar4uros en la soluci!n de a@ina2 dis@inuyesustancial@ente para estas corrientes2 de4ido a la alta carga acida Bue estastransportan0

&inal@ente puede decirse2 Bue si 4ien violar la regla de aproi@aci!n de 9XC entre laa@ina po4re y el gas agrio2 proporciona un au@ento en el dese@peFo de la torrecontactora2 esta @e>ora de4e ser contrastada con las desventa>a Bue se aca4an de@encionar2 de todo esto se etrae entonces2 una conclusi!n @uy i@portante2 es Bue al@o@ento de decidir ca@4iar esta regla de diseFo2 lo @s i@portante a to@ar en cuentaes Bue cada situaci!n es dierente y va a conllevar venta>as y desventa>as2 Bue de4enser evaluadas y analizadas con su@o cuidado2 para as poder elegir la opci!n Bue @e>orse adapte a las necesidades del proceso0


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9.2 E%t#b$e'e" '+8$ e% $# i!)$+e!'i# e $# t#%# e v#&" e #*+# :+e %e "e'i"'+$## $# "e*e!e"#"# %b"e $# e!e"*(# tt#$ "e:+e"i# &" e$ "e5e"vi" , %b"e

$# &+"e# :+e %e #$'#!# e! $# #-i!# &b"e.+ara un siste@a utilizando ,%EA se o4serva la inluencia de la tasa de vapor adierentes valores so4re la calidad y co@posici!n de la a@ina po4re2 y el eecto se revis!ade@s para dierentes relaciones de J6)CO6 en la corriente de gas de ali@entaci!n0

5 508 506 505

9

85

89

65

69

5

J6)CO6P 5269

J6)CO6P 529

J6)CO6P 8J6)CO6P 829

J6)CO6P 6

J6)CO6P ;

J6)CO6P 85

T#%# e v#&" K*L3

F$+j -$#" K*-$53

&igura ;0; Eecto de la tasa de vapor so4re el J6) residual a dierentes cargas cidas enel gas de ali@entaci!n0


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5 5059 508 5089 506 5069 505

5

5

5

5

5

J6)CO6P 5269

J6)CO6P 529

J6)CO6P 8

J6)CO6P 829

J6)CO6P 6

J6)CO6P ;

J6)CO6P 85

T#%# e v#&" K*L3

F$+j -$#" KH*-$53

&igura ;09 Eecto de la tasa de vapor so4re el CO6residual a dierentes cargas cidas enel gas de ali@entaci!n0

)e puede ver Bue la selecci!n de la tasa de vapor tiene un eecto considera4le en elcontenido del J6) residual2 notndose especial@ente a partir de valores cercanos a525D525=Kg#2 as co@o ta@4i7n lo tiene la relaci!n J 6)CO60 A @ayor tasa de vapor2@enor es el contenido de J6) residual en la corriente de a@ina po4re2 co@o es de

esperarse2 ya Bue este se va a encargar de despo>ar a la a@ina rica de los co@ponentescidos y acondicionarla nueva@ente para enviarla de regreso al proceso de a4sorci!n0)e o4serva ta@4i7n Bue a @ayores relaciones de J6)CO6 @ayor es la cantidad de J6)residual en la corriente de a@ina po4re a una @is@a tasa de vapor0

El eecto en la etracci!n de CO6se puede apreciar ta@4i7n2 pero este no es @uyconsidera4le en co@paraci!n con la etracci!n del J6)0 El eecto de la tasa de vapor seHace @s notorio a partir de un valor cercano al 528 Kg#2 a partir de all el CO6 residual enla soluci!n po4re per@anece relativa@ente constante2 dis@inuyendo en cantidadesininitesi@ales para cada relaci!n de J6)CO60

Esta tasa de vapor est ligada iel@ente a la raz!n de relu>o2 ya Bue esta deter@ina lacantidad de gas acido residual en la a@ina po4re2 y por lo tanto la eiciencia delracciona@iento0 El valor de esta raz!n o tasa de relu>o vara dependiendo del n@erode 4ande>as Bue tenga la torre y de otras varia4les operacionales0

El valor Bue reco@ienda la regla de oro de 5286 Lg# puede to@arse co@o un 4uen puntode partida2 se o4serva Bue a valores cercanos a este valor se e@pieza a tener un eectoun poco @s @arcado so4re la cantidad de gas residual en la a@ina po4re0


