DESHIDRATACIN DEL GAS NATURAL La deshidratacin del gas natural se define como la remocin del agua en forma de vapor que se encuentra asociada con el gas desde el yacimiento. Este proceso es necesario para asegurar una operacin eficiente en las lneas de transporte de gas. Los niveles hasta donde se puede deshidratar dependern del propsito o destino que se tenga para ese gas.JUSTIFICACIN DEL PROCESO DE DESHIDRATACIN:La presencia de agua en una corriente de gas natural tiene varios efectos, todos ellos perjudiciales a las lneas de transmisin y equipos encargados del manejo y procesamiento de la corriente de gas .El primero de estos efectos es la condensacin. Cuando por una u otra razn se produce el descenso de la temperatura de una corriente de gas, el vapor de agua presente en dicha corriente condensa como lquido que se deposita en el fondo de secciones de menor elevacin de una lnea de tubera, reduciendo sustancialmente de esta forma el rea de flujo de esas secciones de tubera y por consecuencia disminuyendo la capacidad de transporte de la lnea de transmisin como un todo. Un aspecto que suele complicar el manejo del gas producido, es conocer con certeza el volumen de agua, que puede estar disperso en el gas natural, (generalmente se encuentra saturado con agua en forma de vapor). Los cambios en la temperatura y presin condensan este vapor que altera el estado fsico de gas a lquido y luego a slido dentro de las tuberas y otros recipientes, que pueden generar problemas que pudieran llegar a ser graves, como en los sistemas criognicos que no tienen ninguna tolerancia al agua, ya que estos trabajan a temperaturas comprendidas entre 100 -300F y el agua podra causar problemas muy graves a nivel operacional.Este vapor de agua debe ser removido para evitar en el sistema los siguientes problemas: Formacin de cidos, peligro de explosin y obstruccin en la tubera.En general, se puede sealar, que el contenido de agua o vapor de agua en el gas, as como el contenido de hidrocarburos condensables ante un aumento de presin o disminucin de temperatura, resultan inconvenientes para la conduccin del gas por tuberas ya que provocara obstrucciones de importancia Es por ello que el gas natural debe ser sometido a un proceso de deshidrataciny de extraccin de gasolina, las razones del porque se debe aplicar el proceso de deshidratacin son: EVITAR LA FORMACIN DE CIDOSCuando hay presencia de CO2y H2S, conjuntamente con agua libre,se formaran compuestos cidos que corroen las tuberas y restos de los componentes metlicos delsistema. EVITAR LA FORMACIN DE HIDRATOSen vista que estos componentes pueden detener y/o entorpecer el flujo de gas por tuberas hay que evitar la formacin de hidratos La formacin de hidratos ocurre siempre, que el gas natural contenga agua, y esta a su vez se condense dentro de la tubera y otros recipientes, que sirvan de transporte del gas Los hidratos son compuestos cristalinos blanquecinos, parecidos a la nieve, y que se forman por la reaccin entre los hidrocarburos livianos o gases cidos y el agua lquida. La composicin de los hidratos, por lo general es 10% de hidrocarburos y 90% de agua. La gravedad especfica de los hidratos anda por el orden de 0,98 y flotan en el agua pero se hunden en los hidrocarburos lquidos.

La formacin de hidratos en el gas natural, ocurre siempre que haya agua libre y se enfre el gas por debajo de la temperatura de formacin de hidratos .Lo lgico sera establecer las normas para evitar la formacin de hidratos, en vista que si estos se llegan a formar los problemas operaciones se incrementan, ya que los hidratos taponan la tubera de transporte. Uno de los correctivos que se puede aplicar para evitar la formacin de hidratos es el metanol o monoetilenglicol, con los cuales se baja el punto de roco y se impide la formacin de hidratosEn la formacin de hidrato de hace presente una reaccin qumica, entre el agua, que se condensado, por aumentos en presin o disminuciones de la temperatura, con los hidrocarburos voltiles. Una vez formados los hidratos, no hay posibilidad de eliminarlos, y la nica forma de es sacarlos de la tubera. La temperatura y presin a las cuales puede ocurrir la formacin de hidratos puede predecirse en forma grfica, como tambin se puede determinar a travs de ecuaciones matemticas, que pueden indicar en forma aproximada la temperatura de formacin de hidratos, una de esas frmulas matemticas es:

En donde: P es la presin del sistema En las situaciones donde los clculos predicen la formacin de hidratos, se puede evitar dicha formacin removiendo el agua del gas antes del enfriamiento de los hidrocarburos por debajo de la temperatura a la cual podran aparecer los problemas mediante el uso de inhibidores que se mezclan con el agua que se ha condensado. Para el problema planteado de deshidratacin, y como la presin tiene un valor de 2000 lpca, lo que significa que la temperatura de formacin de hidratos es:70,5 F SATISFACER LOS REQUERIMIENTOS, PARA TRANSPORTAR GAS A LOS CENTROS DE CONSUMO Y DISTRIBUCIN Al gas que se transporta se le extrae el agua que contiene, hasta los niveles necesarios para que cumplan con la norma establecida, y que respondan al destino que, ha sido establecido para el gas. Por ejemplo, para poder transportar el gas, por un sistema de redes y tuberas de gas, debe tener un mximo de 5- 7 libras de agua por cada milln de pies cbicos normales de gas (5- 7 lb H20/ MM PCN. Aunque, el mximo contenido de agua del gas depende del tipo de clima, ya que en climas fros la cantidad aceptada es 1-2 lb de H20/ MM PCN. La cantidad 5-7 lb de H20 /MM PCN, es vlida para climas tropicales, con ello se garantiza que el punto de roco ocurra a 32F. Lo que significa que el fluido trabajara a temperatura por encima de 32 F sin que se produzca condensacin del agua. El punto de roco del agua es la temperatura a la cual se condensa el agua, a una presin previamente establecida

EVITAR LA CONGELACIN DEL AGUA EN LOS PROCESOS CRIOGNICOS. CUANDO EL GAS SER UTILIZADO EN LOS PROCESOS CRIOGNICOS. La norma vlida para transportar gas por una tubera que es 7 lb H20/ MM PCN no es aplicable. En vista que los procesos criognicos deben de trabajar a una temperatura menor a la crtica, luego el agua en esas condiciones se congelara, y ser un impedimento, para la eficiencia del proceso. Luego en estos casos la cantidad de agua permisible en el gas debe de ser mucho menos.

EVITAR LA CONGELACIN DE AGUA DURANTE EL TRANSPORTE DEL GAS Cuando el gas natural contiene agua, que se condensa dentro de las tuberas se forman hidratos, que son causantes de taponamiento de los gasoductos e impiden que el gas pueda circular, por la tubera. Lo normal es que el ingeniero analice las condiciones de formacin de hidratos y aplique los correctivos a tiempo, para evitar la formacin de hidratos. Adems, si el gas transportado entra a una caldera y contiene baches de agua, de seguro habr una explosin, ya que el agua a evaporarse aumenta 1700 veces su volumen. La magnitud de la explosin depender de la cantidad de agua que llegue a la caldera y de la temperatura a la que se encuentren.

DETERMINACIN DE LA CANTIDAD DE AGUA EN EL GAS NATURAL La cantidad de agua que los hidrocarburos gaseosos puedan transportar se puede determinar con Equipo denominados Medidores del Punto de Roco. Aunque este parmetro no hace la diferencia entre hidrocarburos lquidos y agua propiamente tal. La presin y/o temperatura del gas natural incide en la cantidad de agua que pueda retener. Si, por ejemplo la presin es constante, a medida que se enfra un volumen dado del gas, su capacidad de retencin de agua disminuye, ya que no hay posibilidad de mantener el agua en forma de vapor.Para determinar la cantidad de agua que pueda estar en forma de vapor junto al gas se utiliza la figura 13 (Denominada Grfica de Mc Ketta- Webe), permite determinar la cantidad de agua que pueda retener el gas natural saturado a diversas condiciones de presin y temperatura

Figura 13 Contenido de agua en los hidrocarburos, segn Mc Ketta- Webe

Para utilizar la figura 13 se necesita conocer las condiciones de presin y temperatura de operacin y, se busca la interseccin de ambas lneas, y despus se busca la cantidad de agua, que contiene el gas natural. El contenido de agua se expresa en libras de aguas por milln de pies cbicos normales de gas La cantidad de agua que se cuantifica de esta forma corresponde al gas el gas dulce Por ejemplo, si se quiere determinar la cantidad de agua que tiene el gas dulce a una temperatura de 100F y presin de 1000 lpca. Simplemente se busca la lnea de la temperatura de 100F y se hace busca la interseccin con la lnea que representa el valor de la presin de 1000 lpca, y se encuentra que el gas contiene 80 libras de agua por cada milln de pies cbicos normales de gas. Lo que indica que el contenido de agua en este caso es 80 lb de agua/MMPCN, luego el gas tiene condiciones de gas hidratado, y por lo tanto para convertirlo en gas anhidro y que este dentro de la norma el gas debe de ser deshidratado, de tal forma que pueda ser comerciado, ya que el contenido de agua en el gas natural afecta sobre todo el contenido calorfico del gas, adems de otros procesos, donde el agua afecto las condiciones operacionales.

