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“ESTUDIO TÉCNICO DEL CONTROL OPERACIONAL PARA LA IMPLEMENTACIÓN DEL TERCER TREN DE DEW POINT EN LA PLANTA YAPACANÍ" Tesis de Licenciatura en Ingeniería de Petróleo y Gas Natural.YPFB ANDINA S.A., dentro de sus actividades de desarrollo programadas para la gestión, tiene previsto ejecutar la ampliación de la Capacidad de Separación en la Planta Yapacaní, debido al incremento en la producción de los Campos Yapacaní, Patujú y Boquerón. Para el cumplimiento de estos objetivos, se contrató los servicios de BOLPEGAS S.R.L. para realizar el estudio de técnico de las condiciones necesarias para una operación óptima en la implementación del tercer tren del punto de roció.El estudio realizado busca determinar las condiciones de operación óptimas en la implementación del tercer tren de Dew Point en la Planta de Yapacaní, determinando las variables operacionales más eficientes para el control técnico de procesos, y cumplir los estándares de gas de venta previendo cualquier caída de presión en la línea de alimentación sin perjudicar las operaciones.Para la investigación realizada de las condiciones óptimas de funcionamiento de cada equipo, fue necesaria la creación de una base de datos de las condiciones de campo y el estudio de manuales de diseño que lograron una simulación eficiente, real y aplicable; además de brindar información para futuras implementaciones o redimensionamientos. La herramienta utilizada para el control de estos procesos mediante modelos termodinámicos de Peng-Robinson fue el programa de simulación de procesos químicos HYSYS V7.3 que permitió elaborar resultados evitando la formación de hidratos, o procesos fuera de especificación.El estudio pudo resolver que la implementación de válvulas Joule-Thomson para la descarga a los separadores frio favorecerían al control en los cambios de presión del caudal de ingreso sin que salga de especificaciones, donde se pudo reducir el punto de roció desde 81ºF hasta 15ºF, obteniendo una diferencia mayor entre la temperatura de gas de venta y la temperatura de rocío. Así mismo se determinó el diferencial de presión necesario en la Válvula Joule Thomson para una operación óptima en cualquier condición que pueda presentar la implementación del tercer tren de Dew Point.
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UNIVERSIDAD PRIVADA BOLIVIANA
FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA
CARRERA DE INGENIERA DE PETRLEO Y GAS NATURAL
ESTUDIO TCNICO DEL CONTROL OPERACIONAL PARA LA
IMPLEMENTACION DEL TERCER TREN DE DEW POINT EN LA
PLANTA YAPACAN
TRABAJO FINAL DE GRADO: MODALIDAD PRCTICA PROFESIONAL
Presentado por: Javier Alexandro Angulo Villarroel
Como requisito parcial para optar al ttulo de:
LICENCIATURA EN INGENIERA PETROLERA Y GAS NATURAL
Asesor Metodolgico: Ing. Julio Montecinos
Cochabamba, Agosto del 2013
i
UPB2013
RESUMEN EJECUTIVO
YPFB ANDINA S.A., dentro de sus actividades de desarrollo programadas para la gestin,
tiene previsto ejecutar la ampliacin de la Capacidad de Separacin en la Planta
Yapacan, debido al incremento en la produccin de los Campos Yapacan, Patuj y
Boquern. Para el cumplimiento de estos objetivos, se contrat los servicios de BOLPEGAS
S.R.L. para realizar el estudio de tcnico de las condiciones necesarias para una
operacin ptima en la implementacin del tercer tren del punto de roci.
El estudio realizado busca determinar las condiciones de operacin ptimas en la
implementacin del tercer tren de Dew Point en la Planta de Yapacan, determinando
las variables operacionales ms eficientes para el control tcnico de procesos, y cumplir
los estndares de gas de venta previendo cualquier cada de presin en la lnea de
alimentacin sin perjudicar las operaciones.
Para la investigacin realizada de las condiciones ptimas de funcionamiento de cada
equipo, fue necesaria la creacin de una base de datos de las condiciones de campo y
el estudio de manuales de diseo que lograron una simulacin eficiente, real y aplicable;
adems de brindar informacin para futuras implementaciones o redimensionamientos.
La herramienta utilizada para el control de estos procesos mediante modelos
termodinmicos de Peng-Robinson fue el programa de simulacin de procesos qumicos
HYSYS V7.3 que permiti elaborar resultados evitando la formacin de hidratos, o
procesos fuera de especificacin.
El estudio pudo resolver que la implementacin de vlvulas Joule-Thomson para la
descarga a los separadores frio favoreceran al control en los cambios de presin del
caudal de ingreso sin que salga de especificaciones, donde se pudo reducir el punto de
roci desde 81F hasta 15F, obteniendo una diferencia mayor entre la temperatura de
gas de venta y la temperatura de roco. As mismo se determin el diferencial de presin
necesario en la Vlvula Joule Thomson para una operacin ptima en cualquier
condicin que pueda presentar la implementacin del tercer tren de Dew Point.
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EXECUTIVE SUMMARY
YPFB Andina SA, within its planned development activities for the current administration,
plans to implement the expansion of capacity in Yapacan Separation Plant due to
increased production from the fields Yapacan, Patuj and Boquern. To fulfill these
objectives, YPFB hired the services of Bolpegas SRL for the technical study of conditions for
optimal operation in the implementation of the third train the dew point.
The study seeks to determine the optimal operating conditions in the implementation of the
third train of Dew Point Plant in Yapacan, determining the most efficient operational
variables for the technical control of processes, and reach the sales gas standards
anticipating any drop pressure in the supply line without affecting the operations.
For the investigation of the optimum operating conditions of each equipment, was
required to create a database of field conditions and study design manuals, through
which achieving an efficient simulation, real and applicable, in addition to providing
information to future implementations or resizing. The tool used to control these processes
by thermodynamic models of Peng-Robinson was the simulation software HYSYS V7.3,
obtaining an impeccable outcome, avoiding the formation of hydrates or processes out of
specification.
The study was able to resolve that implementation of valves Joule-Thomson for discharge
of the cold separators will favor the control of pressure changes in the flow of income
without leaving specifications, reducing the dew point from 81 F to 15 F and resulting in
a higher difference between the sales gas temperature and the dew point temperature. It
also determined the necessary pressure differential in Joule Thomson valve for optimal
operation in any conditions which may be involved implementation of the third train of
Dew Point.
iii
UPB2013
CONTENIDO
RESUMEN EJECUTIVO ...........................................................................................................................i
EXECUTIVE SUMMARY ........................................................................................................................ ii
LISTA DE TABLAS ................................................................................................................................ vii
LISTA DE FIGURAS .............................................................................................................................. ix
LISTA DE SMBOLOS Y ACRNIMOS ................................................................................................ xi
1 INTRODUCCIN .......................................................................................................................... 1
1.1 Antecedentes ................................................................................................................... 1
1.2 Descripcin de la Empresa .............................................................................................. 2
1.2.1 Misin .............................................................................................................................. 2
1.2.2 Visin ............................................................................................................................... 3
1.2.3 Polticas de calidad, seguridad. Medio ambiente y salud ocupacional .............. 3
1.2.4 Servicios .......................................................................................................................... 4
1.3 Descripcin del Problema ............................................................................................... 6
1.4 Justificacin ....................................................................................................................... 6
1.5 Delimitacin ....................................................................................................................... 7
2 MARCO TERICO ....................................................................................................................... 8
2.1 Simulacin .......................................................................................................................... 8
2.2 Gas Natural ...................................................................................................................... 10
2.3 Punto De Roco ............................................................................................................... 10
2.4 Diagramas de Fases de Mezclas de Dos Componentes........................................... 11
2.4.1 Punto Crtico ................................................................................................................ 12
2.4.2 Punto Cricondenbrico y Cricondentrmico ......................................................... 13
2.4.3 Condensacin retrgrada ........................................................................................ 14
2.5 Separacin A Baja Temperatura .................................................................................. 15
2.6 E-Glycol ............................................................................................................................ 15
2.7 Modelo Termodinmico ................................................................................................ 16
2.7.1 Modelo termodinmico de Peng-Robinson ............................................................ 16
iv
UPB2013
2.8 Hidratos de gas natural .................................................................................................. 17
2.8.1 Contenido de Agua en la Regin de Hidrato ........................................................ 18
2.9 Refrigeracin ................................................................................................................... 20
2.9.1 Principios Bsicos De La Refrigeracin. .................................................................... 21
2.10 Separadores .................................................................................................................... 22
2.10.1 Principios Fundamentales Considerados Para Realizar La Separacin ........... 22
2.11 Procesos De Transferencia De Calor. ........................................................................... 24
2.11.1 Calor Sensible. ......................................................................................................... 24
2.12 Intercambiadores De Calor. .......................................................................................... 25
2.13 Aeroenfriadores. ............................................................................................................. 26
2.14 Efecto Joule-Thomson .................................................................................................... 27
2.15 Compresores de gas ...................................................................................................... 28
3 OBJETIVOS................................................................................................................................. 30
3.1 Objetivo General ............................................................................................................ 30
3.2 Objetivos Especficos ...................................................................................................... 30
3.3 Metodologa .................................................................................................................... 30
3.3.1 Herramientas Empleadas ........................................................................................... 31
4 INGENIERA DEL PROYECTO ..................................................................................................... 32
4.1 Revelamiento de Datos de Campo ............................................................................. 32
4.1.1 Composicin del Gas Natural ................................................................................... 32
4.1.2 Propiedades Fisicoqumicas del Gas ........................................................................ 33
4.1.3 Especificaciones del Gas de Entrada ...................................................................... 33
4.1.4 Especificaciones del Gas de Venta ......................................................................... 33
4.1.5 Condiciones de Sitio ................................................................................................... 35
4.1.6 Condiciones iniciales de diseo en la Planta Yapacan ....................................... 36
4.2 Estudio Diagnostico ........................................................................................................ 36
4.2.1 Ciclo del Gas ............................................................................................................... 37
v
UPB2013
4.2.2 Circuito de Propano ................................................................................................... 39
