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MSC. FERNANDO CÉSPEDES SALAZAR.
MAYO - 2015
MODULO DESHIDRATACION DEL GAS
NATURAL
INEGAS

INTRODUCCION
• El gas natural extraído de los yacimientos es un
producto incoloro e inodoro, no tóxico y más
ligero que el aire. Procede de la descomposición
de los sedimentos de materia orgánica atrapada
entre estratos rocosos. Es una mezcla de
hidrocarburos ligeros en la que el metano (CH4)
se encuentra en grandes proporciones, dentro
del reservorio se halla en fase gaseosa, o en
solución con el crudo, y a condiciones
atmosféricas permanece como gas. Puede
encontrarse mezclado con algunas impurezas o
sustancias que no son hidrocarburos, tales
como ácido sulfhídrico, nitrógeno o dióxido de
carbono

• Por su origen, el gas natural se clasifica en asociado y
no asociado. El gas asociado es aquel que se encuentra
en contacto y/o disuelto en el crudo del yacimiento. Este,
a su vez, puede ser clasificado como gas de casquete
(libre) o gas en solución (disuelto). El gas no asociado,
por el contrario, es aquel que se encuentra en
yacimientos que no contienen crudo, a las condiciones
de presión y temperatura originales. Puede ser húmedo
si tiene compuestos condensables, o seco si no los
posee. En los yacimientos, generalmente, el gas natural
asociado se encuentra como gas húmedo amargo,
mientras que el no asociado puede hallarse como
húmedo amargo, húmedo dulce o seco. Cabe señalar,
que los dos últimos pueden ser obtenidos a partir del
primero, una vez procesado. Cuando se eliminan los
compuestos de azufre, el gas húmedo amargo se
transforma en gas húmedo dulce, y al extraer de éste los
productos licuables se obtiene el gas seco

CONTAMINANTES DEL GAS NATURAL
• El gas natural por su composición presenta
proporciones bajas de algunos contaminantes,
tales como los compuestos azufrados (sulfuro
de hidrógeno H2S, Sulfuro de carbonilo COS,
Disulfuro de carbono CS2, Mercaptanos R-SH,
Dióxido de Azufre S02, Sulfuro de Alquilo R-S-
R’,Disulfuro de Alquilo R-S-S-R’, Nitrógeno N2,
Oxígeno 02, Agua H20, Mercurio Hg.
Asfáltenos, Agua libre, lodos de perforación,
parafinas, sales (cloruros), sólidos en
suspensión con tamaño de partículas
apreciable.

PROCESAMIENTO DEL GAS NATURAL
• El objetivo es eliminar los
contaminantes, los componentes
corrosivos (agua y ácido sulfhídrico, este
último también por su carácter
contaminante), los que reducen el poder
calorifico(dióxido de carbono y
nitrógeno) y los que forman depósitos
sólidos a bajas temperaturas
(nuevamente agua y dióxido de carbono),
para después separar los hidrocarburos
más pesados que el metano, que
constituyen materias primas básicas
para la industria petroquímica.

CONTENIDO DE AGUA EN LOS GASES NATURALES
• El gas natural normalmente esta saturado con vapor
de agua a las condiciones de presión y temperatura
de operación. El gas natural no tratado contiene,
por lo general, de 20 a 100 libras de agua por
MMPCS de gas, de acuerdo con su temperatura.
• Todo el gas natural producido contiene agua. La
mayoría de esta agua se encuentra en forma liquida
y puede ser removida pasando el gas a través de
separadores. Sin embargo aun después de pasar el
gas por los separadores quedara agua en forma de
vapor. Si este vapor se condensa parcialmente, por
efecto de variaciones en la presión y la temperatura
del gas, podrían producirse diversos problemas en
tuberías y plantas de procesamiento, tales como:

• Corrosión en tuberías: Causadas por el H2S y/o el CO2
los cuales se disuelven en el agua formando ácidos que
son altamente corrosivos.
• Reducción de la capacidad de transmisión de gas en las
tuberías: el agua liquida puede depositarse en las partes
bajas de las tuberías e incrementar la caída de presión y/o
producir tapones de líquido. Por otro lado, la presencia de
agua libre también ocasiona serios problemas en plantas
de extracción de líquidos del gas natural y en equipos
secundarios tales como: intercambiadores de calor,
compresores, instrumentos, etc.
• Formación de hidratos: Los hidratos son cristales
formados por agua liquida e hidrocarburos livianos, CO2 o
H2S. Estos cristales se pueden formar aun a altas
presiones y temperaturas mayores de 32° F. Los hidratos
pueden taponar válvulas, conexiones, líneas de gas, etc.

HIDRATOS
• En un principio existía la creencia de que el hidrato era el
resultado de la congelación del agua existente en el gas. Se
ha comprobado que los vapores de agua e hidrocarburos
(gasolina) se combinan para formar el hidrato (4 a 1), el que
bajo ciertas condiciones puede formarse a temperaturas aún
por encima del punto de congelación del agua.
• Los hidratos son compuestos sólidos que se forman como
cristales, tomando apariencia de nieve, se forman por una
reacción entre el gas natural y el agua, su composición es
aproximadamente un 10 % de hidrocarburos livianos (
butano, propano, etano y metano) y /o gases ácidos (CO2 y
H2S) y un 90 % de agua, su gravedad específica es de 0.98 y
flotan en el agua pero se hunden en los hidrocarburos
líquidos .

HIDRATOS
• Una vez formado el hidrato, para producir
su disolución no queda otra alternativa
que disminuir la presión que se ejercía
sobre la mezcla. Tal operación trae
consecuentemente la necesidad de sacar
de servicio equipos o líneas de
conducción, con pérdida del gas venteado
a la atmósfera y el perjuicio económico
por la interrupción en el suministro.

HIDRATOS
• Las condiciones para que se formen
los hidratos son: Baja temperatura (
temperaturas menores que de la
formación de hidratos a la
correspondiente presión de operación)
, alta presión, gas con agua libre o
cerca del punto de rocío.

HIDRATOS
Factores que afectan a la formación
• Presencia de agua liquida.
• Baja temperatura
• Alta presión.
La formación de hidratos se acelera debido a la
agitación, pulsaciones de presión (altas
velocidades o turbulencia), cristales de hidratos
incipientes, y se favorece en sitios tales como: un
codo en una tubería, placas de orificio, termo
pozos e incrustaciones y productos de corrosión
sólidos en tuberías.