Como el contenido de agua encontrado en estas condiciones corresponde al gas dulce. Si el gas natural que se esta analizando contiene gases cidos, es necesario determinar el contenido de agua que pueden contener estos componentes, y con ello determinar el contenido total de agua en el gas. El contenido de agua que contiene, el C02 se presenta en la figura 14, mientras que la figura 15 representa el Contenido de agua en el H2S.

Figura 14 Contenido de agua en C02 saturado en Mezclas de Gas Natural

En ambas figuras se determina el contenido de agua, en los gases cidos, sin tener en cuenta la composicin molar de los gases cidos. Luego para determinar la cantidad total de agua en la mezcla de gas natural, se suman la cantidad de agua obtenida en la grfica del gas dulce (figura 13) y la cantidad de agua que se obtiene en las figuras 14 del C02 y 15 del H2S., para la obtencin del contenido total de agua en el gas se utiliza la siguiente ecuacin:

W(GA)= Y(HCS)(Wc(HCS)+Y(C02)(Wc(C02)+Y(H2S)(Wc(H2S)(26)

Figura 15 Contenido de Agua en el Sulfuro de Hidrgeno

En donde: Wc(GA)= contenido de vapor de agua en la mezcla cida; Y(HCS)= Fraccin molar de los hidrocarburos en el gas dulce; (Wc(HCS)= Contenido de agua en el gas dulce; Y(C02)= Fraccin molar del en el gas Wc(C02) = Contenido de agua en Dixido de Carbono puro; Y(H2S)= Fraccin molar del sulfuro de hidrgeno en el gas natural y Wc(H2S)= Contenido de agua en el Sulfuro de Hidrgeno puro. Esta frmula permite determinar la cantidad de agua que se encuentra en un gas natural, incluido la cantidad de impurezas, que puede tener tambin alguna en su composicin. La utilidad de la ecuacin (26) es de gran importancia para determinar el contenido total de agua en el gas, y con ello poder planificar todos los procesos a los que tiene que ser sometido el gas natural, antes de poder ser utilizado.

Ejemplo Cul es el contenido de agua de una mezcla de gas que esta sometido a una presin de 2000 lpca y una temperatura de 120F, y que adems contiene 3,50 % de H2S y 8,25% de C02?

Solucin La figura 13 Indica que el contenido de agua en el gas dulce es de 86 libras de agua por milln de pies cbicos normales de gas, mientras que la grfica 14 seala que el contenido de agua en el Dixido de Carbono es 90 libras de agua por milln de pies cbicos normales de gas, y por ltimo la grfica 15 indica que el contenido de agua en el Sulfuro de Hidrgeno es 185 libras de agua por milln de pies cbicos normales de gas, luego aplicando la frmula (26), queda:

W(GA)=0,8825x86+0,0825x90+0,035x185=89,80 lb de agua /MM PCN. El contenido de agua en el gas dulce se puede determinar, tambin por la correlacin de R Bukacek ,a partir de la presin del gas ,para ello se utiliza la siguiente ecuacin:

W= A/ P(lpca) + B (lb/MM PCN)(27)

Las constantes A y B estn tabuladas en funcin de la temperatura, luego en el Cuadro 3.

T(F)ABT(F)ABT(F)AB

60122005,7762131006,0864140006,41

66150006,7468161007,1070172007,17

72185007,8574197008,2576211008,67

78225009,1180241009,57822570010,00

842740010,50862920011,10883110011,60

903320012,20923530012,70943750013,30

963990014,00984240014,801004510015,30

1024790016,01045080016,701065390017,50

1085710018,301106050019,101126410020,0

1146790020,91167180021,81187600022,70

1208040023,701228490024,701248970025,6

1269470026,912810000028,013010600029,10

13211100030,3013411700031,613612400032,90

13813000034,2014013700035,6014214400037,0

14415200038,5014616000040,0014816800041,60

15017700043,2015218600044,9015419500046,60

15620500048,4015821500050,2016022500052,10

16223600054,1016424800056,1016625900058,20

16827200060,3017028500062,5017229800064,80

17431200067,1017632600069,5017834100072,00

18035700074,8018237200077,2018439000079,90

18640700082,7018842500085,8019044300088,40

19246300091,4019448300094,8019650400097,70

198525000101,00200547000104,00202570000118,00

204594000111,00206619000115,00208644000119,00

210671000122,00212690000126,00214725000130,00

216755400134,00218785000139,00220818000143,00

222848000148,00224881000152,00226915000157,00

228950000162,00230987000166,002321020000171,00

2341060000177,002361140000187,002401190000192,00

2421230000198,002441270000204,002461320000210,0

2481370000216,002501420000222,002521470000229,00

2541520000235,002561570000242,002581630000248,00

2601680000255,002802340000333,003003180000430,00

3204260000543,003405610000692,003607270000869,00

38093000001090,0400117000001360,0420147000001700,0

440181000002130,0460222000002550,0

Para determinar el contenido de agua del problema anterior queda:

W(H20)=80400/2000+23,7 =63,9 lb H20/ MM PCN

TCNICAS PARA DESHIDRATAR EL GAS NATURAL

Adsorcin: proceso fsico que se realiza utilizando un slido que adsorbe el agua especficamente como el Tamiz molecular, gel de slice y Aluminatos (o alumina activada). Absorcin: separacin utilizando los diferentes grados de solubilidad en un lquido, proceso qumico que utiliza un lquido higroscpico como el glicol. Inyeccin de un lquido: se bombea un lquido reductor del punto de roco, como por ejemplo el Metanol Por Expansin, reduciendo la presin del gas con vlvulas de expansin y luego separando la fase lquida que se forma. Deshidratacin por refrigeracin Deshidratacin por destilacin Deshidratacin con CaCl2 Deshidratacin con membranas permeables

ABSORCIN: Separacin utilizando los diferentes grados de solubilidad en un lquido, proceso qumico que utiliza un lquido higroscpico como el glicol.Los mtodos de absorcin estn representados principalmente por el proceso de deshidratacin a base de glicoles, donde el agente deshidratante puede ser uno de los siguientes glicoles. 1.- Etilnglicol (EG) cuya Frmula qumica es H0C2H40H, luego su peso molecular es 62,10 (lb/lbmol), tiene su punto de congelamiento en 8 F2.-Dietilnglicol (DEG): Frmula qumica es 0H (C2H40)2H, su peso molecular es de 106,1 (lb/lbmol), mientras que el punto de congelacin es 17 F3.- Trietilnglicol (TEG) :Frmula qumica es 0H(C2H40)3H. El peso molecular alcanza un valor de 150,2 (lb/lbmol), y su punto de congelacin es 19 F4.- Tetraetilnglico (TTEG) Frmula Qumica es 0H(C2H40)4H, su peso molecular es 194, 2 (lb/lbmol), y su punto de congelacin es 22 F.Los glicoles son usados corrientemente en torres de absorcin, ya que permiten obtener temperaturas inferiores al punto de roco, con lo que las prdidas de vapor son menores que las obtenidas con otros compuestos. Pero el TEG no debe utilizarse a temperaturas inferiores a 50 F, ya que se incrementa mucho la viscosidad. El EG y DEG se utilizan con frecuencia inyectados en la corriente de gas, tanto en los procesos de refrigeracin y expansin. Ninguno de los dos debe usarse a una temperatura menos a 20 F.La deshidratacin mediante glicol se utiliza altamente en la industria del gas natural preferiblemente cuando se trata de deshidratar grandes volmenes de gas natural hasta concentraciones moderadas. La escogencia del tipo de glicol a utilizar depende de varios factores como: Costos, solubilidad del glicol en la fase de hidrocarburos, presin de vapor, punto de congelamiento de la solucin agua-glicol y reduccin del punto de roco. El trietilnglicol es un lquido altamente higroscpico, de la serie de los alcoholes, no corrosivo, no se solidifica en soluciones concentradas, regenerable a altas concentraciones y estables en presencia de compuestos de azufre y dixido de carbono, es el de uso ms comn debido a que presenta menos prdidas por vaporizacin (punto de ebullicin=550F),adems permite obtener mayores descensos de punto de roco cuando el gas absorbe el agua, se reduce la temperatura de roco del gas natural, a esto se le llama descenso del punto de roco.[9] En la figura 2.5