4.3 Problemas Planteados ................................................................................................... 41
4.4 Simulacin de Planta Yapacan ................................................................................... 41
4.5 Parmetros de Control para Vlvulas Joule-Thomson ............................................... 46
4.6 Estudio de alternativas ................................................................................................... 49
4.6.1 Caso 1: Gas alimentado a 1200 psig ....................................................................... 49
4.6.2 Caso 2: Gas alimentado a 1150 psig ....................................................................... 50
4.6.3 Caso 3: Gas alimentado a 1100 psig ....................................................................... 50
4.6.4 Caso 4: Gas alimentado a 1050 psig ....................................................................... 51
4.6.5 Caso 5: Gas alimentado a 1000 psig ....................................................................... 52
5 ANLISIS DE RESULTADOS ........................................................................................................ 54
5.1 Resultados de la Simulacin .......................................................................................... 54
5.1.1 Resultados de las Condiciones generales ............................................................... 54
5.1.2 Resultados de la Duty en los sistemas de refrigeracin (propano) ...................... 54
5.2 Diagramas de Flujo ......................................................................................................... 55
5.3 Anlisis de Sensibilidad ................................................................................................... 55
5.3.1 Variables ptimas....................................................................................................... 59
5.4 Especificaciones ptimas de los Equipos ................................................................... 65
5.5 Especificacin Final de Gas de Venta ......................................................................... 75
6 CONCLUSIONES ........................................................................................................................ 80
6.1 RECOMENDACIONES ...................................................................................................... 80
7 BIBLIOGRAFIA ........................................................................................................................... 82
8 ANEXOS ..................................................................................................................................... 83
8.1 Diagrama de flujo de procesos. Dew Point Plant 35 MMSCFD de EXTERRAN ........ 84
8.2 Diagrama de flujo de la simulacin de Planta. Caso 1: 130 MMSCFD A 1200 PSI . 85
8.3 Diagrama de flujo de la simulacin de Planta. Caso 1: 130 MMSCFD A 1150 PSI . 86
8.4 Diagrama de flujo de la simulacin de Planta. Caso 1: 130 MMSCFD A 1100 PSI . 87
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UPB2013
8.5 Diagrama de flujo de la simulacin de Planta. Caso 1: 130 MMSCFD A 1050 PSI . 88
8.6 Diagrama de flujo de la simulacin de Planta. Caso 1: 130 MMSCFD A 1000 PSI . 89
8.7 Reporte de HYSYS V7.3. Caso 1..................................................................................... 90
8.8 Reporte de HYSYS V7.3. Caso 3................................................................................... 118
8.9 Reporte de HYSYS V7.3. Caso 3................................................................................... 145
8.10 Reporte de HYSYS V7.3. Caso 4................................................................................... 171
8.11 Reporte de HYSYS V7.3. Caso 5................................................................................... 197
8.12 Datos Generados para el Clculo del Coeficiente de Joule-Thomson ................ 224
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UPB2013
LISTA DE TABLAS
Tabla N 1: Composicin de Entrada del Gas Natural .............................................................. 32
Tabla N 2: Propiedades Fisicoqumicas de entrada del Gas Natural ..................................... 33
Tabla N 3: Especificaciones Iniciales del Gas Natural .............................................................. 33
Tabla N 4: Especificaciones Gas de Venta ................................................................................ 34
Tabla N 5: Condiciones Ambientales Planta Yapacan ........................................................... 35
Tabla N 6: Coeficientes de J-T ..................................................................................................... 48
Tabla N 7: Condiciones Operativas Admitidas- Caso 1 ........................................................... 49
Tabla N 8: Condiciones Operativas Admitidas- Caso 2 ........................................................... 50
Tabla N 9: Condiciones Operativas Admitidas- Caso 3 ........................................................... 51
Tabla N 10: Condiciones Operativas Admitidas- Caso 4 ......................................................... 51
Tabla N 11: Condiciones Operativas Admitidas- Caso 5 ......................................................... 52
Tabla N 12: Resultados de Presiones ........................................................................................... 54
Tabla N 13: Duty del Sistema de Refrigeracin ......................................................................... 55
Tabla N 14: Variables de operacin Vlvula J- T ....................................................................... 59
Tabla N 15: Condiciones Optimizadas del Intercambiadores y Chiller- Caso 1 .................... 60
Tabla N 16: Condiciones Optimizadas del Intercambiadores y Chiller- Caso 2 .................... 61
Tabla N 17: Condiciones Optimizadas del Intercambiadores y Chiller- Caso 3 .................... 62
Tabla N 18: Condiciones Optimizadas del Intercambiadores y Chiller- Caso 4 .................... 63
Tabla N 19: Condiciones Optimizadas del Intercambiadores y Chiller- Caso 5 .................... 64
Tabla N 20: Condiciones Optimizadas de los Separadores Trifsicos - Caso 1 ..................... 65
Tabla N 21: Condiciones Optimizadas de los Compresores - Caso 1 ..................................... 66
Tabla N 22: Condiciones Optimizadas de los Aeroenfriadores - Caso 1 ................................ 66
Tabla N 23: Condiciones Optimizadas de los Separadores Trifsicos - Caso 2 ..................... 67
Tabla 24 N: Condiciones Optimizadas de los Compresores - Caso 2 ..................................... 68
Tabla N 25: Condiciones Optimizadas de los Aeroenfriadores - Caso 2 ................................ 68
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UPB2013
Tabla N 26: Condiciones Optimizadas de los Separadores Trifsicos - Caso 3 ..................... 69
Tabla N 27: Condiciones Optimizadas de los Compresores - Caso 3 ..................................... 70
Tabla N 28: Condiciones Optimizadas de los Aeroenfriadores - Caso 3 ................................ 70
Tabla N 29: Condiciones Optimizadas de los Separadores Trifsicos - Caso 4 ..................... 71
Tabla N 30: Condiciones Optimizadas de los Compresores - Caso 4 ..................................... 72
Tabla N 31: Condiciones Optimizadas de los Aeroenfriadores - Caso 4 ................................ 72
Tabla N 32: Condiciones Optimizadas de los Separadores Trifsicos - Caso 5 ..................... 73
Tabla N 33: Condiciones Optimizadas de los Compresores - Caso 5 ..................................... 74
Tabla N 34: Condiciones Optimizadas de los Aeroenfriadores- Caso 5 ................................. 74
Tabla N 35: Especificaciones del Gas de Salida- Caso 1. ........................................................ 75
Tabla N 36: Especificaciones del Gas de Salida- Caso 2. ........................................................ 76
Tabla N 37: Especificaciones del Gas de Salida- Caso 3. ........................................................ 77
Tabla N 38: Especificaciones del Gas de Salida- Caso 4. ........................................................ 78
Tabla N 39: Especificaciones del Gas de Salida- Caso 5. ........................................................ 79
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UPB2013
LISTA DE FIGURAS
Figura N 1: Ubicacin de la Planta Yapacan ............................................................................. 1
Figura N 2: Diagrama tpico de fases de una mezcla con dos componentes ..................... 11
Figura N 3: Diagrama de fases de mezclas de metano y etano ............................................ 12
Figura N 4: Locus crtico de mezclas binarias de parafinas normales .................................... 13
Figura N 5: Diagrama de fases de una mezcla de dos componentes mostrando el punto
cricondentrmico y cricondenbrico. ........................................................................................ 13
Figura N 6: Expansin isotrmica en una envolvente de una mezcla binaria ..................... 14
Figura N 7: Formacin de un Hidrato .......................................................................................... 18
Figura N 8: Contenido de Agua de un Gas en equilibrio con el Hidrato (C3 5.31% C1
94.69%) ............................................................................................................................................. 19
Figura N 9 : Aeroenfriador ............................................................................................................ 27
Figura N 10: Separador de Entrada ............................................................................................ 37
Figura N 11: Intercambiador de Calor ....................................................................................... 38
Figura N 12: Chiller ......................................................................................................................... 39
Figura N 13: Separador Fro .......................................................................................................... 40
Figura N 14: Circuito de Propano ................................................................................................ 40
Figura N 15: Algoritmo de seleccin de mtodos termodinmicos ....................................... 42
Figura N 16: Eleccin de Modelo Termodinmico .................................................................... 43
Figura N 17: Ingreso de Componentes ....................................................................................... 43
Figura N 18: Saturate Link.............................................................................................................. 44
Figura N 19: Ingreso de Glicol al Sistema .................................................................................... 45
Figura N 20: Ciclo de propano .................................................................................................... 46
Figura N 21: Creacin de Utilidades ........................................................................................... 47
Figura N 22: Generacin de Datos Coeficiente de J-T ............................................................ 48
Figura N 23: Variable de operacin de la vlvula Joule-Thomson ......................................... 56
Figura N 24: Perfil de Temperaturas del Intercambiador en DPP-1 y DPP-2 ........................... 57
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UPB2013
Figura N 25 : Perfil de Temperaturas del Chiller en DPP-1 y DPP-2 .......................................... 58
Figura N 26: Perfil de Temperaturas del Intercambiador en DPP-3 ......................................... 58
Figura N 27: Perfil de Temperaturas del Chiller en DPP-3 .......................................................... 59
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UPB2013
LISTA DE SMBOLOS Y ACRNIMOS
JT Adimensional Coeficiente de Joule-Thomson
COP Adimensional Coeficiente de Rendimiento
D Pulg Dimetro
G 32,2 pie/seg2 Aceleracin de la gravedad,
H Btu/lb Entalpia
Kij Adimensional Constante de interaccin binaria para los componentes ij
P psi Presin
Pb psi
Presin de burbuja
Pc psi
Presin Crtica
Pcb psi
Presin Cricondenbrica
R m2 kg s-2 K-1 mol-1 Constante Universal de los Gases
Re Adimensional Nmero de Reynolds,
T F
Temperatura
Tb F
Temperatura de burbuja
Tc F
Temperatura Crtica
Tcb F
Temperatura Cricondenbrica
S Btu/lb F
Entropia
wi Adimensional Factor acntrico del componente i
ACOL
Air Cooler Exchanger
API
American Petroleum Institute
ASME
American Society of Mechanical Engineers
ANSI
American National Standards Institute
ASTM
American Society of Testing Materials
Bbls
Precio de barril de petrleo en dlares americanos
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UPB2013
BOLPEGAS
Bolivia Petrolero y Gas Asociados
BPD
Barriles por da
CT
Coiled tubing
dP
Diferencial de presin
DP
Dew Point
EDR
Exchanger Design and Rating
EGLYCOL
Etilenglicol
GLP
Gas Licuado de Petrleo
GNL
Gas Natural Licuado
HYSYS
Software de simulacin de procesos qumico-industriales
J-T
Joule-Thomson
P&ID
Piping and Instrumentation Diagram
PFD
Proccess Flow Diagram
MMSCFD
Millones de pies cbicos estndar
YPC
Yapacan
YPFB
Yacimientos Petrolferos Fiscales Bolivianos
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UPB2013
1 INTRODUCCIN
1.1 Antecedentes
La Planta de Yapacan, observada en la Figura N 1, se encuentra ubicada a
230 kilmetros al noreste de Santa Cruz de la Sierra, este procesa el gas natural que
producen los campos cercanos como Patuj, Boquern, Puerto Palos, Palacios y
Enconada. Es el principal centro de acopio, proceso y distribucin de gas del pas.