EFECTO DEL PESO MOLECULAR
H+I
H+W
G+I G+W
L+W
G+W
H+W

PREVENCION DE HIDRATOS
• Se puede prevenir la formación de hidratos:
• 1. Calefaccionado o aislando la línea de conducción.
• 2. Agregando inhibidores “termodinámicos” para operar, con un
margen de seguridad, fuera de la zona de hidratos. Las figuras 20-
46 y 20-47 muestran el efecto de los dos inhibidores
termodinámicos más comunes: metanol y etilenglicol en la
formación de hidratos.
• 3. Dejar que se forme (termodinámicamente) el hidrato pero
modificar su crecimiento (cinéticamente) previniendo la agregación
(crecimiento) del hidrato.
• 4.-Modificar condiciones de presión.
• 5.- Llevar el punto de roció de agua por debajo de la temperatura de
operación.
• 6.-Elevar la temperatura del gas.

PREVENCION DE HIDRATOS
• En la figura 20-47 puede observarse el caso de una
solución al 25% de metanol en contacto con un gas
natural a 1000 psi. El gas formaría hidratos a 63ºF en
contacto con agua pura. El mismo gas a 1000 psi
formaría hidratos a 39ºF en contacto con metanol
acuoso al 25%p.
• La depresión del punto de rocío del gas por agregado de
metanol seria: 63 ºF-39 ºF=24 ºF.

PUNTO DE ROCIO
• Definición.- Es la temperatura a la cual condensa la
primera gota de liquido cuando a una mezcla
constituida por vapor y un gas se la enfría a presión
constante.
• El punto de roció en el campo se lo determina a
través del método de Bureau of Mines que consiste
en la medición directa mediante un instrumento
que esta constituido por: una cámara de presión
para contener el gas con su correspondiente válvula
para controlar el pasaje del mismo, un visor de
vidrio que permite mirar el interior de la cámara y
un espejo sobre el cual se produce la condensación
del vapor contenido en el gas, cuando el mismo se lo
enfría mediante la expansión del gas propano en
una cámara adyacente.

EQUIPO DE MEDICION DE PUNTO DE
ROCIO (BUREAU OF MINES)

DESCENSO DEL PUNTO DE ROCIO
• El descenso del punto de rocío de una
corriente de gas natural se define como la
diferencia entre la temperatura de rocío
del agua en el gas de alimentación de un
proceso, y la temperatura de rocío del
agua en el gas de salida. La diferencia
entre el contenido de agua del gas de
entrada y el gas de salida es la cantidad
de agua que debe ser removida mediante
deshidratación.

DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL
• La deshidratación del gas natural es el proceso de
quitar el vapor de agua contenido en la corriente de
gas para bajar la temperatura a la cual se
condensa. Esta temperatura es el punto de roció y
por ello el proceso de deshidratación se llama
también acondicionamiento del punto de roció.
• Este proceso debe ejecutarse por las siguientes
razones:
a) El gas se combina con agua libre, o liquida para
formar hidratos sólidos, que pueden taponar las
válvulas conexiones o tuberías.

DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL
b) El agua puede condensarse en las tuberías
ocasionando bolsones de liquido, causando
erosiones y corrosión.
c) El agua presente en el gas natural puede
combinarse con el CO2 y el H2S que pudieran estar
presentes, tornando corrosivo al gas.
d) El vapor de agua aumenta el volumen de gas a ser
transportado
e) El vapor de agua disminuye el poder calorífico del
gas.
f) Las operaciones de las plantas criogénicas o
absorción refrigerada pueden verse entorpecidas
por los congelamientos.
g) Los contratos de venta de gas y las especificaciones
de transporte por los gasoductos fijan un contenido
de agua máximo, generalmente 7 libras de agua
por millón de pies cúbicos de gas.

TECNICAS PARA DESHIDRATAR EL GAS
NATURAL
• La deshidratación del gas natural puede hacerse
con los siguientes procesos:
• 1.-Absorción, usando un liquido higroscopico
como el glicol
• 2.-Adsorción, utilizando un sólido que absorbe el
agua específicamente, como el tamiz molecular, gel
de sílice y aluminatos
• 3.-Inyección, bombeando un liquido reductor del
punto de rocío, como el metanol
• 4.-Expansión, reduciendo la presión del gas con
válvulas de expansión y luego separando la fase
liquida que se forma.

PROCESO DE ABSORCION
• La absorción es la disolución de una parte de la
fase gaseosa en una fase liquida llamada
absorbente. En el caso de la deshidratación por
absorción el absorbente debe reunir las
condiciones de una alta afinidad para el agua, un
bajo costo, estabilidad y durante la regeneración
baja solubilidad con los hidrocarburos.
• La deshidratación por glicol es un proceso de
absorción donde el vapor de agua se disuelve en
una corriente de glicol liquido. Seguidamente este
vapor de agua es extraído del glicol mediante
aplicación de calor, al hervir el agua se desprende
del glicol, el cual se regenera o reconcentra
tornándose apto para volver a ingresar al proceso.

DEFINICION DE GLICOL
• El glicol es un producto químico orgánico, de la familia
de los alcoholes, que naturalmente tiene gran avidez por
el agua; es prácticamente imposible mantenerlo en
máxima pureza en contacto con el ambiente, porque
absorbe la humedad del aire. Esta importante propiedad
es aprovechada para estos procesos de deshidratación,
porque además son muy estables, con una elevada
temperatura de degradación, de tal manera que los
convierten en óptimos para ponerlos en contacto con
gases, reteniendo el agua contenida en cualquiera de sus
formas.

ELECCION DEL GLICOL PARA SU
UTILIZACION
Los factores que influyen en la selección del glicol son:
Costos, viscosidad por debajo de 100-150 cp., reducción
del punto de roció, solubilidad del glicol en la fase de
hidrocarburos, puntos de congelamiento de la solución
agua-glicol, presión de vapor, temperaturas de las fases
liquida y gaseosa en el separador de baja temperatura y
relación gas/hidrocarburos líquidos.