SE PRESENTA UN DIAGRAMA CONVENCIONAL DE UNA UNIDAD DE DESHIDRATACIN CON TEG DE UNA PLANTA, donde se puede observar que la corriente de gas hmeda se circula en primer trmino a travs de un depurador (separador de entrada)donde se remueve de dicha corriente las partculas como arena y material proveniente de la corrosin y los lquidos arrastrados y/o formados en el gasoducto, para que la misma entre a la torre contactora como gas depurado de impurezas, el gas depurado se alimenta por el fondo a una torre de absorcin con platos de burbujeo, o empacada en el caso de otras plantas, donde el gas hmedo que asciende entra por la parte inferior de los casquetes y se pone en contacto con una solucin de alta concentracin de glicol de (98,7 % en peso) aproximadamente, la cual al mezclarse con el gas hmedo, remueve de este el agua presente, ocurriendo una transferencia de masa selectiva de un fluido a otro, por diferencia de solubilidad entre el gas hmedo y el TEG pobre. La solucin de glicol que sale por el fondo de la torre presenta una menor concentracin (95 % de glicol en peso) aproximadamente a causa del agua removida al gas. Cuanta ms alta sea la pureza a la cual entra el glicol, mejor ser su capacidad de absorcin de all la importancia de una buena regeneracin y del uso de gas de despojamiento. Durante todo este proceso el gas intercambia calor con el TEG pobre aumentando su temperatura, la cual se controla 10 F por encima de la temperatura del gas de entrada, la cual oscila entre 90 y 120 F aproximadamente, para evitar la condensacin de hidrocarburos en el contactor. El TEG rico se deposita en la parte inferior de la torre contactora desde donde se controla automticamente su descarga hacia el sistema de regeneracin .En el sistema de regeneracin, el glicol rico proveniente de la torre contactora se precalienta en un serpentn (condensador de reflujo) ubicado en el tope de la columna de destiladora del rehervidor. Luego del condensador de reflujo, la corriente de glicol es conducido a un intercambiador de calor glicol rico/glicol pobre para favorecer el desprendimiento de los vapores de hidrocarburos en el separador trifsico. Seguidamente el glicol rico pasa al separador trifsico, el cual opera a una presin de 60 psig y una temperatura de 160 F y cuya finalidad es remover gases disueltos y reducir el contenido de benceno, tolueno, etilbenceno y xileno (BTEX) en el glicol, lo que maximiza la eficiencia del control de emisiones que se produce en la columna destiladora. Este separador consta de tres cmaras internas, una de ellas donde se rompe la emulsin glicol-condensados-gas, una cmara como deposito de glicol rico, y la ultima cmara para depsitos de condensados. Los hidrocarburos lquidos generados van al sistema de recoleccin de condensado, mientras el glicol rico pasa a travs de dos etapas de filtracin. La primera esta constituida por un filtro de cartucho cuya finalidades remover las partculas arrastradas por el glicol, para evitar que se depositen en el tubo de fuego del regenerador y en las bombas y por lo tanto causen taponamientos de los intercambiadores de calor glicol/glicol. La segunda etapa de filtracin esta constituida por un filtro de carbn que permite remover las impurezas disueltas en el glicol tales como algunos hidrocarburos. El glicol rico que proviene de los filtros va al tren de precalentamiento formado por intercambiadores de calor glicol rico/glicol pobre conectados brida a brida, en los cuales se eleva su temperatura progresivamente. Luego que el glicol rico sale del tren de intercambiadores entra en una unidad de regeneracin, la cual es una torre de destilacin que se encarga de poner en ntimo contacto el glicol diluido con los vapores que suben del fondo y de esta manera ir despojando el TEG del agua que absorbi del gas hmedo. Esta torre regeneradora esta provista de un condensador de vapores y de un rehervidor; el primero tiene como funcin condensar los vapores para producir un reflujo que permitir una mejor separacin TEG-agua y el segundo proporciona el calor necesario para lograr la regeneracin [10] En condiciones tericas el regenerador cuya parte principal es el horno, puede calentarse con vapor de agua, aceite de calentamiento o fuego directo. La mxima temperatura en la pared del tubo se limita a 475 F y el flujo de calor a 6800 BTU/h*ft2el diseo debe asegurar la vaporizacin del agua hasta alcanzar la concentracin deseada. Los vapores de agua se ventean a travs de un despojador que consiste en una columna empacada equivalente a dos o tres platos. Un serpentn colocado en el tope de la torre, condensa parte del vapor para formar el reflujo en la columna. El funcionamiento de la torre permite remover la mayor cantidad de agua que el glicol absorbi del gas natural. Trabajando con TEG en una torre a presin atmosfrica, se puede lograr un grado de pureza del 98.7 % por peso, esto corresponde al punto de roco de la mezcla agua / TEG a400 F. [10]. El control de la temperatura de regeneracin es importante ya que una temperatura superior a los 405 F produce degradacin del glicol lo cual genera prdidas significativas de glicol, elevndose considerablemente los costos de reposicin de glicol. Los vapores que salen por el tope de la columna destiladora contienen aromticos y compuestos orgnicos voltiles estos son recuperados en un eliminador de BTEX (benceno. tolueno, etilbenceno y xileno) donde la temperatura de los vapores se reduce hasta su punto de condensacin. El condensado que contiene los componentes de BTEX se trasladan por gravedad y a presin atmosfrica hasta un recipiente donde se depositan hasta alcanzar un nivel determinado para luego ser descargado hacia una fosa de drenajes, el gas y los componentes no condensables se transportan hasta un mechurrio [8]. El glicol que sale del rehervidor se denomina glicol pobre. Este glicol se enva al tren de calentamiento formado por dos intercambiadores de calor donde intercambia calor con el glicol rico proveniente de los filtros paraser succionado por dos bombas, las cuales elevan la presin desde una presin atmosfrica hasta 1.300 psig para ser enviado al intercambiador de calor glicol/gas y luego llegara la torre contactora y de esa manera se completa el ciclo .Las perdidas de glicol en el proceso de deshidratacin, ya sea por degradacin natural o contaminacin, son restituidas desde el tanque de reposicin de glicol a travs de una bomba, la cual bombea glicol nuevo hacia el acumulador del regenerador. Los hidrocarburos lquidos recolectados de los separadores de gas (entrada y salida) y los separadores trifsicos son conducidos por tuberas hasta el cabezal de alimentacin de los separadores de media y de baja presin en la estacin de flujo.