Figura N 1: Ubicacin de la Planta Yapacan
Fuente: Google Earth 2013
YPFB ANDINA S.A., dentro de sus actividades de desarrollo, tena previsto ejecutar la
ampliacin de la capacidad de procesamiento en la Planta Yapacan, debido al
incremento en la produccin de los Campos Yapacan, Patuj y Boquern. Para la
ejecucin de esta actividad se llev a cabo el traslado el traslado de la planta Vbora
con una capacidad de procesamiento de 60 MMSCFD.
El procesamiento de la planta de Yapacan tiene como objetivo la adecuacin del
punto de roci, tambin conocido por su nombre en ingls Dew Point Process, con el
objetivo de adecuar el gas para la venta. Bajando su punto de roci se evitar
condensaciones y mitigara corrosin en las tuberas.
La planta de Yapacan previa ampliacin tena dos trenes de Dew Point, a los cuales se
sum un tercero para poder aumentar su capacidad de produccin. El primer tren y
segundo tren de la planta Yapacan tienen capacidad de proceso de 35 MMSCFD, por
2
UPB2013
lo tanto con el traslado del tercer tren la capacidad de procesamiento llegara a ser
de 130 MMSCFD. Para alcanzar el objetivo de utilizar la mxima capacidad de
procesamiento, YPFB Andina adjudico a la empresa Bolpegas S.R.L. el estudio de la de
los procesos de la planta para conseguir las condiciones ptimas de operacin y
entregar un producto dentro de estndares de gas de venta, as mismo lograr un
proceso eficiente sin que la variacin de presiones de ingreso afecte las
especificaciones del producto.
1.2 Descripcin de la Empresa
BOLPEGAS S.R.L es una compaa de servicios petroleros con ms de 15 aos de
experiencia en el sector de hidrocarburos en Bolivia. Gracias a su destacada labor en
estos ltimos aos cuenta con respaldo de empresas internacionales y representaciones.
El nacimiento de BOLPEGAS S.R.L. est ntimamente ligado al desarrollo de la industria
petrolera y, por ende, a la historia de YPFB.
En 1997 un grupo de profesionales bolivianos, ex trabajadores de YPFB, se asocian con la
finalidad de crear una empresa de servicios que satisfaga las demandas del sector de
hidrocarburos y otros sectores productivos.
El 14 de marzo de 1997, nace la empresa inicialmente con el nombre de Bolivian Oil and
Gas, Consultants & Services, S.R.L. adquiriendo posteriormente en fecha 11 de Mayo de
1997 su actual denominacin Bolivia Petrleo y Gas, Consultores y Servicios, conocida por
sus siglas BOLPEGAS S.R.L.
1.2.1 Misin
BOLPEGAS S.R.L. es una empresa certificada internacionalmente, comprometida con el
desarrollo industrial y tecnolgico del pas, que ofrece sus servicios de gerenciamiento y
fiscalizacin de proyectos, auditorias tcnicas e ingeniera conceptual, bsica y de
detalle a empresas industriales en general y en especial a las del sector de hidrocarburos.
Est enmarcada dentro de las normas de calidad, higiene y seguridad industrial, salud
ocupacional y proteccin del medio ambiente.
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UPB2013
1.2.2 Visin
BOLPEGAS S.R.L. proyecta constituirse en empresa lder a nivel nacional, con tecnologa
de punta, capaz de crear y desarrollar procedimientos y tecnologas propias, contar con
los mejores profesionales y ser un referente del rubro en Latinoamrica.
1.2.3 Polticas de calidad, seguridad. Medio ambiente y salud ocupacional
La poltica de Calidad, Seguridad, Medio ambiente y Salud Ocupacional de BOLPEGAS
S.R.L. es entregar a sus clientes obras y/o servicios con una calidad que est de acuerdo
con los diseos suministrados y los requerimientos contractuales, dentro de los costos y
tiempos pactados, cumpliendo con las normas tcnicas, requisitos legales y de otro tipo
en materia de seguridad, medio ambiente y salud ocupacional.
Minimizando y previniendo los riesgos fsicos y de salud ocupacional para sus
empleados y otras partes interesadas, mediante la identificacin de peligros,
evaluacin y control de riesgos.
Preservando el medio ambiente de su entorno de servicio previniendo la
contaminacin del mismo.
Dando condiciones de trabajo seguras, saludables y ambientalmente amigables a sus
empleados.
Promoviendo la mejora continua en todas sus actividades.
Proporcionando de esta manera a sus clientes la satisfaccin que estos esperan de los
servicios de la empresa.
Para hacer realidad la poltica antes mencionada, la gerencia de la compaa ha
decidido desarrollar un sistema integrado de gestin de calidad, seguridad, medio
ambiente y salud ocupacional, siguiendo los lineamientos indicados en las normas
vigentes ISO 9001:2000, OHSAS 18001:2007 e ISO 14001:2004, el cual debe ser aplicado
tanto en las actividades cotidianas de la empresa como en los servicios que la misma
presta a sus clientes.
4
UPB2013
1.2.4 Servicios
1.2.4.1 Gerenciamiento y Fiscalizacin de proyectos de construccin
BOLPEGAS S.R.L. tiene bien definida su estructura institucional para brindar este servicio a
los clientes que estn encarando un proyecto en fase de construccin con los siguientes
objetivos concretos:
Verificar la correcta ejecucin de las obras y el fiel cumplimiento de un contrato.
Verificando los procedimientos operativos y de gestin del constructor y el proyecto
ejecutivo cuidando que cumplan con las normas y estndares aplicables al proyecto.
Asegurando la calidad de las obras.
Formulando los estados de pago en concordancia con el avance de las obras.
Formulando soluciones a las falencias del proyecto y evaluar las alternativas.
Vigilando que se cumplan las leyes laborales correspondientes en la obra.
1.2.4.2 Ingeniera de proyectos
La capacidad tcnica y operativa permite brindar un amplia y muy variada cartera de
servicios para el desarrollo de proyectos en cualquiera de sus fases: ingeniera conceptual,
ingeniera bsica e ingeniera de detalle en la industria del petrleo, gas y en la Industria
en general.
Los proyectos pueden estar definidos para ampliacin de la capacidad de produccin,
instalacin de una nueva lnea de produccin, obtencin de soluciones a problemas de
procesos, en todas las reas de los procesos industriales.
Se dispone de una modelo de pensamiento, gestin y conocimiento, desarrollado bajo
procedimientos de gestin garantizados por una permanente capacitacin de nuestros
recursos humanos.
1.2.4.3 Auditorias Tcnicas
Auditora tcnica, en su aceptacin ms amplia significa verificar si la informacin tcnica
y operacional que se muestra es confiable, veraz y oportuna.
Es revisar que los hechos, fenmenos y operaciones se desarrollan en la forma como
fueron planeados: que las polticas, lineamientos y especificaciones establecidas son
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UPB2013
observados y respetados; que se cumple lo prescrito en los manuales de operacin,
mantenimiento y control de calidad en general.
La experiencia adquirida ms la capacidad permanente de profesionales permite
encarar auditorias tcnicas en los siguientes campos:
Proyectos y Construccin.
Calidad, Seguridad y Medio Ambiente.
Ingeniera Mecnica, Instrumental, Elctrica y Civil.
Cumplimiento del uso de manuales operativos y de seguridad.
Auditorias de Sistemas Regulatorios.
Auditorias de Sistemas de Seguridad Operativa.
1.2.4.4 Consultoras tcnicas y de Ingeniera
La empresa se encarga del asesoramiento tcnico en las diversas fases de un proyecto,
como ser ingeniera conceptual, ingeniera bsica e ingeniera de detalle, referidas a las
siguientes reas:
Proyectos y construcciones industriales.
Calidad, Seguridad y Medio Ambiente.
Ingeniera Qumica, Mecnica, Instrumental, Elctrica y Civil.
Operaciones, mantenimiento y proyectos de ductos y plantas.
1.2.4.5 Auditorias tcnico - econmicas
La empresa verifica los procedimientos tcnicos y las gestiones econmicas en las
siguientes actividades:
Operaciones y procesos industriales.