TIPOS DE GLICOL
Etilen glicol (EG).- se usa como inhibidor de
hidratos inyectando en las líneas, y pueden
ser recuperado del gas por medio de
separación a temperaturas por debajo de
50°F, no es apropiado para torres a causa
de su equilibrio de vapor muy alto, que
tiende a perder la fase de gas en la torre de
contacto. Tiene la mas baja solubilidad en
los condensados, pero la mas alta perdida
por vaporización.

TIPOS DE GLICOL
• Dietilen glicol (DEG).- Su presión de vapor alta
lleva a perdidas grandes en el contactor. Su temp.
de descomposición es baja (328°F), lo cual requiere
bajas temperaturas en el reconcentrador (315 a
340°F), por lo cual no se puede purificar lo
suficiente para la mayoría de las aplicaciones. Se lo
usa para ser inyectado en las líneas y actuar como
inhibidor de formación de hidratos. Este es un
proceso de corriente paralela, no tan eficiente como
los procesos a contracorriente realizadas en las
torres de absorción.
• Trietilen glicol (TEG).- Es el mas común, se lo
reconcentra a temperaturas entre 340 y 400°F para
lograr una alta pureza. En el absorbedor no debe
trabajarse por encima de 120 °F por que tiende a
tener altas perdidas de vapor hacia la corriente de
gas. Tiene la menor perdida por vaporización pero
la mayor solubilidad en los condensados.

TIPOS DE GLICOL
• Tetraetilen glicol (TREG).- Es mas caro que el
TEG pero tiene menos perdidas a altas
temperaturas de contacto. Reconcentra entre 400
a 430 °F.
• El glicol mas usado en las plantas de tratamiento
es el TEG por las siguientes razones:
• Permite su regeneración a presión atmosférica,
hasta concentraciones de 98 a 99.95 % de pureza,
debido a su alto punto de ebullición y de
temperatura de descomposición (teórica inicial de
404°F) esto permite depresiones mayores del punto
de roció del gas natural en el rango de 80 a 150 °F

TIPOS DE GLICOL
• Las perdidas por vaporización son menores que el
EG o el DEG
• El TEG no es demasiado viscoso por encima de
70°F
• El capital invertido y los costos de operación son
menores.
• Las presiones de proceso pueden variar desde 75 a
2500 psig
• Las temperaturas del proceso pueden utilizarse
desde 55 a 160 °F

PROPIEDADES DE LOS GLICOLES
Peso
Molecu
lar
Graved
ad
especifi
ca
Presión
de
vapor
mmHg
Punto
de
congela
miento
°C
Calor
de
vaporiz
ación
Btu/lb
Punto
de
ebullic
ión
760
mmHg
Tempera
tura de
reconce
ntración
°F
Etilen
glicol
62.07 1.1155 0.05 -13 371 197.5 --------
Di-
glicol
106.12 1.1184 0.01 -7.8 240 245.5 315–340
Tri-
glicol
150.18 1.1255 0.01 -4.3 166 288 375-400
Tetra-
glicol
194.23 1.1247 0.01 -6.3 161 ------ 405-430

VENTAJAS DE LOS GLICOLES
• Ventajas con respecto a los desecantes sólidos:
a) Costos de instalación menores; una planta de
glicol para procesar 10 MMscfd cuesta 50%
menos que una de desecante sólidos, una planta
para procesar 50 MMscfd cuesta 33% menos si
trabaja con glicol.
b) Menores caídas de presión (5 a 10 psi, en ves de 10
-50 psi para desecantes sólidos)
c) Es un proceso continuo
d) La preparación del glicol (y su regeneración) se
consigue rápidamente. El recargado de las torres
desecantes sólidos es una operación demorada
que a veces requiere la interrupción de las
operaciones.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS
GLICOLES
e) Las unidades de glicol requieren menos calor de
regeneración por libra de agua removida, bajando
de ese modo los costos operativos.
f) Las unidades de glicol pueden deshidratar al gas
natural hasta 0.5 lb de agua/MMscfd
g) Las unidades de TEG son mas simples para operar
y mantener. Pueden ser fácilmente automatizadas
para operaciones no atendidas en lugares
remotos.
DESVENTAJAS
a) Los puntos de roció al agua por debajo de -25°F
requieren gas de despojamiento y una columna de
platos.
b) El glicol es susceptible a la contaminación
c) El glicol es corrosivo cuando esta contaminado o
descompuesto.

CUIDADOS DEL GLICOL
• Los cuidados con el glicol son de suma importancia, debido
que pueden presentarse problemas de operación y de
corrosión, que ocurren generalmente cuando se ensucia el
glicol que circula; por lo tanto, para obtener una larga vida
libre de problemas, es necesario reconocer estos problemas
y saber cómo prevenirlos.
Algunos de los problemas principales son:
• OXIDACIÓN. El oxígeno se incorpora al sistema con el gas
entrante, a través de tanques de almacenaje y sumideros sin
manto o a través de los casquillos de prensaestopas de la
bomba, en el cambio de elementos filtrantes. El glicol se
oxidará fácilmente en presencia del oxígeno y formará
ácidos corrosivos.

CUIDADOS DEL GLICOL
• Para prevenir la oxidación, los recipientes de proceso
abierto deben tener un manto de gas para mantener el
aire fuera del sistema. Los inhibidores de la oxidación
se pueden también utilizar para prevenir la corrosión.
Los gases que contienen oxígeno se pueden tratar
para reducir al mínimo la corrosión. Un método es
inyectar una mezcla que contiene dos cuartos de
galón de una mezcla de 50-50 de MEA
(metalonamina) y 33-1/3 por ciento de hidracina en el
glicol, en el Equipo de Regeneración. Para dar una
inyección continua y uniforme es mejor usar una
bomba de medición.

CUIDADOS DEL GLICOL
• DESCOMPOSICIÓN TERMAL. El calor
excesivo, resultado de una de las
condiciones siguientes, descompondrá el
glicol y formará productos corrosivos:
• a. Una alta temperatura del Reboiler por
encima del nivel de descomposición del
glicol.
• b. Un alto rango del flujo de calor, usada
a veces por un ingeniero de diseño para
mantener bajo el costo de calefacción.
• c.Recalentamiento causado por los
depósitos de sal o los productos con
alquitrán en el haz de los tubos del
Reboiler.