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Al ca@4iar la tasa de vapor2 lo Hace ta@4i7n la calidad de la a@ina po4re0 #asvariaciones en la calidad de la a@ina po4re pudieran tener varios 4eneicios2 incluyendoun ca@4io potencial en la tasa de circulaci!n total la cual tiene un i@pacto directo en laenerga total del reHervidor2 y en la igura ;0< se puede o4servar el eecto de la tasa de

vapor de 5286 Kg# so4re 7sta0

5 508 5065

9

85

89

65

69

5

9

;5

J6)CO6P 528o2 la cantidad de agua Bue regresa a la torre regeneradora es @ayor2 lo cualindica Bue en el proceso se de4e etraer @s calor del condensador y au@entar el caloren el reHervidor2 y esto se traduce en un @ayor consu@o de energa0 +or lo tanto tra4a>ara una tasa de vapor 4a>a sera @s conveniente para lograr aHorros energ7ticos2 peroreal@ente todas las varia4les estn ligadas y dependen unas de otras2 as Bue Ha4raBue estudiar todo el proceso y considerar cada par@etro antes de a>ustar o esta4lecerun valor i>o para la tasa de vapor0

Esta regla de oro para la tasa de vapor2 u4icada en 5286 Kg# puede ser un ecelentepunto de partida2 pero dependiendo de la situaci!n puede a>ustarse a algn otro valor

Bue per@ita opti@izar el proceso2 se de4e evaluar los 4eneicios de desviarse de estepunto rente a los riesgos so4re el proceso de endulza@iento0


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9.7 E#-i!#" e$ e)e't :+e &%ee $# te-&e"#t+"# e $# #-i!# "i'# # $# %#$i# e$i!te"'#-bi#" #-i!# "i'##-i!# &b"e e! e$ )+!'i!#-ie!t e$ "e5e"vi".

#os resultados o4tenidos de la si@ulaci!n realizada y de los estudios de casosdesarrollados son los siguientes1

=585

9

o de los 52652 es posi4le aprovecHar entonces unos cuantos grados de@s2 sin caer en los pro4le@as antes @encionados0 Una vez @s la consideraci!n @si@portante a to@ar en cuenta2 es Bue cada situaci!n es dierente y por lo tanto el decidirsalirse de la nor@a2 va a depender entonces de la relaci!n venta>adesventa>a Bue estopueda traer0

9.9 E%t+i#" '- %e ve #)e't# e$ &"'e% e "e*e!e"#'i6! e $# #-i!# #!te'#-bi% e! $# &"e%i6! e$ "e5e"vi".

A continuaci!n se @uestran los resultados o4tenidos para cada siste@a de a@inas0

,EA

%EA

,%EA

P"e%i6! 1e$Re5e"vi1" Kb#"3

C#$" 1e$ Re5e"vi 1" MMBTU/C#$" 1e$ Re5e"vi1" MDEAKMMBTU/3

&igura ;085 Eecto de la presi!n del reHervidor so4re el calor del @is@o2 para cadasiste@a de a@ina0

En esta igura se o4serva dos co@porta@ientos dierentes0 +ri@ero se tiene Bue para lossiste@as de endulza@iento Bue e@plearon ,EA y %EA co@o solvente2 eiste unarelaci!n inversa entre el calor del reHervidor y la presi!n de este0 Es decir un au@ento enla presi!n del reHervidor provoca Bue las necesidades energ7ticas de este dis@inuyan0)in e@4argo2 para siste@as con ,%EA2 el co@porta@iento es dierente ya Bueinicial@ente se o4serva Bue cuando la presi!n del reHervidor es au@entada de 8 a 6 4ar2el calor del reHervidor dis@inuye2 pero una vez Bue se pasa la 4arrera de los 6 4ar2 el


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calor necesitado por el reHervidor co@ienza a au@entar0 Estos co@porta@ientos sede4en a las caractersticas propias de cada a@ina0 +ara los siste@as con ,EA y %EA2 elau@entar la presi!n del reHervidor genera Bue la te@peratura de estas au@ente2 pero sinnecesidad de algn calor sensi4le considera4le2 esto se traduce en Bue estas a@inas al

tener una @ayor te@peratura2 @enor es el reBueri@iento energ7tico para separar losgases cidos e Hidrocar4uros livianos Bue contienen2 sin e@4argo2 para la ,%EA si esnecesario un calor sensi4le Bue soporte el ca@4io de te@peratura Bue genera elau@ento de la presi!n0 Este calor sensi4le viene a su@arse entonces2 al calor necesariopara separar los gases cidos2 lo cual se traduce en Bue el calor del reHervidor sea@ucHo @ayor0 #a ,%EA al poseer una estructura @olecular @ucHo @s co@ple>a Buelas otras 6 a@inas2 necesita entonces de @ayor energa para poder incre@entar sute@peratura0 )in e@4argo2 de4e destacarse Bue en general el reBueri@iento energ7ticode la ,EA y %EA para su regeneraci!n es @ucHo @ayor Bue el Bue necesita la ,%EA2llegando incluso a ser casi 85 veces @ayor0 Esto es de4ido a Bue se necesita @ayorenerga para ro@per los enlaces or@ados entre los gases cidos y las a@inas ,EA y

%EA2 Bue la reBuerida para siste@as con ,%EA0

El eecto Bue tiene la presi!n so4re la te@peratura se @uestra a continuaci!n0

5 6 ;

Evaluacion de las reglas de oro de los manuales de diseño de sistemas de endulzamiento

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