Programas de mantenimiento y su ejecucin.
Desarrollo de Proyectos Industriales.
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UPB2013
1.2.4.6 Provisin de Recursos Humanos
La empresa pone al servicio de sus clientes una amplia base de datos que rene a
profesionales desde tcnicos medios especializados hasta experimentados ingenieros a
nivel mundial.
En base a sus hojas de vida, evalan, califican y recomiendan las mejores alternativas
para cargos vacantes en las empresas clientes.
1.3 Descripcin del Problema
YPFB Andina requiere el estudio de las instalaciones de procesamiento ya existentes en la
planta Yapacan ms la incorporacin de un tercer tren de Dew Point. De esta manera,
determinar las condiciones de operacin ideales para no efectuar modificaciones
estructurales en los trenes ya existentes, adems de manejar un margen en la presin de
ingreso del gas para poder efectuar sus operaciones sin afectar las condiciones del gas
de venta.
Se requiere un estudio de los procesos por medio de simulaciones en cada tren de Dew
Point, para conocer la variacin de condiciones que sufrir el proceso por la diferencia de
presiones en las que operar con la implementacin del tercer tren de adecuacin del
punto de roci. De esta manera generar alternativas de operacin buscando optimizar los
procesos y evitar cambios en las instalaciones existentes o nuevas implementaciones.
1.4 Justificacin
El gas natural es transportado generalmente por gasoductos, donde una serie de cambios
de las condiciones a lo largo de las lneas de transmisin, como cadas de presin y
aumento del punto de roco, ocasionan condensacin del producto, lo cual es
considerado un problema para el transporte del mismo y hace necesario la instalacin de
plantas compresoras y de control del punto de roco del gas natural.
Una de las necesidades que evala constantemente la industria del gas natural es la
transicin del mismo a travs de las facilidades de superficie de produccin; ya que a lo
largo de esta operacin se presentan ciertos inconvenientes que repercuten en la
recomendable funcin de estas facilidades, como cadas de presin, por lo que obliga a
mantener un programa control constante. Por este motivo, se evalan tcnicas que
optimicen el proceso de control de Dew Point para evitar programas de mantenimiento o
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UPB2013
no alcanzar las condiciones de un gas que cumpla las exigencias de transporte para el
mercado nacional y de exportacin.
El estudio mediante simulaciones en los procesos de Dew Point, a diferentes presiones de
ingreso de alimentacin, determinar los cambios necesarios que se necesitaran para
maximizar la capacidad de procesamiento en la planta con el tercer tren de Dew Point.
Por consiguiente, recolectar una base de datos para el control de procedimientos y un
estudio analtico de alternativas generadas por las simulaciones, donde se elaborar
recomendaciones precisas sobre las operaciones que se llevaran a cabo.
1.5 Delimitacin
El presente informe presenta la evaluacin tcnica de las diferentes condiciones de
operacin de la planta de acuerdo a su variacin en la presin del gas de alimento en el
proceso de acondicionamiento del punto de roco, buscando operar la planta a su
mxima capacidad de 130 MMSCF y entregando un producto bajo estndares de
transporte.
Se procedi a la creacin de una simulacin de los trenes de Dew Point de la Planta de
Yapacan en 5 condiciones de presin, tomando en cuenta la variacin de presiones que
sufrir el proceso en la adecuacin de la planta ms la graduacin del diferencial de
presin preciso para la operacin de vlvulas J-T.
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UPB2013
2 MARCO TERICO
Para la elaboracin de este informe se hizo una revisin bibliogrfica de libros, manuales y
revistas los cuales estn debidamente citados en la bibliografa. En ellos se hall material
significativo que facilito la comprensin de algunos aspectos tericos relacionados con el
tema de estudio. Los conceptos complementaron y facilitaron la comprensin del
problema y as mismo otorgaron herramientas alternativas para su resolucin.
Las nociones principales para el estudio del caso son:
2.1 Simulacin
La simulacin es el proceso de disear un modelo fsico o matemtico de un sistema real y
llevar a cabo experiencias con la finalidad de comprender el comportamiento del sistema
o de evaluar nuevas estrategias dentro de los lmites impuestos por un criterio o conjunto
de ellos. A pesar de su utilidad la simulacin no puede considerarse como un mtodo
capaz de resolver todo tipo de situaciones, aun contando con la ayuda de lenguajes
especializados para la simulacin. La realizacin de un estudio de simulacin comprende
un esfuerzo y un consumo de recursos no despreciable en cualquiera de sus fases:
definicin del problema, recoleccin de la informacin, construccin del modelo,
programacin del mismo y ejecucin. Sistemas complejos pueden conducir a programas
largos y complejos que requieran cantidades importantes de recursos computacionales.
Sin embargo, la simulacin por sus caractersticas y por los desarrollos computacionales
que se ha logrado en los ltimos aos, sigue presentando una serie de ventajas que no
solo la convierten en el procedimiento ms adecuado en muchos casos, sino que hacen
que sea la nica alternativa tecnolgica entre otras.
Se puede construir un modelo fsico cuando:
Existe una formulacin matemtica completa del problema, o no se han desarrollado
aun los mtodos analticos para resolver el modelo matemtico.
Existen los mtodos analticos, pero las hiptesis simplificadas, necesarias para su
aplicacin, desvirtan las soluciones obtenidas y su interpretacin.
Los mtodos analticos existen, y en teora estn disponibles, pero los procedimientos
numricos son tan arduos y complejos que un modelo fsico constituye un mtodo
ms sencillo para obtener una solucin.
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Es deseable observar una historia simulada del proceso dentro de un horizonte
temporal dado para poder estimar ciertos parmetros.
La simulacin constituye la mejor alternativa por la dificultad de realizar experiencias
en el contexto real.
Se puede construir un modelo matemtico cuando:
Es difcil predecir las propiedades termodinmicas de un fluido o de las corrientes de
un proceso determinado.
No se han desarrollado los modelos analticos para resolver el modelo fsico.
Los mtodos analticos existen, pero los procedimientos de clculo son tan difciles y
complejos que un modelo matemtico constituye un mtodo ms simple y rpido
para alcanzar la solucin del problema.
Las limitaciones en la aplicacin de una simulacin para lograr la resolucin de problemas
pueden ser:
La simulacin es costosa en horas de desarrollo.
Suele ser muy difcil la validacin del modelo y de los resultados.
La corrida, anlisis e interpretacin de los resultados suele requerir personal con
conocimientos estadsticos.
La aceptacin de los resultados requiere un elevado conocimiento del modelo
empleado.
Las aplicaciones de los modelos para la realizacin de los experimentos de simulacin no
se utilizan exclusivamente para predecir el comportamiento de sistemas reales, sino que
pueden ser empleados en otro tipo de tareas. Algunas de estas tareas son las siguientes:
Diagnosis: El modelo se emplea como representacin profunda del sistema, sobre el
que es posible determinar las causas que generan una desviacin respecto a un
comportamiento terico.
Control basado en modelos: El modelo se emplea para determinar las posibles
acciones a realizar sobre el sistema que conducirn al mismo a una determinada
situacin.
Optimizacin: El modelo se emplea para determinar situaciones del proceso en las
que se logra una mejora del rendimiento.
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UPB2013
Enseanza: El modelo se utiliza para que una persona estudie el comportamiento del
sistema al que modela. Este tipo de sistema se ha empleado en multitud de
circunstancias.
2.2 Gas Natural
El gas natural es una mezcla de hidrocarburos parafnicos livianos como el metano, etano,
propano, iso-butano, n-butano, iso-pentano, n-pentano, hexanos, heptanos, octanos, etc.
y algunas sustancias contaminantes como el H2S, CO2, N2, H2O y varios otros compuestos
qumicos presentes en menores cantidades.
Una caracterstica importante es que la mayor proporcin del gas natural es gas metano,
este compuesto qumico le da una caracterstica global gaseosa en condiciones
ambientales. Por este motivo se conoce como gas natural.
El gas se acumula en yacimientos subterrneos en regiones geolgicas conocidas como
"cuencas sedimentarias de hidrocarburos" y puede existir en ellas en forma aislada o
mezclado con el petrleo.
El gas natural puede encontrarse asociado con el crudo a ser extrado de un pozo, o estar
libre o no asociado, cuando se encuentra en un yacimiento de gas. El gas natural se
define de acuerdo con su composicin y sus propiedades fisicoqumicas que son
diferentes en cada yacimiento y su procesamiento busca enmarcarlo dentro de unos
lmites de contenido de componentes bajo una norma de calidad establecida.
El gas natural puede ser utilizado como combustible de motores o como materia prima
para diversos procesos petroqumicos para la produccin de polmeros, metanol,
fertilizantes, reduccin de hierro, etc.
La popularidad del uso del gas natural se increment, como efecto de las restricciones
ambientales estrictas sobre la contaminacin al medio ambiente y sobre todo por el
aumento del precio del petrleo en los ltimos aos. En las siguientes pginas mostramos
algunos tpicos importantes en la industria del gas natural.
2.3 Punto De Roco
La Norma API 14.1 define al punto de roci como la temperatura en la cual los
condensados de hidrocarburos comienzan primero a formar un deposito visible de gotas
en la superficie, cuando el gas se enfra a una presin constante.
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Cuando el gas es transportado en gasoductos, se debe considerar el control de la
formacin de hidrocarburos lquidos en el sistema. La condensacin de lquidos representa
un problema en la medicin, la cada de presin y la opresin segura.
Para prevenir la formacin de lquidos en el sistema, se requiere controlar el punto de roco
de los hidrocarburos por debajo de las condiciones de operacin del gasoducto. En vista
de que las condiciones de operacin son fijadas por las condiciones ambientales, el flujo
en una sola fase solo puede asegurarse mediante la remocin de los hidrocarburos
pesados contenidos en el gas.