DESCOMPOSICIÓN TERMAL
• Esto es manifestado por un olor a
quemado dulce del TEG, bajos valores de
pH y color negro de la solución de TEG.
Carbón activado generalmente no es
suficiente en la limpieza completa de la
degradación térmica del TEG, pero podría
dar un color amarillo turbio al efluente.

EFECTOS DEL DESCONTROL DEL PH
• Generalmente el pH es una medida de la acidez
o de la alcalinidad de un líquido, usando una
escala de 0-14. Los valores de pH de 0 a 7
indican que el líquido es ácido o corrosivo. Los
valores de pH de 7 a 14 indican que el líquido
es alcalino. Los valores de pH se pueden
determinar con papel de tornasol o equipo de
prueba de pH.

EFECTOS DEL DESCONTROL DEL PH
• El glicol nuevo tiene aproximadamente un pH neutro
de 7; sin embargo, según se va utilizando, el pH se
bajará siempre y se volverá ácido y corrosivo o se
subirá y volverá alcalino, según la contaminación, a
menos que se utilicen los neutralizadores o
reductores. El grado de corrosión del equipo
aumenta rápidamente con una disminución del pH
del glicol. Los ácidos, resultado de la oxidación del
glicol, productos de descomposición termales o
gases ácidos recogidos de la corriente del gas, son
los contaminantes corrosivos más molestos. Un pH
bajo acelera la descomposición del glicol.

CUIDADOS DEL GLICOL
• CONTAMINACIÓN DE SAL. Los depósitos de sal
aceleran la corrosión del equipo, reducen el traspaso
térmico en los tubos del Reboiler y alteran lecturas de
gravedad específica, cuando un hidrómetro se utiliza
para determinar concentraciones de glicol en agua.
Este contaminante molesto no se puede eliminar con la
regeneración normal. Por lo tanto, se debe evitar la sal
excedente.

CONTAMINACIÓN DE SAL
• Las sales pueden contribuir a los
depósitos sobre los tubos de fuego del
rehervidor, particularmente si cloruro de
sodio (NaCl) está presente. El cloruro de
sodio es inversamente soluble en
soluciones acuosas de glicol caliente,
mientras que el Cloruro de Calcio es
directamente soluble. La presencia de
sales en la solución de TEG es muchas
veces indirectamente relacionado con
formación de espuma y corrosión

CONTAMINACIÓN DE SAL
• En grandes cantidades intervienen como
agentes corrosivos de los equipos, a su vez
pueden afectar en la regeneración del glicol
disminuyendo su capacidad y ocasionando
puntos calientes en rehervidores de glicol. La
solubilidad de la sal disminuye a medida que
aumenta la temperatura en el rehervidor
provocando la precipitación sobre el tubo de
fuego.

CUIDADOS DEL GLICOL
• DEGRADACIÓN Y PÉRDIDAS POR PRESENCIA DE
HIDROCARBUROS. Hidrocarburos líquidos,
como resultado de la deficiente separación
gasolina-hidrocarburo, aumentan el glicol
espumante, lo que redunda en degradación y
pérdidas. Los hidrocarburos líquidos
resultantes del arrastre del gas natural en la
entrada al sistema de deshidratación resultan
en condensación en la torre de absorción,
aumenta la formación de espumas, de la
degradación y de las pérdidas de glicol. Deben
ser eliminados por absorción con aceite en el
lecho de carbón activado.
•

CUIDADOS DEL GLICOL
• SEDIMENTO. Una acumulación de
partículas sólidas y de hidrocarburos con
alquitrán se forma muy a menudo en el
glicol. Este sedimento se suspende en el
glicol que circula y, durante un tiempo, la
acumulación llega a ser bastante grande.
Esta acción da lugar a la formación de
bastantes partículas en suspensión,
pegajosa y abrasiva que puede causar la
erosión de las bombas, de las válvulas y
de otros equipos.

DESCRIPCION DE LOS EQUIPOS DE UNA PLANTA
DESHIDRATODRA CON TEG
Depurador de entrada .- es el encargado de separar
los contaminantes que llegan con la corriente de
gas, tales como los hidrocarburos líquidos, agua
libre, partículas sólidas y los compuestos químicos
que han sido agregados previamente al gas natural,
los cuales suelen causar efectos nocivos.
Absorbedor o contactor.- La función del absorbedor
es poner en contacto el gas húmedo con el glicol,
para que el glicol pueda remover el vapor de agua
del gas húmedo. Existen contactores que usan
bandejas (tipo burbuja o campanas) o empaques
regulares en su parte interna para efectuar el
contacto directo del gas y el glicol. En cualquiera
de los dos casos el contacto es en flujo inverso.

COLUMNAS DE PLATOS.
• Existen varios tipos de platos que permiten el
contacto entre el liquido y el vapor siendo los
mas comunes los valvulados, los perforados y
los tipo capucha; la selección del tipo de platos
se debe determinar evaluando varios factores
tales como: el proceso, su costo, diseño
mecánico, instalación, mantenimiento,
capacidad, eficiencia, caída de presión,
corrosión y los datos históricos previos
existentes para la selección del mismo.

COLUMNAS DE PLATOS
• La eficiencia de los platos de define como una
medida de la efectividad del contacto liquido-vapor
en el plato y expresa la separación que se tiene
realmente en comparación con la separación que se
obtendrá teóricamente en estado de equilibrio.
Toma en cuenta la no idealidad del plato. El número
de platos ideales (teóricos), es igual al número de
platos no ideales (reales) multiplicado por la
eficiencia del plato. Entre los factores que ejercen
mayor influencia sobre la eficiencia de las torres de
absorción están las propiedades físicas de los
fluidos y la relación gas-liquido.

Efecto de las variables de operación sobre la
eficiencia de los platos
• Presión de operación: El aumento de la
presión puede incrementar considerablemente
la eficiencia de la separación.
• Temperatura de entrada del disolvente:Esta
variable tiene muy poca influencia en el grado
de absorción o en los perfiles internos de
temperatura cuando los efectos térmicos se
deben principalmente al calor de disolución o a
la vaporización del disolvente.

• Temperatura y humedad del gas: Un elevado
grado de humedad limita la capacidad de la fase
gas para aceptar calor latente y, por lo tanto no
favorece la absorción. Es por esto que debe
considerarse la deshumidificación del gas antes
de introducirlo.