FACTORESQUE PUEDEN PERTURBAR ELFUNCIONAMIENTONORMAL DE UNA PLANTA DE DESHIDRATACIN. Dentro de los factores que afectan el funcionamiento de una torre de deshidratacin se encuentran. :

PRESIN. El gas de alimentacin tiene una presin especificada en el diseo. El incremento o descenso de este parmetro afecta el funcionamiento de la planta. El incremento de la presin del gas de alimentacin, esta limitado por el espesor de los materiales de construccin y dems especificaciones de los equipos. Las presiones elevadas, superior alas especificadas en el diseo, afectan a los equipos ubicados a la entrada del sistema (separador de entrada, torre de absorcin, separador de salida e intercambiador de calor gas/glicol) y conducen a la explosin y parada sbita de la planta. El descenso de la presin en el gas de alimentacin incrementa la velocidad del gas dentro del absorbedor, y por lo tanto se puede romper el extractor de niebla del separador y del absorbedor, se puede producir espuma mecnica dentro de la torre, posible rotura o cada de los platos del absorbedor y la perdida de glicol tambin se ve afectada por el descenso de presin. La presin diferencial en los filtros sirve para indicar el momento en que los filtros estn tapados. TEMPERATURA. Del gas de alimentacin: la temperatura del gas de alimentacin es un indicador de posibles problemas que pueden ocurrir en una planta de deshidratacin. Cuando es alta, el contenido de agua aumenta en el gas de salida y, por lo tanto, el gas se sale de especificaciones. Del glicol en el rehervidor: cada tipo de glicol tiene su propio diagrama de fase. La temperatura de burbujeo del TEG es cercana a 400 F a presin atmosfrica, cuando en el regenerador la temperatura es superior a la antes indicada el glicol se degrada y es necesario cambiarlo. Cuando la temperatura del regenerador es menor a los 360 F la pureza del glicol pobre disminuye, es decir queda con agua, y por lo tanto se hace ineficiente el proceso de deshidratacin. De los vapores en el tope de la torre de regeneracin: la temperatura no debe ser mayor a 218 F para evitar perdidas excesivas del TEG por evaporacin y menor a 210F para prevenir que el agua que sale por el tope condensen y vuelvan al rehervidor a travs del empaque llenando el rehervidor con exceso de liquido. Del glicol de entrada al absorbedor: la temperatura del glicol pobre que entra al absorbedor debe mantenerse a un mnimode 10 a 15 F por encima de la temperatura del gas de alimentacin para evitar la condensacin de los hidrocarburos y los arrastres de condensados. Las perdidas altas de glicol se producen cuando la temperatura del glicol pobre es demasiado alta. CAUDAL. Del gas de alimentacin: el incremento del caudal de alimentacin,implica un aumento proporcional de galonaje de glicol en el sistema para remover todo el contenido de agua posible en el gas, a su vez la energa que alimenta el rehervidor tambin tiene que aumentar para poder retirar el agua del glicol. COMPOSICIN. Los cambios de la composicin de la carga que ms pueden afectar el funcionamiento de la planta son: Cambio en el contenido de agua del gas: el incremento en el contenido de agua en el gas obliga a aumentar, proporcionalmente, el galonaje y la carga energtica del rehervidor. No hacer los ajustes correspondientes, implica que el gas saldr de las especificaciones. Incremento del GPM en el gas de alimentacin: cuando el gas de alimentacin tiene un porcentaje muy alto de componentes pesados aumenta la tendencia a producir condensacin de los hidrocarburos lo cual a su vez facilita la formacin de espumas. Como consecuencia el gas se sale de especificaciones.