2.4 Diagramas de Fases de Mezclas de Dos Componentes
El comportamiento de una mezcla de dos componentes no es simple como el
comportamiento de una substancia pura. La curva de presin de vapor no es
representada por una sola lnea, si no existe una regin amplia en la que dos fases
coexisten como podemos denotar en la Figura N 2. Esta regin es denominada como
envolvente de saturacin, envolvente de fases o regin bifsica. La figura 3.9 ilustra un
diagrama tpico de una envolvente de fases para una mezcla de dos componentes. La
regin bifsica est limitada en sus fronteras por un lado por la lnea de punto de
ebullicin y por el otro lado por la lnea de punto de roco.
Figura N 2: Diagrama tpico de fases de una mezcla con dos componentes
Fuente: GPSA Engineering Data Book
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2.4.1 Punto Crtico
La definicin del punto crtico que se utiliza para substancias puras no se aplica a una
mezcla de dos componentes. En una mezcla de dos componentes, lquido y gas pueden
coexistir a temperatura y presin por encima de la temperatura y presin crtica. Se debe
notar que la envolvente de saturacin existe a temperaturas superiores a la temperatura
crtica y a presiones por encima de la presin crtica. As, es posible definir que en una
mezcla el punto crtico es simplemente el punto donde la lnea de puntos de ebullicin y
la lnea de punto roco se juntan, punto donde las propiedades de lquido y gas llegan a
ser idnticos.
La Figura N 3 muestra lneas de presin de vapor para dos substancias puras y la
envolvente de saturacin resultante de la mezcla de ambas substancias puras, puede
verificarse que la envolvente se encuentra entre las lneas de presin de vapor de las dos
substancias. Por otro lado, la presin crtica de la mezcla de dos componentes
usualmente es superior a la presin crtica de cada uno de los componentes. La Figura 4
muestra el diagrama de fases para ocho mezclas de metano y etano, as como las lneas
de presin de vapor de ambas substancias puras. La lnea resultante de la unin de los
puntos crticos de las distintas mezclas se define como locus de puntos crticos.
El locus crtico de sistemas binarios compuestos por hidrocarburos parafinados normales
son mostrados en Figura N 4.
Figura N 3: Diagrama de fases de mezclas de metano y etano
Fuente: (6)
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Figura N 4: Locus crtico de mezclas binarias de parafinas normales
Fuente: (6)
2.4.2 Punto Cricondenbrico y Cricondentrmico
La mayor temperatura de la envolvente de saturacin es denominada como punto
cricondentrmico y la presin mxima en la envolvente de saturacin define el punto
cricondenbrico. Estas condiciones son ilustradas en la Figura N 5.
Figura N 5: Diagrama de fases de una mezcla de dos componentes mostrando el punto
cricondentrmico y cricondenbrico.
Fuente: (6)
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2.4.3 Condensacin retrgrada
En una sustancia pura una disminucin en la presin permite un cambio de fase lquida a
fase gaseosa en la lnea de presin de vapor. Sin embargo, en una mezcla de dos
componentes una disminucin de presin produce un cambio de fase de lquido a gas a
temperaturas inferiores a la temperatura crtica.
Si consideramos una disminucin de presin isotrmica, como ilustra la Figura N 6, la
presin disminuye desde el punto 1 hasta alcanzar la lnea de dew point e iniciar la
formacin de lquido en 2. En el punto 3, el sistema contiene 25% de lquido en volumen y
75% de gas. Esto significa que una disminucin de presin ha causado un cambio de gas
a lquido. Este comportamiento es exactamente contrario al que se poda esperar y de ah
el nombre de condensacin retrgrada. Si continuamos disminuyendo la presin desde el
punto 3 la cantidad de lquido empezar a disminuir hasta alcanzar nuevamente la lnea
de punto de roco donde el sistema adopta nuevamente la fase gaseosa. Se debe notar
que existen dos puntos de roco, un punto de roco superior o retrgrado, y el punto de
roco inferior. La regin de condensacin retrgrada ocurre entre la temperatura crtica y
la temperatura cricondentrmica. Una situacin similar ocurre cuando se cambia la
temperatura a presin constante entre la presin crtica y la presin cricondenbrica.
Figura N 6: Expansin isotrmica en una envolvente de una mezcla binaria
Fuente: (9)
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2.5 Separacin A Baja Temperatura
Para la reduccin del punto de roco se puede usar dos mtodos: Si hay suficiente presin
disponible, se puede usar una refrigeracin por expansin en un sistema LTS (Separacin a
baja temperatura). El sistema de refrigeracin por expansin utiliza el efecto Joule
Thomson para reducir la temperatura mediante expansin. Esta reduccin de
temperatura permite adems de la condensacin de los hidrocarburos, la condensacin
de agua, por lo que el proceso puede permitir la remocin de hidrocarburos y agua en
una misma unidad.
El punto de roco que puede alcanzarse esta limitado tanto por la cada de presin
disponible como por la composicin del gas. Este proceso es atractivo donde se puede
lograr suficiente remocin de lquidos a las condiciones de operacin disponibles. A este
proceso se le inyecta glicol al gas de alta presin para reducir el punto de roco del agua.
El uso de glicol ayuda a asegurar que no habr formacin de hidratos.
2.6 E-Glycol
El etilenglicol (sinnimos: etanodiol, glicol de etileno, glicol) es un compuesto qumico que
pertenece al grupo de los dioles. El etilenglicol es un lquido transparente, incoloro,
ligeramente espeso como el almbar y leve sabor dulce. Por estas caractersticas
organolpticas se suele utilizar distintos colorantes para reconocerlo y as disminuir las
intoxicaciones por accidente. A temperatura ambiente es poco voltil, pero puede existir
en el aire en forma de vapor. Se fabrica a partir de la hidratacin del xido de etileno
(epxido cancergeno).
Se utiliza como anticongelante en los circuitos de refrigeracin de motores de combustin
interna, como difusor del calor, para fabricar compuestos de polister, y como disolvente
en la industria de la pintura y el plstico. El etilenglicol es tambin un ingrediente en
lquidos para revelar fotografas, fluidos para frenos hidrulicos y en tinturas usadas en
almohadillas para estampar, bolgrafos, y talleres de imprenta.
El glicol (HO-CH2CH2-OH) se denomina sistemticamente 1,2-etanodiol. Se trata del diol
ms sencillo, nombre que tambin se emplea para cualquier poliol. Su nombre deriva del
griego glicos (dulce) y se refiere al sabor dulce de esta sustancia. Por esta propiedad ha
sido utilizado en acciones fraudulentas intentando incrementar la dulzura del vino sin que
el aditivo fuera reconocido por los anlisis que buscaban azcares aadidos. Sin embargo
es txico y produce disfuncin renal.
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El glicol es una sustancia ligeramente viscosa, incolora e inodora con un elevado punto de
ebullicin y un punto de fusin de aproximadamente -12 C (261 K). Se mezcla con agua
en cualquier proporcin.
El glicol se utiliza como aditivo anticongelante para el agua en los radiadores de motores
de combustin interna, es el principal compuesto del lquido de frenos de vehculos y
tambin es usado en procesos qumicos como la sntesis de los poliuretanos, de algunos
polisteres, como producto de partida en la sntesis del dioxano, la sntesis del
glicolmonometileter o del glicoldimetileter, como disolvente, etc.
2.7 Modelo Termodinmico
Los Modelos Termodinmicos son desarrollos matemticos que permiten evaluar el
comportamiento termodinmico de una sustancia pura o de una mezcla bajo
condiciones dadas (P, T, polaridad, etc.), a travs de un programador. Entre los modelos
Termodinmicos se encuentran: los modelos especiales, especialmente usados en la
industria petrolera, como: Chao-Seader, API sour-water method, etc.; las ecuaciones de
estado, como: Peng Robinson, Redlich-Kwong-Soave, ideal gas law, Predictive SRK, etc.; y
los modelos de coeficiente de actividad, dentro de los que destacan: Flory-Huggins,
UNIQUAC, UNIFAC, Van Laar, NRTL y Wilson. Para la seleccin adecuada de los mtodos
termodinmicos en un caso de estudio, se puede emplear el siguiente diagrama de
decisin en funcin de las propiedades de los componentes involucrados.
2.7.1 Modelo termodinmico de Peng-Robinson
La ecuacin de Peng-Robinson fue desarrollada en 1976 para cumplir los siguientes
objetivos:
Los parmetros haban de poder ser expresados en funcin de las propiedades
crticas y el factor acntrico.
El modelo deba ser razonablemente preciso cerca del punto crtico, particularmente
para clculos del factor de compresibilidad y la densidad lquida.
Las reglas de mezclado no deban emplear ms que un parmetro sobre las
interacciones binarias, que deba ser independiente de la presin, temperatura y
composicin.
La ecuacin deba ser aplicable a todos los clculos de todas las propiedades de los
fluidos en procesos naturales de gases.
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El modelo es el siguiente:
Ec.(1)
Donde
Ec.(2)
Ec. (3)
Tci = Temperatura crtica
Pci= Presin crtica
( )
( ) Ec.(4)
Ec. (5)
Ec. (6)
( ) Ec. (7)
Ec. (8)
wi = Factor acntrico del componente i
Kij = Constante de interaccin binaria para los componentes ij
2.8 Hidratos de gas natural
El hidrato es un slido complejo cristalino estable, con apariencia de hielo pero posee una
estructura diferente. Se forma en sistemas de gas o de lquidos recuperados del gas
natural (GLN), cuando el gas o el lquido est en o por debajo del punto de roco del
agua, normalmente cuando hay presencia de agua lquida sin embargo; no
necesariamente tiene que darse esta condicin, pues una vez que el gas este saturado, el
18
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agua libre puede pasar directamente de vapor a slido sin formar lquido. La temperatura
de formacin de hidrato a una presin dada depende de la composicin del gas.