• Razón entre caudales de líquido y gas (L/G):
La razón L/G puede tener una influencia significativa en
el desarrollo de los perfiles de temperatura en una
columna de absorción. Valores elevados de L/G tienden
a producir perfiles de temperatura menos intensos,
debido a la alta capacidad calorífica de la fase liquida. A
medida que disminuye el valor de L/G, la concentración
de soluto tiende a aumentar en la parte superior de la
columna y el punto de máxima temperatura tiende a
desplazarse hacia arriba en la columna, hasta que la
temperatura máxima se ubique en el piso mas elevado.
Por supuesto, la capacidad de la fase liquida para
absorber soluto cae progresivamente a medida que el
valor de L/G se reduce.

DESHIDRATODRA CON TEG
• Tanque de flasheo o separador de gas -condensado –
glicol.- Sirve para recuperar el gas que esta disuelto en
la solucion de glicol en el contactor, tambien como
cualquier hidrocarburo liquido que sea transportado
fuera del contactor por la solucion de glicol.El gas sale
por la parte superior del recipiente y es venteado o
puede ser usado para suplir el gas
combustiblerequerido para el reherbidor.
• Filtros.- En los sistemas de deshidratación del gas
normalmente se usan dos tipos de filtros: filtros de
sólidos son de malla fina de media o cartucho usados
para eliminar sólidos, partículas que pueden causar
erosión de los émbolos de las bombas, sellos de los
discos y válvulas, atascamiento del equipo y formación
de espuma

DESHIDRATADORA CON TEG
• Filtros de carbón activado.- son usados para
eliminar hidrocarburos, productos de degradación
del glicol, surfactantes, químicos usados para
tratamientos de pozos, aceites lubricantes de
compresores.
• Bombas de glicol.- Son las únicas partes movibles
de toda la unidad, retorna el glicol pobre de baja
presión al contactor de alta presión, se usan de
tres tipos: operación a alta presión (texsteam),
operadas con liquido a alta presión (Kimray) y las
impulsadas por motor eléctrico. Para unidades mas
grandes de deshidratación se usan bombas de
desplazamiento positivo, de cilindros múltiples.
Montadas horizontalmente e impulsada por un
motor eléctrico.

CARBON ACTIVADO
SALIDA DE GASES
ENTRADA
DE GLICOL
SALIDA
DE GLICOL
PDI
ESFERAS DE SOPORTE DE 3/4”
CARBON ACTIVADO
ESFERAS DE SOPORTE ½”

• Tanque de compensación.- Es un recipiente
usado para almacenar glicol regenerado para la
succión de la bomba, generalmente esta construido
como parte integral del rehervidor o en forma
separada.
Intercambiadores de calor.- El intercambiador
glicol-glicol quita el calor del glicol pobre , caliente,
que retorna al absorbedor y lo entrega al glicol rico
que va al destilador ahorrando energía. El
intercambiador glicol-gas sirve para calentar
ligeramente el gas seco que sale del absorbedor y
enfriar ligeramente el glicol caliente entrante.

• Los intercambiadores de glicol en una unidad e
glicol están diseñadas para:
- Suministrar el glicol pobre al absorbedor 5-15 °F
mas caliente que el gas seco que deja el
absorbedor. Este objetivo se logra colocando un
enfriador aguas abajo del intercambiador de glicol
rico-pobre.
- Mantener el tope del destilador de despojamiento a
210°F (a nivel del mar). El glicol rico ,frió, puede
usarse como el refrigerante para el serpentín de
reflujo.
- Controlar el precalentamiennto del glicol rico que
entra al destilador despojador a un máximo.

• Columnas de destilación.- Es el recipiente
localizado en la parte superior del reherbidor donde
tiene lugar la destilación del glicol y agua. Las
columnas destiladas están normalmente
empacadas y tienen condensadores con aletas o
espirales de reflujo (serpentines) en la parte
superior para enfriar los vapores de glicol y parte
de vapor de agua de salida, para proveer el reflujo
para la columna. Este arreglo controla la
condensación y reduce las perdidas de glicol. El
vapor de agua que sale del tope del despojador
contiene pequeñas cantidades de hidrocarburos
volátiles y se lo ventea normalmente a la atmósfera.

• Reherbidor.- Es el recipiente que suministra calor
para separar el glicol y el agua por simple
destilación. El glicol es calentado a una
temperatura entre 380 y 400°F. Para remover
suficiente vapor de agua para regenerar el glicol en
98.5 -99%. Los reherbidores pueden ser de fuego
directo o calentados por vapor o aceite caliente. El
nivel de glicol en el reherbidor es mantenido por un
vertedero de derrame. El exceso de glicol fluye
hacia dentro del tanque de compensación por
gravedad

DESCRIPCION DEL PROCESO
• El funcionamiento de un sistema de regeneración
de glicol seria el siguiente:
• El gas de entrada llega a un depurador de entrada,
donde se quita las impurezas sólidas o liquidas,
luego el gas entra por la parte inferior de la
contactora fluye en contracorriente con el glicol
pobre que desciende. El glicol pobre entra por el
tope del contactor donde fluye hacia abajo de plato
en plato y absorbe el agua del gas natural que va
ascendiendo, el gas que sale por el tope del
contactor es gas seco que pasa a través de un
intercambiador de calor gas/glicol y luego se va a
la línea de gas de venta.
• El glicol rico deja el absorbedor y entra a un
serpentín enfriador que controla la tasa de reflujo
de agua en el tope del despojador.

• Este control de temperatura asegura que el vapor
de agua que deja la columna destiladora no acarree
exceso de glicol. Se mejora el intercambio de calor
entre el glicol rico, frió y el glicol pobre caliente
utilizando dos o mas intercambiadores de calor de
coraza-tubo, en serie. El aumento de calor
recuperado disminuye el consumo de combustible
en el reherbidor y protege de sobrecalentamiento a
las bombas de circulación de glicol. El glicol rico se
vaporiza en el tanque de flasheo donde se le quita
el gas y cualquier hidrocarburo liquido que
estuviera presente, que puede usarse como
combustible, o como gas de despojamiento, se filtra
el glicol antes de ser calentado en el
reconcentrador.