ADSORCIN: Proceso fsico que se realiza utilizando un slido que adsorbe el agua especficamente como el Tamiz molecular, gel de slice y Aluminatos (o alumina activada).Deshidratacin del Gas Natural por Adsorcin Este proceso describe cualquier proceso, donde las molculas de un fluido lquido o gaseoso puede ser retenidos en la superficie de una superficie slida o lquida, debido fundamentalmente a las fuerzas superficiales de la superficie. Los cuerpos slidos se mantienen juntos, debido a fuerzas cohesivas que generalmente no estn balanceadas en su superficie. Por esta razn, las molculas superficiales pueden atraer molculas de otros cuerpos. Lo que significa que un cuerpo slido, puede atraer otras molculas de una corriente de fluido de una manera similar a las fuerzas de atraccin magnticas. Con, lo que puede causar la adhesin de molculas del fluido a molculas de la superficie slida. Lo que en este caso concreto ocurre, ya que las molculas del agua son atradas, por las molculas de la superficie slida. Para que el proceso de adsorcin sea de alta eficiencia se requiere que el rea de adsorcin sea extremadamente grande. Luego para conseguir esta superficie se le comprime y se le coloca en envase pequeo, de tal forma que se expanda cuando tome contacto con la sustancia, que ser adsorbida El proceso de adsorcin puede ser fsico o qumico.

Adsorcin qumicaEs la unin qumica de las molculas a la superficie de los tomos. La quimisorcin ocurre cuando un enlace qumico, o intercambio de electrones, se forma. El resultado es la fijacin de la molcula en la superficie a travs de una adsorcin qumica.Adsorcin fsica Es la que ocurre por fuerzas del tipo Van der Waals, entre un tomo o una molcula y la superficie. En este caso no existe arreglo electrnico en el sistema y slo las fuerzas de atraccin electrostticas o atracciones dipolares son puestas en juego, interaccin que ocurre sin modificacin alguna de la molcula, fisisorcin.MATERIALES UTILIZADOS EN LA ADSORCIN DE AGUA EN EL GAS NATURAL Existen una gran cantidad de materiales que satisfacen algunas de los requerimientos, entre los ms utilizados son los tamices moleculares, almina activada, silica gel y carbn activado.

a.- Tamices Moleculares. Estos son compuestos cristalinos, que por lo general son silicatos. Los cuales, son desecantes altamente especializados y manufacturados para un tamao de poros definidos, con lo cual permite que el desecante sea utilizado para la adsorcin selectiva de un componente dado. Por lo general el tamao de poros de los tamices moleculares anda por el orden de los 3-10 angstroms (3-10 A). Los tamices moleculares tienen una alta aplicabilidad, en el gas que servir como materia prima para los procesos criognicos. El proceso de deshidratacin del gas natural, con el uso de tamices moleculares no es ms que la fijacin del vapor de agua a la superficie del cuerpo slido, es decir remover el vapor de agua de la corriente de gas por medio del contacto con una superficie slida, las molculas de agua son atrapadas en la superficie debido a las fuerzas intermoleculares

b.- Almina Activada. Este material esta compuesto fundamentalmente por Oxido de Aluminio . El compuesto puede ser utilizado para deshidratar corrientes de gas y lquidos, y lo mismo adsorbe hidrocarburos pesados que puedan estar presentes en la corriente de gas, pero estos hidrocarburos son difciles de remover. El desecante es alcalino y puede reaccionar con cidos. Con este material se pueden tener condiciones muy favorables en los puntos de roco de hasta menos cien grados (-100F). Este material tiene una gran utilidad, por ser altamente econmico y de alta densidad msica

c.- Silica Gel. Este es uno de los desecantes slidos de gran utilidad, esta conformado principalmente por Oxido de Silicio y se pueden obtener puntos de roco de hasta (-100F). El compuesto tambin puede adsorber hidrocarburos pesados, siendo ms fciles para remover en el proceso de regeneracin, lo que hace que el silica gel se recomiende para controlar los hidrocarburos con el punto de roco del agua en ciertas aplicaciones. El tamao promedio de los poros de la silica gel es de 20 A. El desecante es un material cido y puede reaccionar con componentes bsicos.

d.- Carbn Activado El carbn activa es un producto tratado y activado qumicamente para que tenga la capacidad de adsorcin. Se utiliza, por lo general para adsorber hidrocarburos pesados y/o solventes aplicados en la corriente de gas natural, tiene poca aplicabilidad en el proceso de deshidratacin del gas natural, al utilizar este componentes hay que tener cierto cuidado, ya que al parecer tiene problemas ambientales, que hay que controlar.

DESCRIPCIN DEL PROCESO UNIDAD DE DOS TORRES El gas hmedo entra por la parte de arriba de la torre debido a que el flujo ascendente incluso a baja velocidades causa levantamiento del lecho. El tiempo depende de la capacidad del lecho y la cantidad de agua que debe eliminarse. Mientras que el lecho se usa para el secado, el segundo lecho est siendo regenerado. Otra corriente que por lo general es el 5% o 10% de la corriente total se calienta de (400F-600F) el gas entra por la parte inferior del lecho a ser regenerado y a medida que el desecante es calentado, el agua es eliminada. El gas caliente de regeneracin es enfriado para condensar la mayor parte del agua y luego se lleva al proceso de separacin y la corriente de gas es devuelta a la corriente de gas principal de gas hmedo. Al final del ciclo de calentamiento el lecho pude estar entre 400F y 500F, este lecho debe ser enfriado antes de ser puesto en funcionamiento. En el sistema ms simple se evita el calentador y se contina pasando el gas de regeneracin hasta que el gas de salida tenga una temperatura de 25F-30F por encima de la temperatura del gas de entrada. Y una vez que la torre se conecta para la deshidratacin este se enfra a la temperatura del gas. El flujo de enfriamiento se hace en la misma direccin que el flujo de calentamiento con un flujo ascendente.