Tradicionalmente se han reconocido dos estructuras cristalinas para los hidratos que se
forman con el gas natural llamadas simplemente Estructura I y II; en las cuales las
molculas de agua forman el enrejado, y los hidrocarburos, el N2, CO2, y H2S ocupan las
cavidades. Las molculas ms pequeas (CH4, C2H6, CO2 y H2S) estabilizan formando un
cuerpo cbico centrado llamado Estructura I, y las molculas ms grandes (C3H8, i-C4H10,
n-C4H10) forman un enrejado tipo diamante llamado Estructura II.
Las molculas ms grandes que el n-C4H10 no forman hidratos de Estructuras I y II; sin
embargo, estudios recientes indican que algunas isoparafinas y cicloalcanos ms grandes
que el pentano forman hidratos de Estructura H.
Cuando se forman hidratos stos tienden a bloquear tuberas, equipos e instrumentos,
restringiendo o interrumpiendo el flujo como se puede apreciar en la Figura N 7. En tomas
de presin de medidores e indicadores, producen falsas lecturas de presin y errores de
medicin. Una vez que se forman los hidratos su remocin es bastante difcil.
Figura N 7: Formacin de un Hidrato
Fuente: (3)
2.8.1 Contenido de Agua en la Regin de Hidrato
La Figura 8 se basa en el supuesto de que la fase de agua condensada es un lquido. Sin
embargo, a temperaturas por debajo de la temperatura de hidrato del gas, la fase
condensada ser un slido (hidrato).
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El contenido de agua de un gas en equilibrio con un hidrato, ser menor que en equilibrio
con un lquido metaestable. Esto se conoce como la zona de advertencia Warning en
la Figura 8. (Zona de lneas punteadas).
La formacin de hidratos es un proceso dependiente del tiempo. La rata a la cual se
forman los cristales de hidrato depende de varios factores que incluyen, composicin del
gas, presencia de sitios nucleares de cristales en la fase lquida, grado de agitacin, etc.
Durante esta transicin (perodo de formacin del hidrato), el agua lquida presente se
denomina liquido metaestable.
Agua metaestable es agua lquida la cual, en equilibrio existir como un hidrato. En la
Figura N 8 se muestra el contenido de agua de un gas en equilibrio con el hidrato y se
compara con el contenido de agua metaestable.
El contenido de agua para gases en la regin de hidrato es fuertemente dependiente de
la composicin, luego la Figura N 8 no debe extrapolarse para otras composiciones.
Figura N 8: Contenido de Agua de un Gas en equilibrio con el Hidrato (C3 5.31% C1 94.69%)
Fuente: (7)
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Cuando se disean sistemas de deshidratacin (particularmente con TEG) para cumplir
con especificaciones drsticas de bajos puntos de roco de agua, se requiere determinar
el contenido de agua del gas en equilibrio con un hidrato usando una correlacin.
Si se usa una correlacin metaestable, se puede sobreestimar el contenido de agua
saturada del gas a la especificacin de punto de roco, y como resultado se puede llegar
a un diseo que no puede alcanzar la remocin de agua requerida.
2.9 Refrigeracin
La refrigeracin mecnica es el proceso mediante el cual se reduce la temperatura de
una sustancia por debajo de la que prevalece en su ambiente. La industria de procesos
qumicos es uno de los usuarios ms importantes de las instalaciones de refrigeracin.
La refrigeracin se emplea para remover el calor de reacciones qumicas, licuar gases de
proceso, separar gases por destilacin y condensacin, y tambin purificar productos
mediante la congelacin de separacin selectiva de un componente de una mezcla
lquida. La refrigeracin se emplea tambin en forma amplia en el acondicionamiento de
aire de zonas de plantas industriales y aplicaciones asociadas con procesos y el
aprovechamiento trmico ambiental.
Cuando no se dispone de suficiente presin para operar un sistema LTS. Una alternativa al
proceso de refrigeracin por expansin es usar un sistema de refrigeracin mecnica para
remover los compuestos pesados y reducir el punto de roco.
La presin del gas a travs del proceso se mantiene constante. El gas es pre-enfriado y
luego enfriado con el Chiller hasta una temperatura determinada. El lquido se separa en
el Separador de Baja temperatura. La temperatura del separador es fijada para
proporcionar el punto de roco deseado. Esta especificacin de temperatura debe
considerar el gas recombinado que proviene de la estabilizacin, adems de las
variaciones de presin del gas de alimentacin. Se recomienda tomar previsiones para
evitar la formacin de hidratos, bien sea por medio de deshidratacin o por inyeccin de
glicol.
El trmino refrigeracin implica el mantenimiento de una temperatura menor a la de los
alrededores. Como la temperatura debe mantenerse baja, es necesario absorber
continuamente calor a un nivel bajo, lo cual requiere un proceso de flujo continuo. Una
forma de absorber calor a baja temperatura es por medio de la evaporacin de un
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UPB2013
lquido cuyas propiedades sean tales que a la presin de evaporacin, la temperatura de
ebullicin sea baja.
Para la operacin continua, el fluido evaporado debe regresarse a su estado lquido
original para as pueda absorber nuevamente calor a un bajo nivel de temperatura. La
serie completa de etapas por las cuales pasa el fluido constituye el ciclo de refrigeracin.
Los sistemas de refrigeracin son comunes en las industrias procesadoras de gas natural y
en los procesos relacionados con la refinacin del petrleo, industrias qumicas y
petroqumicas.
Algunas aplicaciones de la refrigeracin incluyen el recobro de los lquidos del gas natural
(LGN), recobro de los gases licuados del petrleo (GLP), control del punto de roco de
hidrocarburos, fraccionamiento de hidrocarburos para altos reflujos de condensacin y
plantas de gas natural licuado (GNL).
2.9.1 Principios Bsicos De La Refrigeracin.
La refrigeracin se basa primordialmente en dos principios bsicos conocidos como la
primera y segunda ley de la termodinmica. La primera de ellas establece que la energa
no se crea ni se destruye. Si desaparece energa en una forma, debe desaparecer en
otra, es decir, no puede aparecer energa en una manifestacin sin que se registre una
reduccin correspondiente en otra de sus formas.
La segunda ley de la termodinmica indica que ningn sistema puede recibir calor a una
temperatura dada y rechazarlo o emitirlo a una temperatura superior, sin que el medio
que lo rodea efecte un trabajo en el mismo.
Calor fluye siempre del cuerpo ms caliente al ms fro. Si se toman en cuenta las
consideraciones de esta ley, el ciclo de refrigeracin ideal ser el inverso del llamado
ciclo de Carnot.
El comportamiento de un sistema de refrigeracin se reporta generalmente en trminos
del coeficiente de funcionamiento o rendimiento (COP), que se define como la relacin
de la refrigeracin obtenida al trabajo requerido, por lo tanto:
Ec.(9)
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UPB2013
2.10 Separadores
El separador representa la primera instalacin del procesamiento. El trmino separador es
aplicado a una gran variedad de equipos usados para separar mezclas de dos o ms
fases. Estas mezclas pueden estar formadas por: una fase vapor y una liquida, una fase
vapor y una slida, dos fases liquidas inmiscibles, una fase vapor y dos liquidas o alguna
otra combinacin de las anteriores.
En el caso de mezclas vapor-liquido, la mezcla de fases entra al separador, y si existe,
choca contra un aditamento interno ubicado en la entrada, lo cual hace que cambie el
momentum de la mezcla, provocando as una separacin gruesa de las fases.
En el caso de las separaciones que incluyan dos fases liquidas, se necesitan tener un
tiempo de residencia adicional, dentro del tambor, lo suficientemente alto para la
decantacin de una fase liquida pesada y la flotacin de una fase liquida liviana.
Las principales funciones que debe cumplir un separador son las siguientes:
Permitir una primera separacin entre los hidrocarburos, esencialmente lquidos y
gaseosos.
Refinar an ms el proceso, mediante la recoleccin de partculas liquidas atrapadas
en la fase gaseosa.
Liberar parte de la fraccin gaseosa que pueda permanecer en la fase liquida.
Descarga, por separado, las fases liquida y gaseosa, para evitar que se puedan
volver a mezclar, parcial o totalmente.
Un diseo apropiado de los separadores es de suma importancia, debido a que estos
tipos de recipiente son normalmente los equipos iniciales en muchos procesos. En el diseo
de separadores es necesario tomar en cuenta los diferentes estados en que pueden
encontrarse los fluidos y el efecto que sobre estos puedan tener las diferentes fuerzas o
principios fsicos.
2.10.1 Principios Fundamentales Considerados Para Realizar La Separacin
El momentum o cantidad de movimiento: Fluidos con diferentes densidades tienen
diferentes momentum. Si una corriente de dos fases se cambia bruscamente de
direccin, el fuerte momentum o la gran velocidad adquirida por las fases, no permite
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UPB2013
que las partculas de la fase pesada se mueva tan rpidamente como las de la fase
liviana, este fenmeno provoca la separacin.
La fuerza de gravedad: Las gotas de lquido se separan de la fase gaseosa, cuando
la fuerza gravitacional que acta sobre las gotas de lquido es mayor que la fuerza de
arrastre del fluido de gas sobre la gota.
Coalescencia: Las gotas muy pequeas no pueden ser separadas por gravedad.
Estas gotas se unen, por medio del fenmeno de coalescencia, para formar gotas
mayores, las cuales se acercan lo suficiente como para superar las tensiones
superficiales individuales y poder de esta forma separarse por gravedad.
Toda separacin puede emplear uno o ms de estos principios, pero siempre las fases de
los fluidos deben ser inmiscibles y de diferentes densidades para que ocurra la separacin.
Para satisfacer las funciones que debe cumplir un separador es necesario tomar en
cuenta:
La energa que posee el fluido al entrar al recipiente debe ser controlada.