SITEMA DE REGENERACION DE GLICOL
CON TEG

SITEMA DE REGENERACION DE
GLICOL CON TEG

ABSORCION FISICA POR INYECCION
• Son las llamadas Plantas de Ajustes de Punto de
Roció “ Dew Point”, estas plantas permiten cumplir
dos objetivos del acondicionamiento
simultaneamente: La deshidratacion y el
desgasolinaje.
• Básicamente el proceso consiste en provocar la
condensacion del vapor de agua y de los
hidrocarburos pesados mediante el enfriamiento.
El glicol que se usa en este sistema es el
monoetilen glicol por su doble accion como
absorvente y anticongelante.

PROPIEDADES NECESARIAS EN LOS REFRIGERANTES
• Para tener uso apropiado como refrigerante, se busca
que los fluidos cumplan con la mayor cantidad de las
siguientes características:
 Baja temperatura de ebullición: Un punto de ebullición
por debajo de la temperatura ambiente, a presión
atmosférica. (evaporador)
 Fácilmente manejable en estado líquido: El punto de
ebullición debe ser controlable con facilidad de modo
que su capacidad de absorber calor sea controlable
también

 Alto calor latente de vaporización: Cuanto mayor sea
el calor latente de vaporización, mayor será el calor
absorbido por kilogramo de refrigerante en circulación.
 No inflamable, no explosivo, no tóxico.
 Químicamente estable: A fin de tolerar años de
repetidos cambios de estado.
 No corrosivo: Para asegurar que en la construcción del
sistema puedan usarse materiales comunes y la larga
vida de todos los componentes.

 Moderadas presiones de trabajo: las elevadas
presiones de condensación (mayor a 350-400 psi)
requieren un equipo extrapesado. La operación en vacío
(menor a 0 psi) introduce la posibilidad de penetración
de aire en el sistema.
 Fácil detección y localización de pérdidas: Las
pérdidas producen la disminución del refrigerante y la
contaminación del sistema.
 Inocuo para los aceites lubricantes: La acción del
refrigerante en los aceites lubricantes no debe alterar la
acción de lubricación.

 Bajo punto de congelación: La temperatura de congelación
tiene que estar muy por debajo de cualquier temperatura a la
cuál pueda operar el evaporador.
 Alta temperatura crítica: Un vapor que no se condense a
temperatura mayor que su valor crítico, sin importar cuál
elevada sea la presión. La mayoría de los refrigerantes
poseen críticas superiores a los 200ºF.
 Moderado volumen específico de vapor: Para reducir al
mínimo el tamaño del compresor.
 Bajo costo: A fin de mantener el precio del equipo dentro de
lo razonable y asegurar el servicio adecuado cuando sea
necesario

Ventajas del uso del propano como refrigerante
• Tiene presión positiva a la temperatura de
evaporación
• Condensa con aire o agua a baja presión
• La baja relación de compresión permite operar en dos
etapas
• Calor latente de evaporación elevado
• Bajo costo y buena disponibilidad

• Problemas comunes con el uso del propano
• Mala calidad del propano de refrigeración. Hay
que tratar que el propano posea muy bajo
contenido de etano. Porcentajes de más del
3% de este último, traen como consecuencia
presión de condensación más alta que la de
diseño y en consecuencia, desde el punto de
vista mecánico, una mayor solicitud de los
metales, y analizado termodinámicamente un
menor rendimiento volumétrico del compresor.

Problemas comunes con el uso del propano
• Se debe poner especial atención en la
lubricación de los cilindros compresores a fin de
evitar un “lavado” de los mismos y consecuentes
engranaduras de pistón y camisa. Es
aconsejable el uso de aceites sintéticos, no-
miscibles con los hidrocarburos. Esta última
observación obliga, a la instalación de un
eficiente separador de aceite a la salida del
compresor, de lo contrario a través del tiempo
se deposita en los intercambiadores de calor
disminuyendo sensiblemente la eficiencia
térmica.

PROCESO DE DESHIDRATACION
• 1. Preparación y almacenamiento del glicol.
• 2. Sistema de inyección de glicol a la corriente de
gas.
• 3. Recuperación y Regeneración del glicol
• 1. Preparación y almacenamiento del glicol.- El
glicol es preparado con agua desmineralizada en
una proporción de 80% de glicol y 20% de agua, es
almacenada en tanques, que poseen colchones de
gas para evitar la entrada de oxigeno al sistema.
• 2. Sistema de inyección de glicol a la corriente
de gas.- De los tanques de almacenamiento con
una bomba se lleva hasta el regenerador de glicol
en donde por efecto de temperatura transmitida
por la circulación de aceite caliente se logra ajustar
la relación en peso de glicol deseada 80% a 81%.
Luego se comunica este reboiler con el acumulador
de glicol

• Del acumulador de glicol sale y atraviesa un
intercambiador de calor glicol pobre/rico para
enfriar el glicol pobre y entra a la succión de una
bomba alternativa, la misma descarga y efectúa la
inyección de la solución de glicol pobre al
intercambiador gas-gas, al intercambiador gas-
líquido, y una última inyección en el
intercambiador de refrigeración secundaria
(Chiller). En estos tres puntos se produce la
absorción del vapor de agua de la corriente de gas,
el glicol rico se junta en un separador frío
(separador de baja temperatura), luego es enviado
al sistema de estabilización (separador flash de
condensado).

• Luego de circular por los filtros, la solución pasa a
través del intercambiador de Glicol Rico/Pobre el
cual adiciona calor antes de entrar a la sección de
empaque de la columna de destilación, este
intercambiador es calentado con la solución pobre
proveniente del acumulador de glicol En la torre de
destilación el exceso de agua es separada de la
solución de glicol rico, mediante evaporación. La
solución de glicol fluye hacia el reboiler de glicol
donde se recalienta, calor provisto por la
circulación de aceite caliente a través de un tubo
que atraviesa al intercambiador sumergido en
solución de glicol. Obteniendo así la regeneración
del glicol o solución de glicol pobre. Una vez el
fluido se precipita hacia el acumulador de glicol
este se encuentra preparado para iniciar
nuevamente el ciclo de inyección al sistema.