PROBLEMAS OPERACIONES EN EL PROCESO DE DESHIDRATACIN DEL GAS NATURAL A TRAVS DE LA ADSORCIN CON TAMICES MOLECULARES: Los tapones de agua daan en cierto grado los tamices moleculares, para evitar estos tapones se debe utilizar un separador a la entrada de la planta, antes del absorbedoer. Tambin hay que tener en cuenta que los cambios bruscos en la presin, la velocidad excesiva del gas y los movimientos de lecho debido al calentamiento y enfriamiento pueden causar compactacin del empaque desecante, estos problemas pueden evitarse con un buen diseo mecnico

DESHIDRATACIN POR REFRIGERACIN

Enfriamiento Directo El contenido de agua saturada en un gas decrece con el aumento de la presin o con una disminucin de la temperatura. Por, lo tanto, gases calientes saturados con vapor de agua pueden ser parcialmente deshidratados por enfriamiento directo. Los gases sujetos a la compresin son normalmente enfriados antes de ir a la lnea de distribucin. Este proceso de enfriamiento puede remover agua del gas y es de naturaleza cclica, ya que el fluido recibe calor del sistema a enfriar

El proceso de enfriamiento directo se lleva a cabo mediante el uso de refrigeracin mecnica con adicin de Inhibidores de Hidratos.Desde luego en este proceso de enfriamiento se puede remover agua del gas. En este caso el proceso ser de naturaleza cclica. Esto, es porque el fluido refrigerante recibir calor del sistema a enfriar. medio ambiente o se transmite a otro sistema, que acta como receptor de esa energa calorfica. Cuando la energa calorfica se disipa, el fluido refrigerante inicia de nuevo el ciclo. Los fluidos refrigerantes de mayor uso, en la industria del gas natural son el Propano y Metano. En este proceso hay que tener mucho cuidado con la cantidad de lquido que se acumula en los equipos. de enfriamiento del gas natural, se utiliza el Efecto de Joule- Thomson con adicin o sin adicin de inhibidores de hidratos El efecto de Joule- Thompson es el cambio en la temperatura del gas que se origina cuando el gas es expandido en condiciones isentlpicas En coeficiente de Joule y Thompson se define a travs de la siguiente ecuacin:

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POR EXPANSIN, Reduciendo la presin del gas con vlvulas de expansin y luego separando la fase lquida que se forma..- Expansin del Gas a una Baja Presin. En este proceso para obtener el El descenso de la presin de una corriente de gas produce enfriamiento, excepto cuando se trata del Helio (He) y del Hidrgeno (H) :Luego se puede concluir que el Efecto de Joule- Thompson, es el cambio de temperatura que se produce en un gas que se expande a partir de una presin constante ms baja, sin transmisin de calor. Los procesos de transmisin de calor ocurren por medio de al Conduccin, Conversin y Radiacin La Expansin del gas a una baja presin, como forma de enfriamiento se puede realizar a travs de dos diferentes procesos:

1.- Expansin Isentlpica Este proceso se utiliza cuando se necesita aumentar la recuperacin de lquidos de un gas hmedo proveniente del pozo, por lo general con alta presin. En el proceso en flujo de gas hmedo es pasado a travs de una vlvula expansora, donde la temperatura del gas disminuye, con ello se logra que una fraccin de los componentes intermisos y pesados presentes en la mezcla de gas natural se condensen. Luego los lquidos condensados son retirados del flujo de gas usando, para ello un separador de baja presin. El gas fro y seco se utiliza para preenfriar la corriente de gas hmedo que alimenta el sistema.

2.- Expansin Isentrpica. Este proceso se produce cuando la corriente de gas hmedo pasa a travs de un turboexpansor. En este caso disminuye, ocurre una disminucin de la temperatura del gas y se obtiene una cierta cantidad de trabajo, el cual se utiliza para mover los equipos de bombeo. Tambin esta disminucin de la temperatura, que la mayora de los casos es un valor apreciable, se utiliza para recuperar lquidos del gas natural. Este es el principal principio de los procesos criognicos. Es necesario hacer resaltar que la expansin isentrpica es un proceso de mucho ms efectividad, pero los costos de instalacin de equipos, son mucho mayores.

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