Las tasas de flujo de las fases liquida y gaseosa deben estar comprendidas dentro de
ciertos lmites, que sern definidos a medida que se analice el diseo. Esto hace
posible que inicialmente la separacin se efecte gracias a las fuerzas
gravitacionales, las cuales actan sobre esos fluidos, y que se establezca un equilibrio
entre las fases liquido-vapor.
La turbulencia que ocurre en la seccin ocupada por el gas debe ser minimizada.
La acumulacin de espumas y partculas contaminantes ha de ser controlada.
Las fases liquida y gaseosa no se deben poner en contacto una vez separadas
Las salidas de los fluidos necesitan estar provistas de controles de presin y/o nivel.
Las regiones del separador donde se pueden acumular slidos deben, en lo posible,
tener las previsiones para la remocin de esos slidos.
El separador requiere vlvulas de alivio, con el fin de evitar presiones excesivas,
debido a diferentes causas, por ejemplo: lneas obstaculizadas.
El separador debe estar dotado de manmetros, termmetros, controles de nivel,
visibles; para hacer, en lo posible, revisiones visuales.
Es conveniente que todo recipiente tenga una boca de visitas, para facilitar la
inspeccin y mantenimiento.
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UPB2013
El cumplimiento de los puntos antes mencionados es fundamental para obtener la
eficiencia requerida. Por consiguiente, la separacin depende, con preferencia, del
diseo del equipo usado en el procesamiento y de las condiciones tanto corriente arriba
como corriente abajo.
2.11 Procesos De Transferencia De Calor.
La ciencia de la termodinmica trata de las transiciones cuantitativas y reacomodos de
energa como calor en los cuerpos de materia. La ciencia de la transferencia de calor
est relacionada con la razn de intercambio de calor entre cuerpos calientes y fros
llamados fuente y recibidor. Cuando se vaporiza una libra de agua o se condensa una
libra de vapor, el cambio de energa en los dos procesos puede hacerse progresar con
una fuente o recibidor independiente es, sin embargo, inherentemente muy diferente.
Generalmente, la vaporizacin es un fenmeno mucho ms rpido que la condensacin.
Existen dos tipos generales de procesos que son: sin cambio de fase, conocida tambin
como calor sensible y con cambio de fase. El proceso sin cambio de fase o calor sensible,
involucra operaciones de calentamiento y enfriamiento de fluidos donde la transferencia
de calor resulta solamente en cambios de temperatura; mientras que en el cambio de
fase, la operacin se traduce en una conversin de lquido a vapor o de vapor a lquido;
es decir, vaporizacin o condensacin. Muchas aplicaciones involucran ambos tipos de
procesos.
El estudio de la transferencia de calor se facilitar mediante una cabal compresin de la
naturaleza del calor. Las leyes que pueden aplicarse a transiciones de masa pueden ser
inaplicables a transiciones moleculares o atmicas, y aquellas que son aplicables a las
bajas temperaturas pueden no serlo a las temperaturas altas. Las fases de una sustancia
simple, slida, liquida y gaseosa, estn asociadas con su contenido de energa.
2.11.1 Calor Sensible.
La mayora de las aplicaciones de los procesos de transferencia de calor sin cambio de
fase involucran el mecanismo de transferencia de conveccin forzada, tanto dentro de
los tubos como superficies externas. El coeficiente de transferencia de calor por
conveccin depende de parmetros de dinmica de fluido, por ejemplo la velocidad.
25
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En base al movimiento del fluido, el flujo dentro de los tubos se divide en tres regmenes de
flujo, los cuales son medidos mediante un parmetro adimensional llamado Nmero de
Reynolds, el cual es una indicacin de la turbulencia del flujo.
Los regmenes de flujo son:
Flujo Laminar: nmero de Reynolds menor que 2.100.
Flujo De Transicin: nmero de Reynolds entre 2.100 y 10.000.
Flujo Turbulento: nmero de Reynolds mayor que 10.000.
Para cada uno de estos regmenes de flujo han sido desarrolladas ecuaciones semi-
empricas las cuales son usadas para describir y predecir adecuadamente la transferencia
de calor en la regin en consideracin. Aunque los coeficientes de transferencia de calor
para flujo laminar son considerablemente ms pequeos que para flujo turbulento, en
algunos casos se prefiere flujo laminar para reducir costos de bombeo.
2.12 Intercambiadores De Calor.
En las industrias de proceso, la transferencia de calor entre dos fluidos casi siempre se lleva
a cabo en intercambiadores de calor. El tipo ms comn es uno en el cual el fluido
caliente y el fro no entran en contacto directo el uno con el otro, sino que estn
separados por una pared de tubos o una superficie plana o curvada.
La transferencia de calor se efecta por conveccin desde el fluido caliente a la pared o
a la superficie de los tubos, a travs de la pared de tubos o placas por conduccin, y
luego por conveccin al fluido fro. Es decir, no existe fuente de energa trmica en un
intercambiador de calor. Por otro lado, si los fluidos son inmiscibles, el rea fsica de
transferencia de calor puede ser eliminada, y la interfase formada entre los fluidos puede
servir como rea de transferencia de calor.
Las funciones tpicas de un intercambiador de calor en los procesos industriales son las
siguientes:
Recuperacin De Calor, donde la corriente fra recupera parte del calor contenido
en la corriente caliente. Es decir, calentamiento y enfriamiento de las corrientes
involucradas, las cuales fluyen simultneamente a ambos lados del rea de
transferencia de calor.
Evaporacin, cuando una de las corrientes involucradas en el intercambio de
calor cambia de fase liquida a vapor.
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UPB2013
Condensacin, cuando una de las corrientes involucradas en el intercambio de
calor cambia de fase vapor a fase liquida.
2.13 Aeroenfriadores.
Los Aeroenfriadores consisten de uno o ms ventiladores de flujo axial, velocidades
relativamente bajas y dimetros grandes, que fuerzan o inducen al aire a fluir a travs de
un banco de tubos, generalmente con aletas. La configuracin bsica de una unidad es
un banco de tubos aleteados montados sobre una estructura de acero con una cmara
de pleno con un anillo Venturi, un motor y otros accesorios como persianas, guarda
ventilador e interruptores de vibracin. La seleccin entre enfriadores por aire o
intercambiadores convencionales de tubo y carcaza, depende del balance econmico,
el cual se debe considerar en la inversin inicial, los costos de las facilidades requeridas
dentro y fuera del rea para la instalacin de los equipos y los costos de operacin de los
mismos.
En general, los enfriadores por aire resultan especialmente atractivos en aquellas
localidades donde el agua escasea o requieren un tratamiento costoso como una torre
de enfriamiento, donde las leyes de contaminacin ambiental establezcan requisitos
estrictos para los efluentes de agua, donde la expansin de los sistemas de agua de
enfriamiento sea necesaria, o donde la naturaleza del medio enfriante cause
taponamientos frecuentes o problemas de corrosin. En resumen, estas unidades
requieren de una inversin inicial ms alta que los enfriadores de agua pero los costos de
operacin y mantenimiento son menores. Estos equipos se utilizan con frecuencia en
combinacin con enfriadores de agua cuando se requiere remover una cantidad de
calor. En este caso los enfriadores por aire remueven primero la mayor parte del calor y el
enfriamiento final se consigue con los de agua. Estas unidades aun con el ventilador
apagado, son capaces de remover por conveccin natural entre 15 y 35% del calor de
diseo, dependiendo del rango de temperatura de la corriente de proceso entrando al
enfriador. Los enfriadores por aire ocupan un rea relativamente grande. Por lo tanto,
estas unidades se instalan normalmente encima de los tendidos de lneas y de los equipos
de procesos, tales como tambores e intercambiadores. Cuando se considere la
instalacin de enfriadores por aire, se debera tomar en cuenta el efecto que puedan
tener las prdidas de calor de los equipos circundantes, en la temperatura de entrada del
aire. La Figura N 9 ilustra un tpico enfriador por aire forzado (ventilador en el tope) y de
tiro inducido (ventilador en el fondo).
27
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Figura N 9 : Aeroenfriador
Fuente: (2)
2.14 Efecto Joule-Thomson
En Fsica, el efecto de Joule-Thomson o efecto Joule-Kelvin, es el proceso en el cual la
temperatura de un sistema disminuye o aumenta al permitir que el sistema se expanda
libremente manteniendo la entalpa constante.
La relacin entre temperatura, presin y volumen de un gas se puede describir de una
forma sencilla gracias a las leyes de los gases. Cuando el volumen aumenta durante un
proceso irreversible, las leyes de los gases no pueden determinar por si solas qu ocurre
con la temperatura y presin del gas. En general, cuando un gas se expande
adiabticamente, la temperatura puede aumentar o disminuir, dependiendo de la
presin y temperatura inicial. Para una presin constante (fijada previamente), un gas
tendr una temperatura de inversin de Joule-Thomson (Kelvin), sobre la cual al
expandirse el gas causa un aumento de temperatura, y por debajo, la expansin del gas
causa un enfriamiento. En la mayora de los gases, a presin atmosfrica esta temperatura
es bastante alta, mucho mayor que la temperatura ambiental, y por ello la mayora de los
gases se enfran al expandirse. El incremento de temperatura (T) con respecto al
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incremento de presin (P) en un proceso de Joule-Thomson es el coeficiente de Joule-
Thomson.
(
)
Ec.(10)
El valor de JT depende del gas especfico, tanto como la temperatura y la presin del
gas antes de la expansin o compresin. Para gases reales esto ser igual a cero en un
mismo punto llamado punto de inversin y la temperatura de inversin Joule-Thomson es
aquella donde el signo del coeficiente cambia.
2.15 Compresores de gas
La compresin del gas es un proceso en el cual se le aumenta la presin a este por varias
razones:
El gas se va a someter a licuefaccin.