CHILLER
• Es un intercambiador de calor con tubos en “U”,
donde el refrigerante fluye por el lado del casco.
• La sumergencia de los tubos es de gran
importancia porque esto determina el
rendimiento del proceso.
• El líquido entra al Chiller a una temperatura
que está entre 37 y 43 °F (3 y 6 °C) por debajo
de la temperatura a la que se debe enfriar el
fluido que está en el lado de los tubos.
• Al intercambiar calor, el refrigerante se calienta
y empieza a vaporizar, bajando el ingreso de
más refrigerante. El vapor que sale del Chiller
va a un compresor.

CIRCUITO DE PROPANO SIN
ECONOMIZADOR

CIRCUITO DE PROPANO CON
ECONOMIZADOR

• 3. Recuperación y Regeneración del glicol.- La
solución de glicol rica que sale del separador flash
de condensado fluye a través del serpentín de la
columna de destilación. Luego este flujo es pre-
calentando, por el calor provisto por el glicol pobre
proveniente del acumulador de glicol, pasa a
través de un intercambiador de glicol antes de ser
recepcionado en el tanque de flasheo de glicol
donde debido al aumento de temperatura y baja
presión los gases disueltos en el glicol son
desprendidos y los hidrocarburos líquidos
arrastrados en la solución pueden ser decantados
hacia el sistema de recolección. Luego pasa a
través de filtros de sólidos y carbón activado para
eliminar las impurezas e hidrocarburos del
sistema.

• CONDENSADOR
• Es un intercambiador de calor donde el
refrigerante va por el lado del casco y es
enfriado con agua fría o puede ser un enfriador
de aire, para luego volver al acumulador en fase
líquida.
• ECONOMIZADOR
• Es un separador que es empleado a veces,
asumiendo dos etapas de compresión. Este es
ubicado entre el acumulador y el Chiller y
separa el gas del líquido. El gas frío es enviado a
la Inter. – etapa del compresor, economizando
la potencia del compresor y también permite
obtener mayor cantidad de líquido refrigerante
que entre al Chiller para evitar la falta de
sumergencia.

SISTEMA DE REGENERACION DE GLICOL

DESHIDRATACION POR ADSORCION CON
SÓLIDOS
• El proceso de adsorcion es una forma de adhesión
entre una superficie sólida y el vapor del liquido
que aparece con una capa muy delgada y se
sostiene merced a la atracción entre los materiales
y las características particulares de los mismos. La
cantidad de liquido adsorbido en este caso agua,
varia con la naturaleza y el área superficial del
desecante usado. También se cree que la adhesión
del agua a la superficie sólida esta suplementada
por condensación capilar, o sea que aparte del
agua se condensa y es retenida en los canales
capilares en el interior del desecante.
• Cuando el gas contacta las partículas sólidas del
desecante el agua es adsorbida hasta que se
alcanza un equilibrio que esta descrito en tres
variables : temperatura de contacto, contenido de
agua del desecante, o capacidad estática (peso de
agua/peso de desecante seco), y contenido de agua
del gas (presión parcial del agua o punto de roció
del agua )

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL
PROCESO DE ADSORCION
• Ventajas
• Alcanzan puntos de rocío muy bajos requeridos
para plantas criogénicas.
• Se adaptan a cambios muy grandes en las tasas de
flujo.
• Son menos susceptible a la corrosión o al
espumamiento
• Desventajas
• Los costos iniciales de instalaciones son mucho
mayores a la de una unidad de glicol
• Es un proceso de bacheo. Tiene caídas de presión
altas a través del sistema
• Los desecantes pueden envenenarse con líquidos u
otras impurezas del gas.

DESVENTAJAS Y TIPOS DE DESECANTES
USADOS EN EL SISTEMA DE ADSORCION
• Altos requerimientos de espacio y peso
• Altos requerimientos de calor de regeneración y
altos costos de utilidades.
Desecantes
Los adsorbentes mas comúnmente usados para secar
fluidos de petróleo son: silica gel, bolitas de silica
gel, alumina activada, tamices moleculares.
Geles de sílice.- La silica gel es un material duro,
áspero, con buenas características de resistencia a
la atrición (desgaste por fricción), y esta disponible
comercialmente en forma de polvo, gránulos o
esferas de varios tamaños.

TIPOS DE DESCANTES USADOS EN EL
SISTEMA DE ADSORCION
• Bolitas de silica gel.- La capacidad de adsorcion
es la misma que la de la silica gel común, solo que
la densidad bruta y la capacidad por unidad de
volumen es mayor.
• Alumina activada.- Es una alumina parcialmente
hidratada, poros, amorfa.
• Tamices moleculares.- Son zeolitas, cristalinas o
aluminio-silicatos que tienen una estructura
uniforme tridimensional interconectada de
tetraedros de sílice y de aluminio Estos cristales de
zeolita sintética se fabrican para que contengan
cavidades de interconexión de tamaño uniforme,
separados por poros o aberturas estrechas
igualmente uniformes.

SELECCIÓN DEL DESECANTE
• La selección se basa en lo económico y en las
condiciones del proceso. Muchas veces los
desecantes son intercambiables y el equipo
diseñado para un producto puede ser
efectivamente operado con otro.
• La selección del desecante debe ser hecha sobre
la base de las siguientes consideraciones:
a) Presión, temperatura y composición del gas de
entrada
b) Punto de rocío al agua requerida a la salida.
c) Requerimientos de recuperación de Hcbs..
d) Costo de capital y de operación.

DESCRIPCION DEL PROCESO Y
RESPECTIVOS EQUIPAMIENTOS
• Si el secado del gas debe ser hecho en una
operación continua es necesario tener lechos de
desecantes múltiples, ya que estos operan en una
forma cíclica. Hay tres ciclos que se ejecutan
alternadamente en cada deshidratador. Hay un
ciclo de adsorcion, o deshidratado , un ciclo de
calor o regeneración del lecho y un ciclo de
enfriamiento del mismo. Los componentes típicos
de una unidad de desecante sólido son:
a) Separador de gas de entrada
b) Dos o mas contactores de adsorcion llenos con
desecante sólido.

EQUIPOS DEL SISTEMA DE ADSORCION
c) Un calentador de alta temperatura para proveer el
gas caliente de regeneración par reactivar el
desecante en las torres.
d) Un enfriador del gas de regeneración para
condensar el agua del gas de regeneración.
e) Un separador del gas de regeneración para quitar
el agua que se ha condensado del gas de
regeneración
f) Tuberías, distribuidores, válvulas conmutadoras y
controles para dirigir y controlar el flujo de los
gases de acuerdo a los requerimientos del
proceso.