La presin en superficie para mantener una tasa de produccin est por debajo de la
presin requerida para entregarlo al gasoducto.
El gas se inyectar a los pozos en un proyecto de recuperacin artificial por gas lift.
El gas se comprime y luego se enfra como parte del proceso de recuperacin de
lquidos en el gas.
La compresin del gas no siempre es necesaria, depende de factores tales como tasa de
produccin y estado de agotamiento de los pozos, uso del gas y ubicacin de los sitios de
transporte y consumo.
La compresin del gas se hace con compresores en los cuales el gas entra a una presin
llamada presin de succin y lo descargan a una presin mayor, llamada presin de
descarga.
Es normal que en una estacin de compresin se tengan varios compresores los cuales
pueden trabajar en paralelo o en serie o en forma combinada. Cuando trabajan en
paralelo las presiones de descarga y succin son las mismas y se usan as porque uno solo
no puede comprimir todo el gas en las condiciones requeridas. Cuando trabajan en serie,
un solo compresor puede manejar todo el gas, pero no puede llevarlo a la presin de
descarga requerida, en este caso la compresin se realiza por etapas, cada etapa es un
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compresor o varios trabajando en paralelo y la presin de succione es la de descarga del
anterior, a este proceso se le llama compresin polifsica o por etapas.
En general se agrupan en dos grandes categoras: De flujo intermitente o desplazamiento
positivo y los de flujo continuo.
Los compresores de flujo intermitente pueden ser reciprocantes y rotacionales y estos
ltimos pueden ser de paletas deslizantes, de pistn lquido, de lbulo recto y de lbulo
helicoidal.
Los compresores de flujo continuo pueden ser de tipo dinmico y eyectores, a su vez los
dinmicos pueden ser axiales, centrfugos o mixtos. Como sus nombres lo indican los de
flujo continuo descargan continuamente y los intermitentes descargan el flujo de manera
intermitente.
Los compresores ms usados son los reciprocantes y los centrfugos.
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3 OBJETIVOS
3.1 Objetivo General
Determinar las condiciones de operacin ptimas en la implementacin del tercer tren de
Dew Point en la Planta de Yapacan, determinando las variables operacionales ms
eficientes para el control tcnico de procesos.
3.2 Objetivos Especficos
Relevar informacin necesaria de las condiciones de operacin para realizar la
simulacin en diferentes condiciones de operacin.
Simular las diferentes posibilidades de operacin de planta dentro de la adecuacin.
Otorgar variables de operacin en la implementacin del tercer tren de Dew Point.
Exteriorizar los resultados de la simulacin de la cadena de procesos de los trenes de
Dew Point.
Justificar los escenarios de operacin de equipos para alcanzar la mxima
capacidad de procesamiento.
3.3 Metodologa
Para el desarrollo del trabajo se elabor una metodologa basada en el cumplimiento de
los objetivos planteados, de acuerdo a las necesidades y limitaciones se procedi de la
siguiente manera:
a) Compilacin de toda la informacin necesaria referida a los diseos de procesos de
la planta.
b) Recopilacin de informacin imprescindible para la elaboracin de los modelos de
simulacin (Diagramas de flujos y caractersticas de corriente).
c) Anlisis de los problemas posibles en la simulacin (hidratos, procesos fuera de
especificacin, etc.).
d) Anlisis de los procesos en la planta de control del punto de roco.
e) Elaboracin de alternativas de operacin para evidenciar que se cumplan las
especificaciones en diferentes condiciones.
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f) Exposicin de resultados, conclusiones y recomendaciones.
3.3.1 Herramientas Empleadas
El proceso principal que se demostrara en la simulacin es denominado el proceso de
Dew Point, o adecuacin del punto de roci en los trenes de la planta de Yapacan.
Para la simulacin y recomendaciones se procedi al uso del siguiente software:
Aspen HYSYS V7.3
Aspen EDR (Exchanger Design & Rating) V7.3
Aspen ACOL (Air Cooled Exchanger) V7.3
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4 INGENIERA DEL PROYECTO
4.1 Revelamiento de Datos de Campo
Se elabor una base de datos con la composicin, propiedades fisicoqumicas y
especificaciones del gas, esta base de datos fue empleada en el diseo de las
simulaciones de los trenes de adecuacin de punto de roci de Yapacan.
4.1.1 Composicin del Gas Natural
La composicin inicial obtenida de la recopilacin de datos para la simulacin se muestra
en la Tabla N 1.
Tabla N 1: Composicin de Entrada del Gas Natural
DATOS YANTATA/PETACA
N2 0,894
CO2 0,391
C1 93,624
C2 3,026
C3 1,093
i-C4 0,180
n-C4 0,316
i-C5 0,119
n-C5 0,082
C6 0,107
C7 0,082
C8 0,067
C9+ 0,019
Fuente: [AND-IPOM-IN03 Informe Tcnico Bases de diseo/ YPBF Andina]
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4.1.2 Propiedades Fisicoqumicas del Gas
Las propiedades fisicoqumicas se obtienen dentro del panel de simulacin al especificar
las condiciones del gas de entrada. Estas propiedades se muestran en la Tabla N 2.
Tabla N 2: Propiedades Fisicoqumicas de entrada del Gas Natural
Propiedad Valor
Peso Molecular 17.54
Dew Point [F] 66.49
Densidad [lb/ft3] 3.56
Entalpia [Btu/lb] -1902
Entropa [Btu/lb-F] 2.028
Factor de Compresibilidad -Z 0.8659
Fuente: HYSYS V7.3
4.1.3 Especificaciones del Gas de Entrada
Las especificaciones tcnicas de entrada de gas al proceso de adecuacin de punto de
burbuja se exponen en la Tabla N 3.
Tabla N 3: Especificaciones Iniciales del Gas Natural
DATOS YANTATA/PETACA
Caudal Total (MMSCFD) 130
Presin (psig) 1200-1000
Temperatura (F) 90- 105
Fuente: [AND-IPOM-IN03 Informe Tcnico Bases de diseo/ YPBF Andina]
4.1.4 Especificaciones del Gas de Venta
Las condiciones del gas de venta deben cumplir las especificaciones sealadas en la
Tabla N 4.
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Tabla N 4: Especificaciones Gas de Venta
Propiedad Valores Especificados Mtodo del Test
Presin de Salida de Gas (psi) 1000-1400 Variable
Temperatura de Salida de Gas (F) 100 Mximo
Gravedad Especifica
0,58 Mnimo
ASTM D3588
0,69 Mximo
Contenido de vapor de agua
(mg/m3) 95 Mximo ASTM D1142
Dixido de Carbono (%) 2 Mximo
Volumen ASTM D1945
Nitrgeno (%) 2 Mximo
volumen ASTM D1945
Gas inerte (incluye dixido de
carbono y nitrgeno) (%) 3,5
Mximo
volumen
Sulfuro de hidrgeno (mg/m3) 5 Mximo ASTM D2385
Sulfuro de Mercaptano (mg/m3) 15 Mximo ASTM D2385
Azufre Total (mg/m3) 50 Mximo ASTM D1072
Mercurio (g/m3) 0,6 Mximo
Poder Calorfico Superior (BTU/SCF) 970 Mnimo ASTM D3588
Punto de roco
32F @
640,11
psig
Mximo ASTM D1142
Fuente: [AND-IPOM-IN03 Informe Tcnico Bases de diseo/ YPBF Andina]
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4.1.5 Condiciones de Sitio
Las condiciones ambientales en donde se encuentra ubicada la planta de Yapacan se
representan en la Tabla N5.
Tabla N 5: Condiciones Ambientales Planta Yapacan
Propiedad Valor
Temperatura ambiente (min.- mx.) 50 F hasta 105 F
Temperatura promedio diaria 89,6 F
Velocidad de Diseo del viento 33.33 m/s (120 km/h)
Direccin predominante del viento Norte
Diseo del Dutydor de nieve No aplica
Duty ssmica (SIRSOC 103) Zona 2
Temperatura del aire para el diseo de
Aeroenfriadores 105 F
Promedio de precipitacin (Anual) 800 mm
Promedio de precipitacin (Mes) 400 mm
Mxima humedad Relativa 96 %
Promedio de Humedad Relativa alta 85 %
Promedio de Humedad Relativa Normal 56 %:
Promedio de Humedad Relativa Mnima 33 %
Fuente: [AND-IPOM-IN03 Informe Tcnico Bases de diseo/ YPBF Andina]
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4.1.6 Condiciones iniciales de diseo en la Planta Yapacan
4.1.6.1 Condiciones de operacin
Caudal operativo DPP1 = 30 MMSCFD
Caudal operativo DPP2 = 35 MMSCFD
Caudal operativo DPP3 = 60 MMSCFD
Presin de operacin de gas (salida de batera de separadores) = 1200 psig
Temperatura de ingreso de gas = 90-105 F
Caudales de ingreso a los separadores primarios:
V-101 = 34.5 MMSCFD
V-160 = 47.1 MMSCFD
V-120 = 50 MMSCFD
V-09 = 6.5 MMSCFD
4.1.6.2 Condiciones generales de diseo:
Presin de diseo DPP1 (circuito de alta presin) = 1320 psig
Presin de diseo DPP2 (circuito de alta presin) = 1300 psig
Presin de diseo DPP3 (circuito de alta presin) = 1440 psig
Presiones de diseo de los separadores primarios:
V-101 = 1440 psig
V-160 = 1440 psig
V-120 = 1440 psig
V-09 = 1440 psig
Temperaturas de diseo de los separadores primarios: 110F
4.2 Estudio Diagnostico
El estudio diagnostico describe la estructura de las bases del proceso de Dew Point,
caracterizando los principales equipos y procedimientos para la realizacin de esta. Se
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busca definir y establecer las principales funciones de los equipos adems de sus
condiciones de operacin normales, para posteriormente en el entorno de simulacin
escoger las herramien