• Torre adsorbedora.- Es un recipiente cilíndrico
con dos distribuidores de las corrientes de gas en
ambos extremos, soportes para el lecho colocados
en su parte inferior, una carga de adsorbente,
conexiones para la remoción del mismo y un
muestreador. El soporte del lecho debe soportar
tanto el peso muerto del desecante, como la carga
viva de la presión fluyente . Puede ser una malla de
acero inoxidable, con aberturas de malla menores
que las partículas del desecante, soportada
horizontalmente sobre vigas y anillos soldados.
El gas se introduce en la parte superior de la torre en
forma radial y baja velocidad puede usarse una
tubería ranurada tipo criba, o un tipo canasto
perforado. Se recomienda proteger la parte superior
de la camada de desecante colocando una capa de
4 a 6 pulgadas de bolas de1/2” a 2” de diametro.

• En el ciclo de adsorcion el gas húmedo de entrada
fluye hacia abajo a través de la torre. Los
componentes a ser retirados son adsorbidos a
tasas que dependen de su naturaleza química, el
tamaño de las moléculas y el tamaño de poros del
adsorbente . Las moléculas de agua se adsorben
primero en las camadas superiores del lecho. Los
gases hidrocarbonados secos se adsorben a través
del lecho. A medida que las capas superiores del
desecante se saturan con agua, el agua en la
corriente de gas húmedo comienza a desplazar los
hidrocarburos previamente adsorbidos en las
camadas mas bajas. Los hidrocarburos líquidos
también serán adsorbidos, y llenaran espacios
porosos que, de otro modo, estarían disponibles
para moléculas de agua.

• Calentadores de Regeneración.- En cualquier
tiempo dado, al menos una de las torres debe estar
adsorbiendo mientras las otras torres están siendo
calentadas o enfriadas para regenerar el desecante.
Cuando una torre se la conmuta el ciclo de
regeneración algo del gas húmedo, es decir una
pequeña parte de la corriente del gas de entrada (5
a 10 %) es desviada y se calienta temperaturas
entre 450 y 600 °F, en el calentador de alta
temperatura.
• El gas calentado que sale del regenerador se dirige
luego a la torre para quitar el agua previamente
adsorbida, al calentar la torre, el agua capturada
en los poros del desecante se convierte en vapor y
es adsorbida por el gas natural caliente que esta
pasando.

• Este gas que fluye de abajo hacia arriba deja el
tope de la torre y se lo enfría a fin de condensar el
agua que ha arrastrado, este enfriador de
regeneración trabaja con aire , agua o gas natural,
pero generalmente se usa aire para enfriar la
corriente de regeneración, dentro de 15 a 20 °F con
respecto a la temperatura del aire. El agua
condensada en el enfriador se separa en el
separador de gas de regeneración, que es un
recipiente horizontal trifásico dimensionado para
acomodar cualquier acumulación que surgiere.
Una vez que se ha secado el lecho , es necesario
enviar gas frió para volverlo a las temperaturas de
operación normales, antes de ponerlo en servicio,
se hace con gas deshidratado, y si es con gas
húmedo, hay que deshidratarlo primero , ya que el
paso por una corriente caliente no es suficiente
para deshidratar el gas.

CONSIDERACIONES DE DISEÑO
• Sentido del flujo.- Se recomienda flujo hacia abajo
cuando se trata de deshidratación de gas, y flujo
hacia arriba cuando se trata de deshidratación de
hidrocarburos líquidos. En caso de los
hidrocarburos líquidos, como estos siempre llevan
algo de componentes gaseosos, el flujo hacia arriba
permite que las burbujas de gas pasen a través del
lecho de deshidratación, Si el flujo de liquido fuera
hacia abajo, habría acumulación de gas en el tope
de la torre, reduciendo progresivamente la cantidad
de desecante expuesto al liquido.
• Temperatura.- Las planta de adsorcion son muy
sensibles a la temperatura del gas de entrada, ya
que la eficiencia disminuye a medida que la
temperatura aumenta.

• La temperatura del gas de regeneración que se
mezcla con el gas húmedo de entrada por delante
del deshidratador es también importante. Si la
temperatura de esas dos corrientes de gases difiere
en mas que 15 a 20 °F, el agua liquida y los
hidrocarburos condensaran a medida que el gas
mas caliente se enfría. Los líquidos condensados
acortan la vida del desecante sólido. La máxima
temperatura del gas caliente depende del tipo de
contaminante a remover, y del poder del sostén o
afinidad del desecante por los contaminantes.
Normalmente se usa una temperatura de 450 a
600 °F

• Presión.- Generalmente la capacidad de adsorcion
de una unidad de secado decrece a medida que la
presión desciende. Si los deshidratadores se
operan muy por debajo de la presión de diseño, el
desecante tendrá que trabajar mas para sacar el
agua y mantener el punto de rocío deseado para el
efluente.
• Velocidad del gas.- La habilidad del desecante
para deshidratar el gas aumenta cuando la
velocidad del gas disminuye durante el ciclo de
secado. Por lo tanto seria deseable operar a
velocidades mínimas para usar plenamente al
desecante.

• A velocidades bajas se requiere torres con grandes
áreas transversales para manejar un dado flujo de
gas, el cual, además puede canalizar a través del
lecho desecante y no quedar deshidratado
apropiadamente.
• Relación diámetro a altura del techo.- Una
relación (L/D) coeficiente de esbeltez, conveniente
seria de mas de 2.5, por debajo de ese valor de 2.5
no son aconsejable porque no permiten una buena
deshidratación ya que se producen canalizaciones
por que no hay flujo uniforme y el tiempo de
contacto no siempre es el adecuado.

• Caída de presión.- Las torres están
dimensionadas para una caída de presión
de diseño de 5 psi a través del desecante.
• Contenido de humedad del gas de
entrada.- Una variable importante que
determina el tamaño del lecho de un
desecante dado es la saturación relativa del
gas de entrada. Esta variable es la fuerza
impulsora que afecta la transferencia de
agua al adsorbente.

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